基于基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)與功能尺寸的轎車尾燈質(zhì)量缺陷分析及改進(jìn)

朱春華 王曉東 梁永生 顏景潤

(1.河北建筑工程學(xué)院,河北 張家口 075000；2.華晨汽車制造有限公司,北京 010000)

0 引 言

中華轎車右后側(cè)尾燈局部外凸，高出側(cè)圍曲面，燈的邊緣安裝線處的縫隙不均，體現(xiàn)在車身垂直方向(Z方向)上面縫隙小，下面縫隙大，配合精度沒有達(dá)到質(zhì)量要求，從而降低了整車的外觀質(zhì)量.

1 質(zhì)量缺陷分析

針對(duì)尾燈存在的質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，影響其質(zhì)量的因素是：尾燈本身型面及尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求；尾燈裝配關(guān)系的沖壓件—右側(cè)尾板、后備箱后下板、尾燈安裝板是否合格及沖壓件分總成是否能滿足裝車要求.

(1)右側(cè)尾燈本身使用坐標(biāo)測量機(jī)檢測型面和燈腳，結(jié)果顯示符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求.

(2)利用三坐標(biāo)測量機(jī)對(duì)側(cè)圍制件與尾燈安裝部位的型面點(diǎn)進(jìn)行檢測，被測點(diǎn)的公稱尺寸(X3676.21 Y607.60 Z719.52)，被測點(diǎn)的法向誤差值dr為-1.326 mm.

(3)與右側(cè)尾燈有安裝配合關(guān)系的沖壓件是尾燈安裝板，用三坐標(biāo)測量機(jī)檢測白車身尾燈安裝板.結(jié)果顯示安裝尾燈孔孔尺寸存在偏差，與尾燈安裝配合型面點(diǎn)也有偏差，還有安裝局部干涉現(xiàn)象.

根據(jù)以上的分析結(jié)果，經(jīng)反復(fù)研究，考慮到生產(chǎn)成本等問題，確定不改動(dòng)側(cè)圍制件的尺寸，而改進(jìn)尾燈安裝板的質(zhì)量缺陷.

尾燈板生產(chǎn)工藝過程是：沖制沖壓件、焊接尾燈板—尾燈板在焊接夾具夾緊、與其搭接沖壓件進(jìn)行點(diǎn)焊、尾燈板分總成與側(cè)圍在側(cè)圍工位焊接、最后焊接成白車身.

生產(chǎn)尾燈板沖壓件工藝路線是：下料、1/6序—落料、2/6序—拉延、3/6序—切邊、4/6序—沖孔-切邊、5/6序—沖孔-切邊、6/6序—整型.

尾燈板沖壓件零件上布置的2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，其中主基準(zhǔn)點(diǎn)DC1R1(RPS01HYZ),副基準(zhǔn)點(diǎn)為SL1(RPS02HYZ).

尾燈板在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測、安裝所體現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)重合：孔DC1R1(RPS01HYZ)既是該制件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)，在檢測樣架上又是定位基準(zhǔn)點(diǎn)，在焊接夾具上是主定位點(diǎn)還是尾燈安裝的孔位.

2 中華轎車車身統(tǒng)計(jì)過程控制

對(duì)中華轎車車身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過程控制，圖1所示為尾燈板上檢測點(diǎn)(安裝孔)DC1R1(RPS01HYZ)沿車身坐標(biāo)方向Z向的單值—移動(dòng)級(jí)差控制圖.圖2所示為尾燈安裝型面點(diǎn)P1沿車身坐標(biāo)方向X向的單值—移動(dòng)級(jí)差控制圖.

通過對(duì)尾燈安裝板的安裝孔和安裝型面相關(guān)檢測點(diǎn)的控制圖分析，可以得到如下結(jié)論：(1)安裝孔孔位沿Z軸正方向偏離，引起尾燈上下縫隙不均；(2)型面點(diǎn)P1沿X向正方向偏離引起尾燈精度超差.

因此，對(duì)尾燈板制造質(zhì)量問題主要可以從兩方面著手：(1)解決安裝孔及型面點(diǎn)的尺寸偏離；(2)使不受控的P1點(diǎn)變成受控點(diǎn).

圖1 檢測點(diǎn)DC1R1單值-移動(dòng)級(jí)差控制圖

圖2 檢測點(diǎn)P1的單值-移動(dòng)級(jí)差控制圖

3 對(duì)尾燈板的質(zhì)量改進(jìn)

依據(jù)控制圖提供的測量點(diǎn)的信息，分析出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的原因，改進(jìn)模具壓力加工的孔位、制件在整形時(shí)型面下限伸延；增加沖壓件焊接夾具上受力等，是可行的方法.

對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn).依據(jù)尾燈安裝板沖壓加工的工藝流程，在完成1/6序—落料、2/6序—拉延以后，在3/6序—切邊、沖孔序改進(jìn)加工的孔位以后，在6/6序整型改進(jìn)型面點(diǎn).

模具改進(jìn)的流程為：手工制作改進(jìn)尾燈板工序樣件—試裝車—合格.

改進(jìn)4/6切邊、沖孔序的模具，如圖3所示.依據(jù)手工制作沖孔修模樣件，將4/6序—沖孔、切邊的三個(gè)沖孔凸、凹模中心線位置移動(dòng)了1.50 mm左右.具體做法是：起模，在上模模具的腔內(nèi)，將固定安裝三個(gè)沖頭的固定板卸下，在上模座用于固定板連接的螺栓與銷釘拔出后有空洞，把漏出的空洞補(bǔ)上，重新繪制固定板圖紙，在加工固定板時(shí)只加工連接的螺紋孔，而不加工銷孔，在依據(jù)制作的沖孔樣件的孔位，劃線加工銷孔的位置，并與上模座對(duì)銷孔位進(jìn)行研配加工，將固定板安裝在上模座后，把卸料板的孔位擴(kuò)大；在修正沖孔的凹模時(shí)，以沖頭的位置為基準(zhǔn)，補(bǔ)焊后，研配凹模的中心，并對(duì)下模的廢料排出孔進(jìn)行擴(kuò)孔，保證廢料都能及時(shí)排出下模的型腔，改進(jìn)后的模具在壓力機(jī)上試壓了50個(gè)工序件，經(jīng)檢驗(yàn)孔位尺寸滿足設(shè)計(jì)、裝車要求.同時(shí)也改動(dòng)了在5/6切邊、沖孔序及6/6整型序的定位銷的位置.

改進(jìn)6/6整型序的模具.依據(jù)手工制作的整型序樣件起模，在下模模具的腔內(nèi)，將型面點(diǎn)P1、P2對(duì)應(yīng)的下模型面補(bǔ)焊抬高.對(duì)應(yīng)的上模型面也作了打磨.在模具的靜態(tài)時(shí)，將上、下型面作反復(fù)的研磨，并用塞尺進(jìn)行了間隙的確認(rèn).

對(duì)模具進(jìn)行動(dòng)態(tài)試模.在500噸壓力機(jī)上安裝模具，進(jìn)行試車.在模具上下型腔內(nèi)涂抹紅顏色的研料.將完成的沖孔工序件在模具內(nèi)試壓，查看壓制后的制件，找出高點(diǎn).在模具型面上打磨，反復(fù)進(jìn)行多次這樣的試壓，直到?jīng)]有高點(diǎn).制件的型面過渡光滑，沒有棱線、頸縮、拉傷、皺褶等質(zhì)量缺陷.對(duì)試壓制件進(jìn)行檢測，型面點(diǎn)滿足設(shè)計(jì)要求.

圖3 更改后4/6序切邊—沖孔模的示意圖

對(duì)夾具進(jìn)行改進(jìn).在裝焊車間，此尾燈安裝板在工位上夾緊時(shí)，因制件在夾具上兩側(cè)受力，制件夾緊受力不均，型面點(diǎn)P1處凸起變形，使該制件X向尺寸制造不受控.改進(jìn)措施：對(duì)夾具進(jìn)行了調(diào)整，在易引起變形處增加壓料裝置，使之焊制制件時(shí)，兩側(cè)被加緊同時(shí)，在外力作用下，克服形變，增加制件夾持的可靠性，減少操作因素的影響.

在對(duì)過程進(jìn)行改進(jìn)后，往往需要確認(rèn)改進(jìn)的效果.這時(shí)需要按照進(jìn)行初始過程研究的方式制作控制圖.

4 改進(jìn)效果的檢測與評(píng)價(jià)

應(yīng)用改進(jìn)后的模具、夾具生產(chǎn)的沖壓件，經(jīng)焊裝焊接成分總成.裝車后，抽取白車身到檢測中心檢測.檢測點(diǎn)還是DC1R1(RPS01HYZ)、P1.對(duì)這些檢測點(diǎn)仍然利用單值—移動(dòng)級(jí)差控制圖進(jìn)行處理，如圖4、圖5所示.

圖4 檢測點(diǎn)DC1R1單值-移動(dòng)級(jí)差控制圖

從圖中可以看出檢測點(diǎn)均處于受控狀態(tài)，而且檢測點(diǎn)的檢測數(shù)據(jù)都在公差帶之內(nèi).這表明，所采取的質(zhì)量改進(jìn)措施是有效的.

可以看出，統(tǒng)計(jì)過程控制在轎車車身制造質(zhì)量控制體系中可以發(fā)揮很重要的作用.利用統(tǒng)計(jì)過程控制方法可以檢測、分析、判斷生產(chǎn)過程的受控狀態(tài)，了解過去和現(xiàn)在的生產(chǎn)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的異常現(xiàn)象，提供進(jìn)行過程改進(jìn)的依據(jù).也可以根據(jù)控制圖提供的信息及時(shí)、有效地采取過程改進(jìn)措施，糾正和預(yù)防轎車車身質(zhì)量缺陷發(fā)生，從而達(dá)到改進(jìn)制造質(zhì)量的目的.

但是，對(duì)轎車車身的一個(gè)檢測點(diǎn)就需要制作一張控制圖，而轎車車身檢測點(diǎn)和功能尺寸數(shù)量眾多，不可能對(duì)轎車車身上的每個(gè)檢測點(diǎn)和功能尺寸都利用控制圖進(jìn)行檢測.需要進(jìn)行合理選擇，確定利用控制圖可以獲得最大效果的點(diǎn)，對(duì)它們進(jìn)行檢測和質(zhì)量改進(jìn).

圖5 檢測點(diǎn)P1的單值-移動(dòng)級(jí)差控制圖

5 結(jié) 論

本文采用了中華轎車尾燈安裝板三坐標(biāo)檢測機(jī)檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，研究了如何使用控制圖進(jìn)行控制與分析，結(jié)合轎車車身結(jié)構(gòu)與沖壓生產(chǎn)、焊裝工藝確定引起質(zhì)量問題的根本原因，并且對(duì)中華轎車尾燈制造問題進(jìn)行了成功的改進(jìn).

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鄧仕珍，范淼海.汽車車身制造工藝學(xué).北京：北京理工大學(xué)出版社

[2]王霄鋒.統(tǒng)計(jì)過程控制.北京：清華大學(xué)，2003