基于基準點系統與功能尺寸的轎車尾燈質量缺陷分析及改進

朱春華 王曉東 梁永生 顏景潤

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

0 引 言

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

1 質量缺陷分析

針對尾燈存在的質量缺陷進行分析，影響其質量的因素是：尾燈本身型面及尺寸是否滿足設計要求；尾燈裝配關系的沖壓件—右側尾板、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)右側尾燈本身使用坐標測量機檢測型面和燈腳，結果顯示符合產品技術條件要求.

(2)利用三坐標測量機對側圍制件與尾燈安裝部位的型面點進行檢測，被測點的公稱尺寸(X3676.21 Y607.60 Z719.52)，被測點的法向誤差值dr為-1.326 mm.

(3)與右側尾燈有安裝配合關系的沖壓件是尾燈安裝板，用三坐標測量機檢測白車身尾燈安裝板.結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也有偏差，還有安裝局部干涉現象.

根據以上的分析結果，經反復研究，考慮到生產成本等問題，確定不改動側圍制件的尺寸，而改進尾燈安裝板的質量缺陷.

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

生產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個基準點，其中主基準點DC1R1(RPS01HYZ),副基準點為SL1(RPS02HYZ).

尾燈板在設計、生產、檢測、安裝所體現基準點重合：孔DC1R1(RPS01HYZ)既是該制件設計基準點，在檢測樣架上又是定位基準點，在焊接夾具上是主定位點還是尾燈安裝的孔位.

2 中華轎車車身統計過程控制

對中華轎車車身進行統計過程控制，圖1所示為尾燈板上檢測點(安裝孔)DC1R1(RPS01HYZ)沿車身坐標方向Z向的單值—移動級差控制圖.圖2所示為尾燈安裝型面點P1沿車身坐標方向X向的單值—移動級差控制圖.

通過對尾燈安裝板的安裝孔和安裝型面相關檢測點的控制圖分析，可以得到如下結論：(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P1沿X向正方向偏離引起尾燈精度超差.

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

圖1 檢測點DC1R1單值-移動級差控制圖

圖2 檢測點P1的單值-移動級差控制圖

3 對尾燈板的質量改進

依據控制圖提供的測量點的信息，分析出現質量缺陷的原因，改進模具壓力加工的孔位、制件在整形時型面下限伸延；增加沖壓件焊接夾具上受力等，是可行的方法.

對模具進行改進.依據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、沖孔序改進加工的孔位以后，在6/6序整型改進型面點.

模具改進的流程為：手工制作改進尾燈板工序樣件—試裝車—合格.

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

改進6/6整型序的模具.依據手工制作的整型序樣件起模，在下模模具的腔內，將型面點P1、P2對應的下模型面補焊抬高.對應的上模型面也作了打磨.在模具的靜態時，將上、下型面作反復的研磨，并用塞尺進行了間隙的確認.

對模具進行動態試模.在500噸壓力機上安裝模具，進行試車.在模具上下型腔內涂抹紅顏色的研料.將完成的沖孔工序件在模具內試壓，查看壓制后的制件，找出高點.在模具型面上打磨，反復進行多次這樣的試壓，直到沒有高點.制件的型面過渡光滑，沒有棱線、頸縮、拉傷、皺褶等質量缺陷.對試壓制件進行檢測，型面點滿足設計要求.

圖3 更改后4/6序切邊—沖孔模的示意圖

對夾具進行改進.在裝焊車間，此尾燈安裝板在工位上夾緊時，因制件在夾具上兩側受力，制件夾緊受力不均，型面點P1處凸起變形，使該制件X向尺寸制造不受控.改進措施：對夾具進行了調整，在易引起變形處增加壓料裝置，使之焊制制件時，兩側被加緊同時，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.

在對過程進行改進后，往往需要確認改進的效果.這時需要按照進行初始過程研究的方式制作控制圖.

4 改進效果的檢測與評價

應用改進后的模具、夾具生產的沖壓件，經焊裝焊接成分總成.裝車后，抽取白車身到檢測中心檢測.檢測點還是DC1R1(RPS01HYZ)、P1.對這些檢測點仍然利用單值—移動級差控制圖進行處理，如圖4、圖5所示.

圖4 檢測點DC1R1單值-移動級差控制圖

從圖中可以看出檢測點均處于受控狀態，而且檢測點的檢測數據都在公差帶之內.這表明，所采取的質量改進措施是有效的.

可以看出，統計過程控制在轎車車身制造質量控制體系中可以發揮很重要的作用.利用統計過程控制方法可以檢測、分析、判斷生產過程的受控狀態，了解過去和現在的生產狀況，及時發現生產中的異?，F象，提供進行過程改進的依據.也可以根據控制圖提供的信息及時、有效地采取過程改進措施，糾正和預防轎車車身質量缺陷發生，從而達到改進制造質量的目的.

但是，對轎車車身的一個檢測點就需要制作一張控制圖，而轎車車身檢測點和功能尺寸數量眾多，不可能對轎車車身上的每個檢測點和功能尺寸都利用控制圖進行檢測.需要進行合理選擇，確定利用控制圖可以獲得最大效果的點，對它們進行檢測和質量改進.

圖5 檢測點P1的單值-移動級差控制圖

5 結 論

本文采用了中華轎車尾燈安裝板三坐標檢測機檢測數據為依據，研究了如何使用控制圖進行控制與分析，結合轎車車身結構與沖壓生產、焊裝工藝確定引起質量問題的根本原因，并且對中華轎車尾燈制造問題進行了成功的改進.

參 考 文 獻

[1]鄧仕珍，范淼海.汽車車身制造工藝學.北京：北京理工大學出版社

[2]王霄鋒.統計過程控制.北京：清華大學，2003