Накратко

Повърхностните дефекти при автомобилното класиране са основната причина за отпаднали разходи и закъснения в производствените започвания, като общо се разделят на Естетични дефекти от клас А (компрометиращи естетиката) и структурни дефекти (компрометиращи сигурността). Ефективната диагностика изисква разграничаване между статични дефекти (предизвикани от замърсяване или повреда на инструментари) и динамични дефекти (предизвикани от процесни променливи като теч, топлина и деформация).

За да се постигне производство без дефекти, инженерите трябва да оптимизират процесните променливи – по-специално силата на задържане на заготовката (BHF), смазването и радиусите на инструмента – като използват напреднали методи за откриване. Това ръководство обхваща основните причини за критични дефекти като „портокалова кора“, ударни линии и пукнатини и предлага практически решения – от цифрово моделиране до поддръжка на работното място.

Естетически дефекти клас А („убийците на бранда“)

За външни панели като капаци, врати и крила дори микроскопични отклонения по повърхността могат да разрушат изискванията за „Клас А“ повърхност, зададени от производителите на оригинални компоненти (OEM). Тези дефекти не засягат якостта на детайлите, но създават видими изкривявания след боядисване. Управлението им изисква прецизен контрол върху материалните свойства и разпределението на деформациите.

Апелсинова кора

Диагноза: Грапава, структурирана повърхност, наподобяваща кожата на цитрусов плод. Става много видима след боядисване, разсейвайки светлината и матирайки повърхността.

Основна причина: Това предимно е въпрос на ниво на материала. Възника при деформация на отделните метални зърна независимо един от друг, вместо колективно. Материали с едрозърнеста структура са по-склонни към този феномен по време на дълбоко изтегляне. В някои случаи прекомерното смазване също може да задържи мехурчета масло, което създава подобна повърхностна текстура.

Решение:

• Избор на материал: Преход към листов метал с финозърнеста структура и по-строги стандарти за контрол на размера на зърната.
• Управление на деформацията: Осигурете материалът да бъде разтеглен достатъчно, за да опънете повърхността, но не чак толкова, че да предизвика нестабилност на ниво зърно.
• Контрол на смазването: Оптимизирайте вискозитета на смазката и количеството ѝ прилагане, за да се предотврати хидростатично грапавене.

Следи от плъзгане срещу следи от удар

Тези два дефекта често се бъркат, но имат различни механични причини. Разграничаването между тях е от решаващо значение за избора на правилното решение.

• Следи от плъзгане: Предизвикани от листовия метал физическо плъзгане през радиус на инструмента (като входен радиус на матрица или характерна линия). Това движение полира повърхността, оставяйки видима следа. Решение: Полирайте радиусите на инструмента до огледален финализиран вид, приложете смазочни материали с висока производителност или коригирайте дизайна на добавендума, за да се намали движението на метала по този конкретен радиус.
• Ударни линии (или линии на контакт): Предизвикани от хистерезис на деформацията . Когато металът се огъне около радиус и след това се разгъне, бързата промяна в деформацията може да остави видима линия, дори ако не е имало плъзгане. Това често се случва около характерни линии. Решение: Увеличете радиуса на инструмента, за да намалите интензивността на цикъла огъване-разгъване, или използвайте софтуер за симулация за оптимизиране на разпределението на деформациите по време на проектантския етап.

Повърхностни нива и следи от уседане

Диагноза: Леки вдлъбнатини или „вдлъбнати области“, които често са невидими с просто око, докато детайлът не бъде боядисан или полиран. Те обикновено се появяват около вдлъбнатините за дръжки на врати или за резервоарни капаци.

Основна причина: Тези дефекти често са от вида „впадане навътре“, причинени от неравномерно разпределение на напрежение. Когато област с висока степен на деформация е заобиколена от област с ниска степен на деформация, материала се отпуска неравномерно, създавайки ниска точка. Еластичното възстановяване (връщане назад) около сложни геометрии също може да дърпа повърхността навътре.

Решение: Увеличава Сила на държача на заготовката (BHF) да се генерира достатъчно напрежение по цялата плоча, осигурявайки равномерно течение на материала. Прекомерното закривяване на повърхността на матрицата също може да компенсира за очакваното отпускане.

Дефекти в структурната цялостност („Убийците на детайли“)

Структурните дефекти довеждат до незабавно отхвърляне на детайла, тъй като компрометират физическата цялостност на компонента. Те се управляват от диаграмата за гранични форми (FLD) и баланса между опънни и компресионни напрежения.

Пукнатини и тръпления

Диагноза: Видими разкъсвания в метала, вариращи от косопадни фрактури до катастрофални разкъсвания. Тези проблеми обикновено се появяват в области с висока разреждане, като например дълбоки ъгли за изтегляне.

Механизъм: Материалът е надхвърлил границите си на здравина. Това е... динамичен дефект често причинявани от прекомерно триене, недостатъчна пластичност на материала (n-значение) или агресивна геометрия на изкуството.

Коригиращи действия:

1. Намаляване на БХФ: Намалете силата на празното устройство, за да позволите на материала да се движи по-свободно в кухината на изработването.
2. Смазване: Прилагане на смазочни материали с по-високи показатели или инсталиране на активни системи за смазване в критични точки на триене.
3. Оптимизация на радиуса: Увеличете радиуса на вход на матрицата. Остър радиус действа като спирачка, предотвратяващ потока на материала и го кара да се разтяга до провал.

Завиване

Диагноза: Вълнисто, сгъстено метало, обикновено се среща в областта на фланца или в коничните стени. За разлика от разцепените, бръчките са причинени от компресионна нестабилност .

Механизъм: Когато металът е сгъстен тангенциално (сгъстен заедно), той има тенденция да се изпъва от равнината, ако не е ограничен. Това е често срещано при конични стени, където има излишък от материал.

Коригиращи действия:

• Увеличете BHF: Наложи повече натиск върху фланша, за да потисни физически изкривяването.
• Използвайте чертежни мъниста: Инсталирайте стъклени гранули, за да ограничите потока от материал и да увеличите напрежението в стената, издърпайки свободния материал, който причинява бръчки.
• Забележете компромиса: Увеличаването на BHF за отстраняване на бръчки увеличава риска от разцепване. Процесният прозорец е безопасната зона между тези два режима на неизправност.

Дефекти на инструментите и на процесите

Не всички дефекти са резултат от потока на материала; много от тях са отпечатъци от състоянието на инструмента или от средата на штампиране. Разграничаване между статичен и динамичен източниците е първата стъпка в отстраняването на неизправности.

Статични срещу динамични дефекти

Залепване и ръбове

Заледяване (или адхезивно износване) възниква, когато листовият метал микроскопично се споява към инструменталната стомана поради високо налягане и температура, откъсвайки парчета материал. Това оставя дълбоки драскотини и унищожава повърхността на инструмента. Наблюдава се често при штамповка на високопрочни стомани и алуминий. Решението включва използването на напреднали PVD покрития за инструменти и осигуряване на химическа съвместимост между смазката и обработвания материал.

Заешки опашки са остри, издадени ръбове по линията на рязане. Почти винаги се причиняват от неправилно зазор между матрици . Ако зазоринът между пробойника и матрицата е твърде голям (обикновено >10-15% от дебелината на материала), метала се разкъсва, вместо да се отреже чисто. Ако е твърде малък, се изисква прекомерна сила.

Управлението на тези променливи изисква здраво оборудване и прецизна инженерна дейност. За производителите, които целят да намалят тези рискове още от самото начало, е съществено да сътрудничат с компетентен производител. Shaoyi Metal Technology се специализира в преодоляването на този разрив, като използва прецизност, сертифицирана по IATF 16949, и пресови възможности до 600 тона, за доставка на ключови компоненти като лостове за управление, произведени със стриктно спазване на стандартите на производителите на оригинални части относно повърхността.

Методи за откриване и контрол на качеството

Съвременните стандарти в автомобилната промишленост вече надхвърлят простата визуална проверка. Откриването на дефект е полезно, но прогнозирането му е трансформиращо.

Ръчно срещу цифрово хабиджийство

Ръчно хабиджийство: Традиционният метод включва триене с плоско абразивно хабидже по пробития панел. Високите участъци (издутини, върхове) се обработват чрез абразия, докато ниските остават нетъркани, създавайки визуална контрастна карта. Въпреки че е ефективен, този метод е трудоемък и зависи от уменията на оператора.

Цифрово хабиджийство: Това се отнася за използването на софтуер за симулация (като AutoForm) или данни от оптично сканиране, за да се създади виртуална карта на повърхностни дефекти. Като емuliра физическия процес на стонинг в цифрова среда, инженерите могат да идентифицират дефекти от клас А преди дори да бъде започнато фрезоването на инструма . Това премества контролът върху качеството от фазата „Опит“ във фазата „Дизайн“, което значително намалява времето и разходите за развитие.

Оптични измервателни системи

Автоматизираните системи използват структурирана светлина (зебра пъклинг) или лазерно сканиране, за да измерват топологията на повърхността до микрометър. Тези системи предоставят обективни, количествени данни, които могат да бъдат върнати обратно в системата за контрол на пресата. Например, ако оптичната система засече възникващ „съсирен белег“, линията на пресата автоматично може да регулира налягането на възглавницата, за да компенсира, създавайки затворена система за контрол на качеството.