我企业某SUV车型B柱加强板调试阶段, 制件存在局部面形状超差的问题, 超差量最高达到1.7mm, 无法满足装车要求, 如图1所示。

将B柱加强板进行符检排查, 具体超差部位如图2所示。对制件面形状超差部位进行数据统计, 如表1所示。

此面差超差问题主要给冲压车间及其后续车间生产带来三方面影响:

(1) B柱加强板为热成形制件, 成形后制件屈服强度达1, 000~1, 200MPa, 抗拉强度达1, 400~1, 600MPa, 由于制件强度太高, 无法进行手修作业, 超差制件只能报废处理, 造成成本的浪费。

(2) 影响白车身焊接精度、降低车身安全性能。

(3) 影响车型按时SOP, 延迟上市。

针对此制件面形状超差问题, 需要从生产工艺流程进行排查, 利用鱼骨刺图分步去分析、调查, 确定产生的要因是什么, 有几方面要素, 对调查的结果进行再分析, 确定问题的真因。

该车型B柱加强板为热成形制件, 热成形生产工艺流程如图3所示。其中:

(1) 板料加热:将板料加热并保温900℃~960℃, 以使板料完全奥氏体化。

(2) 转运:为保证制件压时温度, 需将高温加热后的板料的极短的时间内从加热炉转移至模具内。

(3) 压制成形:高温状态下将板料压制成形的同时, 通过模具水道中的冷却水进行保压淬火。

(4) 激光切割:成形后的制件抗拉强度高达1, 400~1, 600MPa, 需使用激光进行切边切孔。

(5) 抛丸:使用高速喷射的细铁砂将制件表面的氧化皮去除。

现采用鱼骨刺图对人、机、料、法、环进行全面分析, 确定了以下几方面的影响因素, 如图4所示。

(1) 对材料性能进行分析调查。

B柱加强板材料为宝钢企业生产的B1500HS热成形钢板, 其材质为22Mn B5, 材料性能如表2所示, 是目前广泛使用的热成形超高强度钢, 且板料厚度误差满足标准要求 (1.4±0.07mm) , 如表3所示。

(2) 对工艺参数进行验证调查。

通过对现场操作与作业引导书对比排查发现, 生产过程中对B柱加强板回弹影响因素较大的工艺参数主要为加热温度、转运时间、成形压力、保压时间, 现场工艺参数如表4所示。

但此工艺参数值均是参照前期热成形制件工艺参数实行, 无法判断工艺参数为此制件生产的最优参数, 因此需进行实验验证。通过对以上4组工艺参数进行DOE分析, 并进行实验验证, 确定该制件的最优工艺参数, 如表5所示。

通过对工艺参数的优化, 制件面形状超差量由1.5mm下降为1.0mm, 但仍无法达到合格要求 (3±0.5mm以内) , 需要进一步分析调查。

(3) 对激光切割与抛丸工序进行调查。

通过现场调查分析, 其中激光切割的切割缝隙很小, 只有0.5mm左右, 且切割速度快, 激光切割的热影响区很小, 因此激光切割对制件面形状的影响可以忽略不计;抛丸工序对制件面形状有影响, 检测发现抛丸对制件回弹的影响一般在0.1~0.2mm, 边角处影响略大, 为0.2~0.3mm, 因此抛丸不是造成制件面形状超差的主要因素。

(4) 对制件造型及模具结构进行调查。

通过与标杆车型的B柱加强板对比发现, 该车型B柱加强板面形状超差部位结构简单、无加强筋, 制件刚性不足, 如图5所示。且此制件为热成形制件, 模具设计时未做回弹补偿, 通过Auto FormApp进行模拟分析发现, 制件同一位置未做回弹补偿时出现回弹, 回弹量为0.65mm, 回弹补偿1.0mm后问题消失, 理论分析如图6所示。

经过调查确认分析, 真因有以下3个方面: (1) 生产工艺参数非制件最优参数, 导致制件成形不到位; (2) 制件设计结构简单, 无加强筋, 制件刚性不足; (3) 模具设计时未做回弹补偿。

依据问题真因, 制定两套整改方案, 具体整改方案、成本、周期如表6所示。

从实施成本及整改周期两方面考虑, 选取方案二进行对策整改, 首先按照最优参数组合修改工艺参数;其次补焊研合模具, 在模具上模补焊1mm的补偿, 在模具下模相同部位打磨去除1mm, 已达到回弹补偿的效果。

B柱加强板面形状超差问题消除, 连续跟踪检测3批次, 面形状超差问题发生率为0, 达到了预期整改效果, 具体检测数据见表7所示。

通过此问题的整改, 运用鱼骨刺图将人、机、料、法、环、测全面进行分析, 确定主要的影响因素, 并对相应影响因素进行调查分析, 最终确定真因, 制定合理的方案对策, 最终将问题快速的解决, 保证车型按时量产及效率的提升。