面對飛速發展的社會，汽車行業已經成為我國的支柱產業，同時汽車也成為了我們身邊不可缺少的交通工具，隨著市場上汽車保有量的不斷增加，客戶對于汽車的外觀表面的要求越來越高，這也導致汽車市場競爭不斷加大。為了應對競爭加劇的汽車市場，各大汽車廠商在鈑金零件的制造過程中，必須嚴格把控零件表面質量。在汽車鈑金零件生產過程中，為規避板料表面潔度不足造成鈑金件凹凸與模具型面受損等問題，沖壓的板料在進行生產前會通過清洗機進行清洗，來保證板料的清潔度，從而檢查板料的缺陷，但在這樣一個高度自動化的沖壓車間，新的問題和挑戰也隨之而來。背景介紹
某汽車公司沖壓車間在進行新車型的門內板模具試模時，生產人員反饋板料上油膜薄，且存在分布不均的情況，導致生產內板深拉延板件時出現板料開裂問題，如圖1 所示。機修部門采取的臨時增加油膜厚度的措施是少使用一個擠干輥。但又引發另一個問題，在生產其他板料時又因油膜太厚出現褶皺、油包，如圖2 所示。板料油膜厚度不穩定導致的零件開裂與褶皺，大大降低了成品零件的質量合格率，使得缺陷板料的外溢風險大幅提高。
板料油膜厚度不穩定的影響
⑴對沖壓車間的影響主要體現在質量與成本方面。板料油膜薄，會造成內板進行深拉延時出現開裂問題，車間的質量控制標準，對開裂的成品件流出到下道工序是不可接受的，這也要求質檢人員對于板料質量要嚴格把控。對于零件暗傷的情況，一般是很難發現的，這種零件流到油漆車間進行烘烤后，會出現開裂問題，造成車身的報廢。⑵板料開裂、零件不合格就必須及時停止生產，進行模具的維修和油膜的調整，這樣一來停機時間會大大增加，而此時設備仍在開動，導致了產能的浪費與設備利用率的降低。
⑶清洗油屬于消耗品，板料油膜厚度增加，清洗油的使用量也隨之提高，加清洗油的頻次提升，車間的清洗油采購費用提高。現場調查分析
現場反饋板料油膜薄導致板料開裂問題后，機修團隊立即組建油膜控制團隊，對此問題進行專項研究：⑴車間使用的清洗機由濟南二機床廠制造，未配套涂油機，實物如圖3 所示。⑵模具內板件與外板件均使用清洗機，并且清洗機的各項參數設置相同。⑶現場使用的模具由億森、瑞鵠、天汽模模具廠商提供。⑷清洗機為四對輥清洗機，輥系采用東邦輥系，是濟二使用頻次最高的輥系。⑸內板板料過清洗機后目視油量少，且板料開裂的頻次高，如圖4 所示。⑹使用TOHO 油膜計對油膜進行測量，測量方法為表面光澤處的刻度表示油膜量；相對平坦的一面朝下靜置；在稍暗狀態下用手電從油膜計端照射，可看到中央油膜量為圓形；實際值為汽車鋼板、鍍金材等的修正值。⑺經過對內板件表面油膜的多次測量，油膜計顯示紅圈以內，非正圓讀數0.3 ～0.5g/m2，如圖5 所示，不滿足油膜要求值 0.5 ～1.5g/m2。
驗證實施
第一階段：原理分析
板料能夠過清洗機，主要是由引入輥將料引入清洗機，刷輥上下兩側的上下噴嘴噴射清洗油沖洗板料上下表面，刷輥高速反轉，共同作用將板料洗凈，兩組擠干輥將多余的清洗油擠出板料，并在板料表面形成油膜防銹，如圖6 所示。板料油膜的厚薄主要由噴油量、料片形狀、壓力、料片表面的粗糙度、速度、溫度、擠干輥粗糙度、滾軸硬度、清洗油粘度這幾個參數決定。為了滿足門內板油膜厚的要求，首先提高清洗機凈油泵的轉速至最大2000r/min，取消一個擠干輥的使用，并將擠干輥的壓力調整至最小12bar，油膜值增大，臨時滿足了門內板拉延的要求。
第二階段：檢查影響油膜的參數
檢查凈油泵的運行情況。噴油量的大小由清洗機的凈油泵決定，將上箱體抬起200mm，在線調整清洗機凈油泵的轉速，噴油量發生變化且量大，如圖7所示，不存在油管堵塞的問題，噴油量的大小也與其他現場一致，排除此原因。
確認清洗油的品牌及型號，油箱加熱功能。清洗油使用的是Quake 低粘度沖壓防銹劑，油品選擇符合要求；清洗油的粘度也每周送至專業油品檢測部門進行檢測。濟二清洗機油箱配備了自動加熱功能，當油溫低于設定溫度時，對其進行自動加熱，隨時保證油品處于最佳溫度(40 ～45℃)，排除此原因。檢查刷輥轉速及轉向。經過查詢程序發現，清洗機刷輥轉速是由系統自動控制，并跟隨在清洗機操作界面給定的線速度進行控制，未發現刷輥速度不變的情況，觀察刷輥的方向，實際與進料方向相反，不存在刷輥失效。檢查擠干輥的狀態。此前現場生產人員反饋，清洗機里面卡進過板料，因此需要打開清洗機的上箱體檢查擠干輥的表面，檢查發現此清洗機的擠干輥外觀正常，沒有明顯外傷，擠干輥2 比擠干輥1 顏色稍淺，清洗機過板料張數不足50 萬片，是由于擠干輥浸油不足導致，對板料油膜薄有影響。另擠干輥2 中間有兩處擦印，輥系在運行一段時間后可自動彌補，造成目前此處位置油膜稍厚，也是板料上出現部分油膜偏厚的原因，如圖8 所示。
生產過程中設置不同的壓力觀察油膜變化情況，經過油膜計的測量，符合帶有撓度清洗輥線壓力的變化規律，壓力控制系統無故障。詢問生產情況得知，需要油多的板件均為深拉延的內板件，主要是前門內板和后門內板，而外板在當前清洗機參數的設置下進行生產，零件未出現質量問題，生產人員提出訴求，可以在生產前門內板和后門內板時在線調整油膜薄厚。第三階段 ：確認原因
由于清洗機在開始投入使用前未按要求對擠干輥進行長達48 小時浸泡，導致擠干輥未完全浸透，并且擠干輥仍在初期使用階段，擠干輥的吸排能力有待進一步加強，如圖9 所示。拉伸長度大的板料需要更厚的油膜才能保證拉延效果，因此板料在過清洗機后需要附著更厚的油膜。
第三階段：制定解決方案
針對前期清洗機擠干輥未浸透完全的問題，計劃在生產結束后對清洗機的擠干輥進行持續浸油處理。對擠干輥2 實施噴淋，在內板需要更厚油膜時使用噴淋。
第四階段：方案實施
對擠干輥進行浸油處理，利用取樣點的球閥，外接一根管，打開清洗機的上箱體蓋，對清洗機的擠干輥2 進行持續浸油，如圖10 所示，此時擠干輥的壓力參數設置為35bar；將刷輥反轉，將油液均甩至擠干輥1 上，可對擠干輥1 也進行浸油處理，連續浸油時間為4h。針對生產人員提出的要求，深拉延模具需要更厚油膜，現場制作擠干輥2 噴淋裝置，在需要更厚油膜時開啟使用。在后期清洗機長期放置或更換新輥以后，亦可使用噴淋裝置對輥子進行浸油處理，生產穩定后建議常閉浸油裝置，因為板料過清洗機后附著較多的油，從長遠考慮不利于成本控制。在清洗機的程序內增加配方，針對不同模具板料對清洗機油膜的不同要求，生產人員可在配方內進行設置，比如擠干輥1 和2 的壓力、凈油泵的轉速、刷輥的位置，實現柔性油膜調整，如圖11 所示。
第五階段：效果驗證
經過半個多月的探索，在2019 年8 月20 日的生產中，與生產人員與模修人員共同對浸油處理后的油膜進行測試跟蹤，油膜目前達到0.8 ～1.0g/m2，符合油膜要求，見表1。
第六階段：防止問題再發生
⑴每周定期檢測油膜的變化情況，使油膜管理形成適合線體實際情況；⑵統計加清洗油的頻次，宏觀掌控油膜的變化情況，可對成本管理提供依據；⑶對深拉延模具進一步的調整，使之符合自動化線的生產要求。
結束語
本文對沖壓零件油膜不穩定，內板件頻繁開裂及外板零件易褶皺的問題進行探討分析，經過攻關得到了沖壓車間清洗機參數使用規范的第一個工藝參數，并嘗試了一些方法和驗證了效果。
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