肖家良　藍(lán)琳琳　黃威　羅勝東　秦家斌

【摘 要】文章通過(guò)對(duì)具體案例進(jìn)行詳細(xì)講解，闡述了汽車(chē)制造過(guò)程中汽車(chē)零部件安裝孔之間出現(xiàn)擋孔問(wèn)題時(shí)，如何分析原因、制定措施、跟蹤驗(yàn)證，優(yōu)化汽車(chē)安裝孔尺寸，使汽車(chē)零部件之間完美匹配，達(dá)到裝配質(zhì)量要求，同時(shí)降低操作員工的裝配難度。

【關(guān)鍵詞】擋孔問(wèn)題;裝配質(zhì)量CMM數(shù)據(jù);安裝孔定位檢具

【中圖分類(lèi)號(hào)】U466 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）11-0078-03

0 引言

汽車(chē)的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，其零件大概有2萬(wàn)個(gè)，這些零件的相互配合，構(gòu)成汽車(chē)的精密結(jié)構(gòu)及促成汽車(chē)功能的實(shí)現(xiàn)。而大多數(shù)零部件之間的配合常通過(guò)將兩個(gè)部件的裝配孔對(duì)準(zhǔn)后上緊螺栓、螺母等連接件，這一過(guò)程需要兩個(gè)部件之間的裝配孔能夠精準(zhǔn)地配合，否則就會(huì)出現(xiàn)擋孔的現(xiàn)象，影響汽車(chē)的質(zhì)量與性能。若裝配孔被遮擋的面積過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致零部件安裝不上，強(qiáng)行打螺栓、螺母則會(huì)出現(xiàn)滑牙甚至導(dǎo)致零部件開(kāi)裂。

在汽車(chē)制造過(guò)程中要改進(jìn)這一問(wèn)題，首先要了解汽車(chē)零件裝配的定位原理，包含空間直角坐標(biāo)原理、基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)孔設(shè)計(jì)原理、坐標(biāo)平行原理、定位一致原理，以便分析汽車(chē)零部件之間的定位和尺寸變異情況。其次要分析具體原因，提出措施并進(jìn)行驗(yàn)證。

下面將通過(guò)某車(chē)型座艙總成裝配后空調(diào)箱前端兩個(gè)螺母孔與前隔板兩個(gè)鈑金光孔匹配擋孔這一具體案例，詳細(xì)闡述如何改進(jìn)汽車(chē)制造過(guò)程中的擋孔問(wèn)題，為這一類(lèi)問(wèn)題的改進(jìn)提供一些方法與思路。

1 空調(diào)箱安裝孔擋孔問(wèn)題案例介紹

1.1 擋孔問(wèn)題的故障模式

某車(chē)型的所有配置車(chē)型座艙總成裝配后，空調(diào)箱前端兩個(gè)螺母孔與前隔板兩個(gè)鈑金光孔匹配擋孔，擋孔程度月1/2，擋孔故障率為100%。具體故障位置如圖1、圖2所示。

空調(diào)箱安裝孔裝配要求為不擋孔，擋孔嚴(yán)重影響空調(diào)箱的安裝，強(qiáng)行打進(jìn)螺栓會(huì)導(dǎo)致空調(diào)箱安裝螺母滑牙，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致塑料支架開(kāi)裂，造成空調(diào)箱裝配后松動(dòng)。目前的狀態(tài)對(duì)生產(chǎn)線的效率及空調(diào)箱的裝配質(zhì)量影響很大。

1.2 工藝流程

該裝配工藝流程如圖3所示。

2 擋孔問(wèn)題的原因分析

采用層次分析法把潛在原因逐一列出（如圖4所示）。

接下來(lái)針對(duì)潛在原因逐個(gè)進(jìn)行分析，找出主要原因。

2.1 分析總裝車(chē)間裝配座艙總成操作是否異常

總裝車(chē)間的座艙裝配時(shí)座艙偏上也會(huì)造成案例描述的那種擋孔模式，從工藝文件及實(shí)車(chē)裝配兩個(gè)方面進(jìn)行分析，座艙裝配要求：座艙上的儀表板支架兩側(cè)各有2個(gè)開(kāi)口朝下的“U”形卡位扣進(jìn)白車(chē)身左右前側(cè)板上各2顆定位銷(xiāo)，定座艙裝配的X向和Z向進(jìn)行主定位，后面打進(jìn)座艙左右各2顆定位螺栓對(duì)座艙X向和Z向緊固。座艙裝配工藝圖如圖5所示。

從座艙裝配的定位策略來(lái)看，員工如果沒(méi)將座艙左右兩側(cè)的“U”形卡位卡進(jìn)前側(cè)板上的定位銷(xiāo)，座艙將裝配不到位，不到位后座艙左右兩側(cè)的4顆緊固螺栓將無(wú)法裝配和打進(jìn)，工藝上證明故障與員工在裝配座艙的操作沒(méi)關(guān)系。

2.2 分析白車(chē)身前隔板鈑金孔CMM數(shù)據(jù)是否變異

前隔板上的2個(gè)鈑金光孔Z向下偏會(huì)造成案例故障模式，對(duì)這兩個(gè)孔的CMM數(shù)據(jù)（即三坐標(biāo)數(shù)據(jù)）進(jìn)行調(diào)查和分析。這期間一共進(jìn)行了9臺(tái)車(chē)的CMM測(cè)量，具體數(shù)據(jù)如圖6所示。

數(shù)據(jù)顯示：前隔板上的2顆鈑金光孔CMM數(shù)據(jù)Z向尺寸在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，無(wú)變異，不會(huì)造成案例描述的故障模式，不是問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因。

2.3 分析白車(chē)身座艙安裝點(diǎn)CMM數(shù)據(jù)是否變異

對(duì)白車(chē)身座艙總成安裝點(diǎn)進(jìn)行分析，如果白車(chē)身左右前側(cè)板上的座艙定位銷(xiāo)Z向尺寸偏高也會(huì)造成案例描述的故障模式。前側(cè)板上的兩個(gè)鈑金孔測(cè)點(diǎn)為測(cè)點(diǎn)9和測(cè)點(diǎn)12，這期間一共進(jìn)行了9臺(tái)車(chē)的CMM測(cè)量，具體數(shù)據(jù)如圖7所示。

白車(chē)身前側(cè)板座艙安裝點(diǎn)9和點(diǎn)12的CMM數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，不是問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因。

2.4 分析座艙總成尺寸是否變異

對(duì)白車(chē)身相關(guān)安裝點(diǎn)CMM數(shù)據(jù)確認(rèn)后，開(kāi)始對(duì)座艙總成進(jìn)行調(diào)查，隨機(jī)抽一件該車(chē)型座艙總成上TAC檢具。結(jié)果為空調(diào)箱前端2個(gè)安裝螺母孔相對(duì)檢具檢測(cè)孔Z向偏上3.0 mm，與整車(chē)擋孔故障模式一致。

走訪供應(yīng)商，隨機(jī)抽一件座艙上零件檢具，結(jié)果空調(diào)箱前端兩個(gè)安裝孔相對(duì)檢具的檢測(cè)孔Z向上偏4.0 mm左右，Y向左偏1.5 mm左右（暫未影響整車(chē)的Y向裝配）。

小結(jié)：座艙總成上TAC檢具和零件總成檢具均超差，且與整車(chē)故障模式一致，是問(wèn)題的主要原因。

2.5 分析座艙總成裝配過(guò)程是否異常

在供應(yīng)商工廠跟蹤座艙生產(chǎn)線的22個(gè)崗位員工裝配操作，并隨機(jī)抽檢崗位操作標(biāo)準(zhǔn)文件，員工基本均按標(biāo)準(zhǔn)文件要求操作。因此，座艙總成裝配操作非問(wèn)題要因。

2.6 分析空調(diào)箱（單件）安裝孔空位是否異常

發(fā)現(xiàn)座艙總成中空調(diào)箱安裝孔空位相對(duì)理論值Z向上偏后，調(diào)查了供應(yīng)商座艙總成的裝配過(guò)程是否有影響（結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有影響）;走訪供應(yīng)商，對(duì)空調(diào)箱單個(gè)零件進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)隨機(jī)抽檢5個(gè)空調(diào)箱分別上檢具，檢測(cè)結(jié)果一致：空調(diào)箱前端2個(gè)安裝孔相對(duì)檢具Z箱偏下3.0 mm左右（分析為空調(diào)箱約8 kg的自重導(dǎo)致安裝下沉偏孔），零件尺寸超差，但是與整車(chē)擋孔故障模式相反，非整車(chē)擋孔問(wèn)題的主要原因。

2.7 分析儀表板支架尺寸是否變異

對(duì)儀表板支架進(jìn)行調(diào)查，走訪供應(yīng)商對(duì)支架上檢具進(jìn)行分析。儀表板安裝支架上的空調(diào)箱安裝孔位置偏差也會(huì)導(dǎo)致空調(diào)箱裝配后空位變異，抽檢5件儀表板支架上檢具，重點(diǎn)關(guān)注測(cè)點(diǎn)1至測(cè)點(diǎn)3三個(gè)空調(diào)箱安裝空位的情況，測(cè)點(diǎn)如圖8所示。

測(cè)量結(jié)果：測(cè)點(diǎn)1與檢具間隙為9.5 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求為9.25～10.75 mm，符合要求;測(cè)點(diǎn)2與檢具間隙為10.5 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求為9.25～10.75 mm，符合要求;測(cè)點(diǎn)3（空調(diào)箱下部安裝孔）與檢具間隙為5.5 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求為4.25～5.75 mm，符合要求。

通過(guò)與供應(yīng)商技術(shù)人員咨詢(xún)了解到，測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2的標(biāo)準(zhǔn)要求原為4.25～5.75 mm，項(xiàng)目初期為抑制座艙總成裝配至整車(chē)后空調(diào)箱前端2個(gè)孔下偏的問(wèn)題，臨時(shí)對(duì)儀表板支架測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2處進(jìn)行封樣：測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2與檢具間隙增加5.0 mm，目的是將測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2位置X向往車(chē)后放心移動(dòng)5.0 mm，使得空調(diào)箱裝在儀表板支架后空調(diào)箱繞著支架向上旋轉(zhuǎn)，達(dá)到安裝孔往上移動(dòng)的效果，解決項(xiàng)目前期空調(diào)箱安裝孔下偏的問(wèn)題。

小結(jié)：從目前的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，項(xiàng)目前期的儀表板支架的封樣對(duì)現(xiàn)在裝車(chē)后空調(diào)箱擋孔為根本原因。

2.8 要因確認(rèn)

對(duì)7個(gè)潛在原因進(jìn)行逐一論證后，確定主要原因有3個(gè)：{1}座艙總成尺寸變異;{2}空調(diào)箱總成尺寸異常;{3}儀表板支架尺寸變異。

3 針對(duì)主要原因制定對(duì)策措施

3.1 關(guān)于空調(diào)箱的調(diào)整

討論和分析空調(diào)箱上檢具時(shí)前端2個(gè)安裝孔下偏的原因，根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主要是由于項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)未考慮空調(diào)箱8 kg自動(dòng)的影響，空調(diào)箱組織后前端2個(gè)安裝孔位置下偏。由于是設(shè)計(jì)問(wèn)題，所以暫時(shí)不考慮對(duì)空調(diào)箱零件做調(diào)整，但可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)輸入給相關(guān)工程師，促使下一個(gè)車(chē)型設(shè)計(jì)時(shí)考慮空調(diào)箱本身的自重進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，消除空調(diào)箱總成前端2個(gè)安裝孔上檢具下沉的問(wèn)題。

3.2 關(guān)于儀表板支架的調(diào)整

考慮分兩步進(jìn)行，第一步：將儀表板支架上空調(diào)箱安裝孔測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2做回原來(lái)的檢具標(biāo)準(zhǔn)4.25～5.75 mm，跟蹤座艙總成上檢具數(shù)據(jù);第二步：根據(jù)空調(diào)箱安裝孔上空調(diào)箱檢具時(shí)下沉3.0 mm左右和空調(diào)箱安裝孔在整車(chē)裝配時(shí)上偏3.0 mm左右的兩種情況，討論將儀表板支架測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2與檢具的間隙按照6.25～7.75 mm的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證。

3.2.1 儀表板支架尺寸做回檢具原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證

將支架的兩個(gè)安裝孔的基準(zhǔn)面與檢具按5.0 mm做2件試裝件，然后進(jìn)行裝配空調(diào)箱和儀表板等零件，后續(xù)對(duì)組裝的座艙進(jìn)行上檢具，查看該座艙總成的空調(diào)箱安裝孔上檢具的結(jié)果。結(jié)果顯示：空調(diào)箱前端2個(gè)安裝相對(duì)座艙總成檢具的檢測(cè)銷(xiāo)下偏3.0 mm，與空調(diào)箱單件上檢具情況一致。

通過(guò)驗(yàn)證結(jié)果認(rèn)為儀表板支架項(xiàng)目初期封樣值（空調(diào)箱安裝孔端面與檢具檢測(cè)塊的距離）10.0 mm偏大，應(yīng)該取5.0 mm（檢具原來(lái)的要求值）與封樣值10.0 mm之間的一個(gè)數(shù)值比較合適。

3.2.2 驗(yàn)證儀表板支架并重新鎖定儀表板支架封樣值

將儀表板支架上的空調(diào)箱安裝點(diǎn)1和點(diǎn)2的安裝面與檢具檢測(cè)塊的間隙按7.0 mm進(jìn)行驗(yàn)證5件，裝完座艙總成后拉至總裝車(chē)間裝車(chē)跟蹤。5臺(tái)驗(yàn)證車(chē)裝配座艙后空調(diào)箱前端2個(gè)安裝螺母孔與前隔板的鈑金光孔配合不擋孔，驗(yàn)證效果非常好。根據(jù)驗(yàn)證的情況，對(duì)儀表板支架的封樣值重新鎖定。

各項(xiàng)措施實(shí)施斷點(diǎn)后，近1個(gè)月內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注空調(diào)箱安裝孔擋孔問(wèn)題，跟蹤在線裝配狀態(tài)，基本都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，擋孔問(wèn)題得到極大的改進(jìn)。

4 改進(jìn)汽車(chē)制造過(guò)程中擋孔問(wèn)題的總結(jié)

本文將工作中出現(xiàn)的某車(chē)型座艙總成裝配后空調(diào)箱前端兩個(gè)螺母孔與前隔板兩個(gè)鈑金光孔匹配擋孔問(wèn)題作為案例，通過(guò)列出潛在原因并逐個(gè)分析來(lái)確定主要原因，主要分析依據(jù)為三坐標(biāo)數(shù)據(jù)、檢具數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并針對(duì)主要原因制定改進(jìn)措施，為如何解決汽車(chē)零部件裝配過(guò)程出現(xiàn)的擋孔問(wèn)題提供了分析的著手點(diǎn)及解決的思路，針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的解決提供參考。

同時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)此案例的分析，可將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)輸入給汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師，使設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)時(shí)能更好地結(jié)合汽車(chē)零件裝配定位原理，全面地考慮影響定位準(zhǔn)確性的因素，從設(shè)計(jì)優(yōu)化上改進(jìn)擋孔問(wèn)題。如此一來(lái)，就從源頭上抑制了擋孔問(wèn)題的發(fā)生，既節(jié)約了人力與物力，又能更好地提升汽車(chē)的質(zhì)量與性能。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]黃志宏.車(chē)身虛擬匹配分析方法探討——基于零部件檢具實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)[J].裝備制造技術(shù)，2012（4）：97-101.