Sheet Steel Stamping Process

1.0Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.1Motivation for Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.2Study Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
2.0Stamping Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.1Components of Variation Explained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.2Calculating Components of Variation Using ANOVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.3Description of the Sources of Stamping Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.0Analysis of Stamping Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.1Mean Conformance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.1.1Benchmark Comparison - Body Side Outer and Inner Panels . . . . .14
3.1.2Mean Bias and Part Tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.1.3Benchmark Comparison - Tryout versus Production . . . . . . . . . . . . .18
3.1.4Mean Bias Stability over Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.1.5Impact of Shipping on Mean Bias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.2Stamping Process Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.2.1Benchmark Comparison - Part-to-Part Variation . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.2.2Variation Over Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.2.3Impact of Shipping on Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.2.4Components of Variation: Part-to-Part, Run-to-Run,
and Begin-End of Run . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.2.5Steel Properties and Press Setup Control and Stamping Variation . .27
3.2.6Effect of Mean Shifts on Statistical Process Control Techniques . . . .29
4.0Tolerance Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
4.1Tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
p and Cpk (Pp and Ppk) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
4.2C
4.3Recommended Tolerances for Sheet Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
4.4Part Tolerances and Functional Build . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
5.0Conclusions and Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
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