陳黃麗

廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司 福建省廈門市 361023

1 KT車型后橋半軸花鍵磨損故障問題描述

KT系列后橋從我司供應(yīng)源共出廠1979臺，發(fā)生故障13起，其中我司故障7起，競爭對手6起（重復(fù)發(fā)生故障的車輛由于干擾因素較多，暫不計(jì)入），平均故障里程約1萬km，故障比率0.66%。通過檢查故障件發(fā)現(xiàn)，半軸外花鍵和輪轂單元內(nèi)花鍵均有不同程度的磨損，嚴(yán)重的會有半軸內(nèi)退的情況發(fā)生，導(dǎo)致半軸油封和橋殼受損。

2 KT車型后橋半軸花鍵磨損故障質(zhì)量攻關(guān)

根據(jù)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，制定整改計(jì)劃進(jìn)行質(zhì)量攻關(guān)，提出相應(yīng)的質(zhì)量整改措施。

2.1 制定質(zhì)量攻關(guān)計(jì)劃

（1）由售后部負(fù)責(zé)收集相關(guān)車輛售后信息，提供故障描述和故障件；

（2）供應(yīng)商生產(chǎn)部和質(zhì)檢課負(fù)責(zé)產(chǎn)品批次的排查，即從2015年至今，各批次生產(chǎn)數(shù)量、使用輪轂半軸的批次、提供典型批次樣橋；

（3）供應(yīng)商品管部負(fù)責(zé)提供各批次的檢驗(yàn)報(bào)告，生產(chǎn)批次排查和事故件拆解及檢測；

（4）項(xiàng)目組負(fù)責(zé)故障根本原因分析及驗(yàn)證，臨時措施和永久措施的制定和驗(yàn)證。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)查

對目前輪轂單元的生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，在生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制中查找原因。半軸輪轂單元總成是由半軸、擋圈、O型圈、輪轂單元等四個零件裝配而成的。

2.2.1 評價方法

關(guān)于測量評價手段，項(xiàng)目小組充分討論后確定以下兩種：

（1）臺架試驗(yàn)。技術(shù)部與相關(guān)具有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系，并確定該機(jī)構(gòu)可承接后橋半軸總成疲勞強(qiáng)度的臺架試驗(yàn)，公司將最終改進(jìn)方案的整橋樣件送去做臺架試驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的有效性。

（2）在線檢測。由于臺架試驗(yàn)的實(shí)施周期較長，必須找到一種可以替代的且短期內(nèi)可以做到的方案。分析認(rèn)為，半軸和輪轂單元配合緊密程度是影響使用效果的主要因素，配合緊密程度會直接反應(yīng)到脫出力上，小組討論確定，采用測量總成壓裝后脫出壓力檢測的評價手段，以此來驗(yàn)證措施的改進(jìn)效果。

2.2.2 庫存件檢測

由于故障件花鍵齒已剪切或壓潰，不能測量正確數(shù)據(jù)，因此項(xiàng)目組從庫存中抽取4組零件進(jìn)行壓裝，檢測壓入力和壓脫力，半軸生產(chǎn)日期分別是1501/1601/1601/1602，檢測結(jié)果如表1。

由表1可以得出結(jié)論，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓力值3-7T，從檢測結(jié)果看壓入力控制比較穩(wěn)定，但壓脫力普遍低于壓入力，說明此結(jié)構(gòu)雖滿足設(shè)計(jì)要求，但仍有優(yōu)化空間。對庫存件壓裝拆解后獲得兩個發(fā)現(xiàn)：

半軸花鍵副壓裝時齒頂之間的過量擠壓作用，造成輪轂單元掉屑，留有痕跡；

4號總成的半軸花鍵齒頂表面存在壓裝時的啃食痕跡，其余總成沒有，反映出壓裝過程中的不穩(wěn)定因素。

表1 檢測結(jié)果表

2.3 臨時整改措施的制定

根據(jù)目前收集到的故障模式均為零件配合處花鍵磨損，導(dǎo)致兩個零件松脫，目前可行的臨時措施是向終端用戶提供成套（已壓裝好）的半軸輪轂單元總成，此狀態(tài)總成中的半軸花鍵配合尺寸是經(jīng)過優(yōu)化的，同時為增加花鍵聯(lián)接強(qiáng)度，壓裝過程中涂抹“高強(qiáng)度螺紋鎖固密封劑”。

項(xiàng)目小組討論確定兩種臨時措施驗(yàn)證方法：一是檢測壓脫力，二是統(tǒng)計(jì)其他售后市場優(yōu)化件質(zhì)量表現(xiàn)。

2.4 檢測壓脫力

故障車輛技術(shù)狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果如表2，花鍵半軸尺寸優(yōu)化后狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果如表3，花鍵半軸尺寸優(yōu)化加涂抹密封劑后狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果如表4。

經(jīng)過壓脫力試驗(yàn)檢測后發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的半軸壓脫力較壓入力提升約5%，加膠后壓脫力提升25.7%，加膠前后對比增加約20%，防脫效果明顯。統(tǒng)計(jì)2017年初至今的競品車同類車型售后市場已優(yōu)化半軸車輛的質(zhì)量表現(xiàn)，優(yōu)化后半軸正常使用里程已接近15000公里，無失效反饋，說明措施有效。

2.5 故障原因及關(guān)鍵因素分析

對KT車型后橋半軸花鍵磨損故障問題進(jìn)行分析，可以從材料、人員、設(shè)備、方法、環(huán)境、測量等多個方面進(jìn)行故障問題分析，如圖1。

小組對分析出的潛在原因制定確認(rèn)計(jì)劃，并逐一進(jìn)行確認(rèn)。

（1）在確認(rèn)工裝方面的原因時發(fā)現(xiàn)：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好、點(diǎn)檢正常、壓力符合工藝要求，但壓力監(jiān)控不精確，可做進(jìn)一步優(yōu)化，壓裝過程未使用專用工裝，有壓偏的風(fēng)險（前面拆解已發(fā)現(xiàn)啃食痕跡），影響花鍵副過盈聯(lián)接可靠性。

（2）在確認(rèn)配合尺寸設(shè)計(jì)方面的原因時發(fā)現(xiàn)：1）材質(zhì)：輪轂單元花鍵65Mn符合輪轂內(nèi)花鍵選擇通用原則，軸40Cr符合傳動軸花鍵選擇通用原則，材質(zhì)選擇能夠滿足要求；2）尺寸：a.花鍵大徑配合過盈量偏大（前面拆解發(fā)現(xiàn)的內(nèi)花鍵被切削的現(xiàn)象），有造成配合面拉傷的風(fēng)險，最終導(dǎo)致配合力不足；b.鍵側(cè)配合間隙過大，不利于承受沖擊載荷的工況。

通過以上所有潛在因素的分析確認(rèn)，小組確定導(dǎo)致KT半軸花鍵異常磨損的主要原因包括以下兩個方面：壓裝過程無專用工裝的問題、花鍵配合尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)。

表2 故障車輛技術(shù)狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果表

表3 花鍵半軸尺寸優(yōu)化后狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果表

表4 花鍵半軸尺寸優(yōu)化加涂抹密封劑后狀態(tài)壓脫力測試結(jié)果表

圖1 故障問題分析圖

2.6 制定對策

小組對前面分析的兩個主要原因分別制定如下對策，并制定實(shí)施計(jì)劃：

2.6.1 壓裝過程無專用工裝的問題

（1）半軸輪轂單元總成壓裝調(diào)整用新設(shè)備生產(chǎn)，該設(shè)備有專用定位工裝，同時能夠監(jiān)控壓裝力和半軸位移，確保壓裝過程的同軸度和壓裝力符合要求；

（2）更新現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書。

2.6.2 花鍵配合尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)

（1）優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案，將齒頂配合改為齒側(cè)配合，提升配合副過盈聯(lián)接可靠性。

（2）增加涂膠措施，提升聯(lián)接強(qiáng)度。

2.7 效果驗(yàn)證

為驗(yàn)證采取上述措施后的改善效果，小組計(jì)劃通過以下階段來實(shí)施：

（1）改進(jìn)后總成壓裝后測量壓脫力，并觀察花鍵配合面的接合情況，驗(yàn)證新設(shè)備、新設(shè)計(jì)、新工藝的效果。

（2）將改進(jìn)后半軸總成裝配整橋，裝配到耐久車輛上做道路試驗(yàn)。

3 結(jié)語

KT車型后橋半軸花鍵磨損故障問題對汽車的質(zhì)量產(chǎn)生了較大影響，為了克服這一難題，我公司組建了KT車型后橋半軸花鍵磨損質(zhì)量缺陷整改項(xiàng)目組，按照科學(xué)的步驟進(jìn)行質(zhì)量攻關(guān)。采用臨時措施解決了目前存在的質(zhì)量問題，使該問題不再發(fā)生。制定整改對策對該質(zhì)量問題的關(guān)鍵進(jìn)行生產(chǎn)上的修正，通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該整改措施有效解決了KT車型后橋半軸花鍵磨損故障問題，為之后出現(xiàn)的類似質(zhì)量問題提供了技術(shù)參考。