汽車感觀質(zhì)量提升的有效工具—綜合匹配

張會(huì)珍

(奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241000)

汽車感觀質(zhì)量提升的有效工具—綜合匹配

張會(huì)珍

(奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241000)

本文介紹了汽車行業(yè)中綜合匹配的先進(jìn)方法,闡明了綜合匹配的概念,介紹了二大基本工具Cubing和Meisterbock的作用和使用方法,使整車開發(fā)中設(shè)計(jì),模具,夾具,外協(xié)件質(zhì)量提升成為一個(gè)有機(jī)的整體,快速提高車身精度和整車感觀質(zhì)量。

綜合匹配 Cubing匹配 Meisterbock匹配

1 綜合匹配的基本概念和在產(chǎn)品開發(fā)中的作用

綜合匹配,Match Build 簡稱MB,包含內(nèi)外飾綜合匹配和車身綜合匹配。是通過三坐標(biāo)、白光掃描、檢具、Cubing(主模型)、Meisterbock(綜合匹配樣架)等測量工具及設(shè)備,對零部件的尺寸、外觀等進(jìn)行評(píng)價(jià),分析缺陷產(chǎn)生的原因,指導(dǎo)模具改進(jìn)、工裝調(diào)整、工藝參數(shù)優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的更改。內(nèi)外飾綜合匹配,主要是利用CUBING開展的,Cubing就是按1:1比例加工的鋁合金整車模型,如圖1:可以進(jìn)行內(nèi)外飾零件的安裝,也可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊與實(shí)物零件之間的互換裝配,直觀的對汽車內(nèi)外飾零件設(shè)計(jì)及制造尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)。

車身綜合匹配,主要是利用綜合匹配樣架Meisterbock開展的,Meisterbock根據(jù)PRS定位系統(tǒng)開發(fā)的一套定位和夾緊機(jī)構(gòu),它由一組測量支架構(gòu)成,可以通過不同支架的組合,實(shí)現(xiàn)對所有白車身沖壓件進(jìn)行定位,并通過鉚接的形式,從單件到總成,再到車身骨架,最后完成整個(gè)白車身的制做,主要用于白車身零部件的匹配,直觀的對白車身零部件設(shè)計(jì)及制造尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過綜合匹配,將設(shè)計(jì),模具,夾具,外協(xié)件關(guān)聯(lián)起來,沖壓件質(zhì)量通過自身檢具檢查進(jìn)行提升是一個(gè)循環(huán)；夾具精度利用三坐標(biāo)標(biāo)定,進(jìn)行精度提升是一個(gè)小循環(huán)；外協(xié)件質(zhì)量通過檢具檢查進(jìn)行質(zhì)量提升是一個(gè)小循環(huán)。而三個(gè)小循環(huán)間通過MEISTERBOCK和CUBING匹配將其結(jié)合在一起,其中MEISTERBOCK完成了模具和夾具部分的關(guān)聯(lián),形成白車身。CUIING完成了白車身和外協(xié)件間的關(guān)聯(lián),形成了整車。實(shí)現(xiàn)自制件(模夾檢)和外協(xié)件的同步工程,減少調(diào)試等待,形成一個(gè)有機(jī)的整體,提高了解決系統(tǒng)問題的能力。

綜合匹配一般分為三個(gè)階段,第一個(gè)階段的任務(wù),通過檢具或三坐標(biāo)對零件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),主要解決零部件自身尺寸以及子零部件之間的匹配問題。第二個(gè)階段的任務(wù),通過Cubing(主模型)或Meisterbock(綜合匹配樣架)、標(biāo)準(zhǔn)車身對零部件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),主要解決零部件自身存在的缺陷及零部件之間的匹配問題。第三個(gè)階段的任務(wù),通過在生產(chǎn)線上生產(chǎn)的車身進(jìn)行實(shí)車匹配評(píng)價(jià),主要解決零部件的整車匹配問題。嚴(yán)格的控制三個(gè)階段,有序的提高零部件質(zhì)量,保證整車外觀精致。

圖1

2 CUBING匹配方法的介紹

匹配思想,假定零件是不合格的。匹配工程師要熟悉數(shù)模、GDamp;T圖紙、匹配尺寸鏈關(guān)系后開始匹配。匹配分空配和實(shí)配。實(shí)配安裝時(shí)分為居中安裝和極限安裝,對零件設(shè)計(jì)合理性及尺寸進(jìn)行檢查。

空配:在不裝配的情況下,通過人扶著,在Cubing對比分析,實(shí)物對照圖紙,核對尺寸關(guān)系,檢查面是否貼合,孔是否居中,記錄分析。大部分匹配問題是在這個(gè)步驟發(fā)現(xiàn)的。實(shí)配:理論居中位置:用定位螺栓螺母或劃線等方法,使零件的基準(zhǔn)處于理論坐標(biāo)位置,檢查安裝順序的影響,三坐標(biāo)測量檢查匹配全尺寸。理論居中位置裝配,符合DTS要求,是零件合格的最低要求,原因是生產(chǎn)線裝配過程中存在一定的偏差。極限偏置位置:間隙配合會(huì)產(chǎn)生尺寸波動(dòng)范圍,人為使零件處于極限位置裝配。(分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng))檢查周圍尺寸變化,干涉或間隙變化情況,分析這種設(shè)計(jì)是否敏感。提出裝配技能要求。這個(gè)評(píng)價(jià)的是設(shè)計(jì)狀態(tài)下的尺寸波動(dòng)范圍,設(shè)計(jì)是否合理,對員工裝配技能要求是否過高。匹配誤區(qū):實(shí)際上是在進(jìn)行CUBING匹配時(shí),將車身和零部件的配合公差全部分配給零部件,將零部件的允許偏差擴(kuò)大了,占用了車身的允許偏差。從而造成錯(cuò)誤的判斷,將本不合格的零部件判定為合格。正確的方式應(yīng)該是這樣,即零部件與CUBING的實(shí)際匹配的允許偏差值,應(yīng)是零部件與車身配合的公差減去車身的公差值,即要去將車身的相關(guān)公差去除,這樣來評(píng)價(jià)零部件的合格性才是正確的。匹配時(shí)可以用零件的單件公差進(jìn)行測量,同時(shí)考慮滿足整車匹配公差。整車匹配時(shí),不同的零部件,由于其結(jié)構(gòu)和安裝方式等的不同,匹配時(shí)的方法和關(guān)注點(diǎn)也不同,下面列舉Cubing匹配典型問題類型和幾個(gè)零件的匹配方法。

2.1 典型問題類型

(1)密封壓縮類:實(shí)際壓縮量與設(shè)計(jì)不符,帶密封墊片零部件需要進(jìn)行專向壓縮量的驗(yàn)證。主要零部件有:固定活動(dòng)尾燈,外后視鏡,牌照燈裝飾板,前風(fēng)擋下裝飾板。(2)晃動(dòng)類:小件定位點(diǎn)少,固定不牢；安裝點(diǎn)在一條線上,零件旋轉(zhuǎn)；零件懸臂長,支撐不足。主要零部件有:三角塊,門檻壓板,ABC護(hù)板,前格柵,輪眉,風(fēng)擋裝飾板端蓋,活動(dòng)尾燈。(3)下沉類:前保,蒸發(fā)器,儀表板下裝飾板,四門二蓋。(4)剛度不足類:手剎飾板,頂棚,后座椅下護(hù)板,門檻壓板。(5)受力變形:四門二蓋,氣彈簧,后蓋扭簧,膠條與門的擠壓,鉸鏈,外后視鏡。(6)涂裝變形:四門二蓋,加油口蓋,扭簧典型零件匹配方法。

2.2 密封件的匹配方法

由于功能需要,燈具等帶封條性要求的零件,都設(shè)計(jì)了密封墊片,而這個(gè)密封墊片的壓縮量是需要進(jìn)行工藝驗(yàn)證的。在匹配時(shí)不拆掉密封墊,裝配螺柱后會(huì)導(dǎo)致白車身或零件變形,這種變形可能導(dǎo)致不合格,但很難被發(fā)現(xiàn)。正確的匹配方法是,先去掉密封墊,檢查所有的安裝面或基準(zhǔn)面是否自然貼合,也就是說在不受力的情況下是否貼合,防止“翹翹板”問題的發(fā)生。因此,帶密封墊的外觀件,匹配時(shí)須測量,有密封墊、無密封墊二種狀態(tài),在CUBING匹配時(shí)首先要觀察和測量安裝接觸面,一般安裝的接觸面就是此零件的定位面,或者是密封面。要測量首先就應(yīng)該檢查基準(zhǔn)面的貼合情況,并記錄。

3 Meisterbock匹配方法的介紹

Meisterbock的目的是系統(tǒng)分析沖壓件尺寸問題,尋找提高車身精度的方案。僅通過沖壓件檢具檢測,是不能把握沖壓件質(zhì)量的,必須通過組裝白車身才能最終確定沖壓件的尺寸要求。

(1)沖壓件單件尺寸偏差問題的驗(yàn)證與改進(jìn)。(2)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題并進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(3)零部件公差的驗(yàn)證與優(yōu)化。(4)零件、模具、夾具、檢具定位的驗(yàn)證與優(yōu)化。

Meisterbock的基本工作方法:(1)MB支架組裝,精度標(biāo)定,RPS驗(yàn)證,檢查工裝的定位基準(zhǔn)是否有干涉,有問題則修理。(2)單件/分總成在MB上裝配并測量,沖壓件置于工裝上,測量孔位、間隙、結(jié)合面的精度。(3)鈑金修正,間隙或間隙部位手工修正(手工量必須要記錄存檔),使其符合檢具。(4)測量驗(yàn)證,確認(rèn)手工修正后沖壓件的搭接狀況,并確認(rèn)沖壓件修正位置和修正量。(5)鉚接補(bǔ)焊,標(biāo)識(shí)焊接螺接點(diǎn)位置,并鉆孔鉚接。(6)補(bǔ)焊測量驗(yàn)證,焊接后精度檢查。

通過Meisterbock匹配,以單件0．5mm,三級(jí)總成0．7mm,二級(jí)總成1．0mm,進(jìn)行超差識(shí)別并分析。

4 匹配類復(fù)雜匹配問題處理步驟

(1)問題定義；將主觀評(píng)價(jià)的問題,準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為可量化的尺寸問題,經(jīng)測量統(tǒng)計(jì),明確平度間隙,各方向偏差值。(2)設(shè)計(jì)排查；針對問題定義,對設(shè)計(jì)數(shù)模、圖紙、尺寸鏈進(jìn)行核查,提出關(guān)鍵尺寸特性,以便形成匹配排查方案。(3)工藝過程；以流程圖的形式明確,對關(guān)鍵特性在各過程的變化進(jìn)行檢查(如焊接前后,涂裝前后等),確定哪些環(huán)節(jié)的零件狀態(tài)需要檢測,以便形成匹配排查方案。(4)取樣自檢；供應(yīng)商在檢具或檢測支架先取樣自檢。(5)測量匹配；根據(jù)設(shè)計(jì)排查和工藝過程排查,綜合考慮設(shè)計(jì)問題排查試驗(yàn)方案,按方案進(jìn)行測量。(通常有正向排查和逆向排查二種)。(6)數(shù)據(jù)分析；根據(jù)尺寸鏈對尺寸進(jìn)行逐項(xiàng)分析,找出偏差貢獻(xiàn)量,確定改進(jìn)方案；利用散點(diǎn)圖等質(zhì)量工具對改進(jìn)量進(jìn)行確認(rèn)。(7)試裝驗(yàn)證；提供手工件或利用快速模進(jìn)行驗(yàn)證效果,并進(jìn)行測量記錄相關(guān)數(shù)據(jù),組織領(lǐng)導(dǎo)層評(píng)審。(8)風(fēng)險(xiǎn)確認(rèn)；對建議改進(jìn)方案的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,對可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確認(rèn)和備案。(對于修改到和數(shù)模不一樣的方案,需要部門長參與評(píng)估,謹(jǐn)慎處理)。(9)方案確立；經(jīng)驗(yàn)證件試裝完成,確立風(fēng)險(xiǎn)可控的情況下,方案書面化,設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量部門會(huì)簽。(10)會(huì)議發(fā)布；周匹配例會(huì)發(fā)布方案,并跟蹤改進(jìn)計(jì)劃和完成時(shí)間。(11)小批量確認(rèn)；到件裝車,跟蹤所有工藝過程,對過程及整車尺寸特性進(jìn)行測量記錄。(12)正式切換；小批量確認(rèn)合格,正式切換,關(guān)閉問題。

5 結(jié)語

經(jīng)過長期的實(shí)踐和總結(jié),綜合匹配方法已全面運(yùn)用于整車技術(shù)開發(fā)流程中,提升了整車質(zhì)量,滿足了當(dāng)前消費(fèi)者對整車尺寸可靠性和整車感官質(zhì)量的要求,并且相信這一方法會(huì)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的要求和需求不斷完善和提升。