如图,为小编真实钣金改善案例,结合了钣金冲压工艺,QPQ表面热处理工艺,及产品设计工艺能力的综合分析。

钣金折弯工程视图(MCCB机构杠杆弯曲钣金件QPQ后断裂综合分析)(1)

机构杠杆件由1.6壁厚SPCC材料冲压 QPQ表面处理而成,对称位置有2个弯曲凸耳,用于对连杆摆动阻挡限位。

某日,工段质量报警,成品在机械寿命磨合测试中,凸耳大量断裂,急需现场处置。通过现场分析,表观为断裂,初步的意见是弯曲凸耳强度不够,在来回撞击后疲劳断裂。据此意见,模具工艺立即对弯曲处增加成型筋,期待能够增强。同时反馈刚刚由板料改为卷料,需要回到板料验证。

重置一批后,仍旧出现较多的弯曲处断裂,问题没有找到核心因素。此时,质检怀疑QPQ表面处理将零件变脆,遂对QPQ制程进行复核。

工艺分析后认为,QPQ表面处理不会仅仅对弯曲处发生断裂,若供应商处工艺波动,造成的脆性增加,会体现在众多的零件上,其他零件没有发现脆断,因此核心原因不是QPQ造成的。进一步工艺复核,针对此杠杆,用老虎钳扳动弯曲处的凸耳,很容易断裂,而扳动其他零件结构处,没有发生脆断。QPQ表面处理原因可以排除。

工艺随即展开分析,核查图纸,凸耳弯曲的内R为0,据此分析如下:

钣金折弯工程视图(MCCB机构杠杆弯曲钣金件QPQ后断裂综合分析)(2)

假设壁厚中间位置(模具工艺中略偏向内侧)展开后,长度不变,外层的材料受拉伸塑性变形,内侧受挤压变形。

中性层长度: 1/4圆周长,R=0.8, L=1/4(3.14*1.6) = 1.256

最外层长度: 1/4圆周长,R=1.6, L=1/4(3.14*3.2) = 2.5

最大伸长率:(2.5-1.25)/ 1.25 = 100 %

通过上面的测算,外层的材料已经大大超过SPCC钢板的伸长率上限,弯曲后,材料外层发生了疏松,强度大大降低。由此,该零件的设计违背了弯曲最小内角限制原则,造成弯曲后,零件的强度断崖式降低。

核心因素找到后,改善措施就应对有力,如上图中,经产品设计查看,内R可设计为1,不影响配合,经计算,最外层的伸长率为44%,略超SPCC的上限,基本满足现有强度需要。

工艺进一步与产品设计沟通,弯曲处在满足结构空间的情况下,由2个45°弯曲累积,进一步降低最外层材料的伸长率,妥妥的满足SPCC钢板正常伸长率要求。按此改善后,应用到现在,再也没有发生此处弯曲断裂。

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