第一拖拉機(jī)股份有限公司

□ 徐清俊

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)進(jìn)步和人民生活水平提高，廣大機(jī)手對農(nóng)機(jī)尤其是拖拉機(jī)的外觀要求越來越高，傳統(tǒng)四方形外觀造型有逐步被淘汰的趨勢，各個(gè)拖拉機(jī)生產(chǎn)廠家開始重視拖拉機(jī)外觀造型，流線型設(shè)計(jì)正逐步流行開來。不僅符合國際流行風(fēng)格，具有剛中帶柔的美感，也可以減少拖拉機(jī)行進(jìn)風(fēng)阻，越來越得到用戶喜愛。但是，這種造型產(chǎn)品工藝性較為復(fù)雜，對產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制提出了更高要求，這一難題始終影響著拖拉機(jī)機(jī)罩總成產(chǎn)品的精度。尋找一種有效方法，在設(shè)計(jì)階段將產(chǎn)品幾何尺寸和公差進(jìn)行量化，并在開發(fā)中能夠進(jìn)行有效質(zhì)量控制，成為制造企業(yè)需要解決的迫切課題。

一、一般的沖壓件設(shè)計(jì)流程

一般情況下，生產(chǎn)廠家接到上游廠家圖紙后，進(jìn)行相應(yīng)工藝分析。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量和整機(jī)產(chǎn)品的生命周期，確定模具的使用壽命后，模具技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品圖紙技術(shù)要求、模具使用壽命以及本單位設(shè)備情況進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；工裝卡具上技術(shù)人員根據(jù)模具工程師設(shè)計(jì)的沖壓流程，設(shè)計(jì)各個(gè)工序工裝卡具；檢具技術(shù)人員根據(jù)模具數(shù)量及沖壓流程設(shè)計(jì)檢具數(shù)量。主要工作流程如下：

以上流程，以模具技術(shù)人員設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，而模具技術(shù)人員一般只考慮產(chǎn)品尺寸和技術(shù)要求，往往因?yàn)椴欢ぱb卡具、檢具的設(shè)計(jì)要求，而忽略其設(shè)計(jì)要求。這會(huì)導(dǎo)致后期需要和相關(guān)人員進(jìn)行反復(fù)多輪溝通后，才可以最終確定模具、工裝卡具、檢具的方案，造成了大量時(shí)間浪費(fèi)，延緩了產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，增加了管理成本。如果溝通不夠充分，一旦模具、工裝卡具、檢具投入生產(chǎn)或者生產(chǎn)中，才發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問題，有可能造成需要重新進(jìn)行模具、工裝卡具、檢具等設(shè)計(jì)及制造，造成成本提高。

如果在設(shè)計(jì)之初，考慮模具、工裝卡具、檢具等三個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)要求，把這些要求匯集在一個(gè)文件當(dāng)中，就可避免以上問題出現(xiàn)。本文作者通過開發(fā)多款拖拉機(jī)外觀產(chǎn)品，終于找到一種方便、快捷、有效、可靠的方法實(shí)現(xiàn)這一目的，那就是產(chǎn)品工程圖。即，在沖壓零部件開發(fā)之初，根據(jù)各個(gè)零部件特點(diǎn)，對整個(gè)合件和加工工藝復(fù)雜、質(zhì)量不容易控制的零件，設(shè)計(jì)相應(yīng)的產(chǎn)品工程圖。下面以一款拖拉機(jī)擋泥板開發(fā)過程為例，闡述這一方法在拖拉機(jī)覆蓋件開發(fā)過程中質(zhì)量控制領(lǐng)域的應(yīng)用。由于篇幅有限，著重介紹擋泥板合件中一個(gè)零件的開發(fā)過程。

二、前期策劃和過程概述

圖1所示，為一款新型拖拉機(jī)擋泥板合件示意圖，展示了拖拉機(jī)擋泥板整體情況。

圖1 拖拉機(jī)擋泥板合件示意圖

圖2 拖拉機(jī)各產(chǎn)品示意圖

圖2所示為拖拉機(jī)各產(chǎn)品示意圖。拖拉機(jī)擋泥板零件構(gòu)成分別為：頂板1、側(cè)板2、主加強(qiáng)筋3、安裝板4、防漸板總成5、副加強(qiáng)筋6。其中，安裝板4為平板產(chǎn)品，防漸板總成5為塑料裝配件，尺寸和公差相對容易控制。頂板1、側(cè)板2是流線型擋泥板外觀體現(xiàn)的主要產(chǎn)品；主加強(qiáng)筋3和副加強(qiáng)筋6是復(fù)雜配合結(jié)構(gòu)件。擋泥板合件的外觀由頂板1和側(cè)板2構(gòu)成，而整體穩(wěn)定性由主加強(qiáng)筋3和副加強(qiáng)筋6保證。

根據(jù)以上分析，策劃重點(diǎn)在頂板1、側(cè)板2、主加強(qiáng)筋3和副加強(qiáng)筋6。針對這四種產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)工藝分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)，投入系列的模具、檢具、夾具工裝。這樣能夠有側(cè)重點(diǎn)地策劃，著重控制關(guān)鍵產(chǎn)品質(zhì)量，最大限度地降低產(chǎn)品開發(fā)成本，容易找到質(zhì)量保證和開發(fā)投入的最佳平衡點(diǎn)。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，影響擋泥板合件產(chǎn)品尺寸質(zhì)量的根本原因，在于單個(gè)產(chǎn)品和焊接過程的質(zhì)量問題。為解決前者，在生產(chǎn)上投入正規(guī)工裝模具以外，還要對關(guān)鍵尺寸、公差和定位基準(zhǔn)等加以關(guān)注，確保與焊接夾具匹配。這是一個(gè)復(fù)雜的工藝設(shè)計(jì)和質(zhì)量設(shè)計(jì)過程，一旦開發(fā)不好，容易造成質(zhì)量得不到有效控制，需要重新開發(fā)相應(yīng)模具、檢具，既影響開發(fā)進(jìn)度，又會(huì)造成投入成本增加。然而，在以往產(chǎn)品圖上這些內(nèi)容得不到顯示，造成工藝開發(fā)人員容易忽略這些信息，進(jìn)而使產(chǎn)品質(zhì)量得不到很好控制，同時(shí)增加開發(fā)及管理成本。

將這些關(guān)鍵信息進(jìn)行整合，并獨(dú)立做成產(chǎn)品工程圖，作為后續(xù)模具、檢具、工裝卡具開發(fā)的總綱領(lǐng)性文件，使各個(gè)環(huán)節(jié)開發(fā)有據(jù)，不至于各自為政。要求各個(gè)產(chǎn)品模具開發(fā)必須按照產(chǎn)品工程圖中的要求進(jìn)行開發(fā)，制作更加精密的產(chǎn)品工裝—檢具，能夠非常直觀地反應(yīng)產(chǎn)品基準(zhǔn)、夾持位置以及尺寸情況；焊接夾具按照產(chǎn)品工程圖進(jìn)行產(chǎn)品定位、夾持等。這樣以來，產(chǎn)品工程圖成了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程的一根紅線，貫穿始終；檢具成為產(chǎn)品開發(fā)以及生產(chǎn)過程的基準(zhǔn)，除了可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題外，還可以對產(chǎn)品問題整改以及品質(zhì)提升有發(fā)揮指導(dǎo)作用。

三、產(chǎn)品工程圖及開發(fā)過程的質(zhì)量控制

以擋泥板頂板1為例介紹產(chǎn)品工程圖和檢具開發(fā)。

圖3 頂板1產(chǎn)品工程圖

圖3是頂板1產(chǎn)品工程圖。產(chǎn)品工程圖的主要信息：

1.產(chǎn)品定位基準(zhǔn)，按照級別分為A、B、C三級（是產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測、焊裝的共同使用基準(zhǔn)）；2.定位基準(zhǔn)公差值；3.檢測型面的輪廓度、關(guān)鍵邊的輪廓度尺寸和公差；4.產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸值及公差；5.產(chǎn)品孔的尺寸和公差以及位置公差；6.與其它產(chǎn)品裝配位置的范圍尺寸，形位公差；7.產(chǎn)品檢測以及焊接夾持的位置和公差；8.未注明位置的形位公差。

圖4 沖壓工藝流程

圖5 檢具結(jié)構(gòu)圖

通過以上規(guī)定，產(chǎn)品制作過程的信息、尺寸和公差要求完全體現(xiàn)出來，為整個(gè)擋泥板各個(gè)專業(yè)的策劃提供了基準(zhǔn)，從根源上避免了在開發(fā)過程基準(zhǔn)不統(tǒng)一的錯(cuò)誤。在產(chǎn)品發(fā)生涉及變更時(shí)，同時(shí)更改產(chǎn)品工程圖的相應(yīng)內(nèi)容，進(jìn)而指導(dǎo)各個(gè)專業(yè)完成產(chǎn)品變更。

在產(chǎn)品工裝開發(fā)過程中，將產(chǎn)品工程圖策劃制作在模具、檢具以及總成夾具中，使得上下道工序連接有序，以便生產(chǎn)過程中問題解決和產(chǎn)品質(zhì)量提升。以下是各專業(yè)的部分工藝和工裝簡圖。圖4是頂板1沖壓工藝流程，圖5是頂板1檢具結(jié)構(gòu)，圖6是擋泥板焊接總成，圖7是擋泥板焊裝夾具。

圖6 擋泥板焊接總成

產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中，檢具是連接單件產(chǎn)品的沖壓生產(chǎn)和合件產(chǎn)品的焊裝。檢具作為沖壓生產(chǎn)的檢測工具，隨時(shí)對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，可以直觀反應(yīng)每批產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)，方便地測量出產(chǎn)品的尺寸，達(dá)到產(chǎn)品在有效的質(zhì)量監(jiān)控下生產(chǎn)。如果產(chǎn)品尺寸超差，其測量數(shù)據(jù)為模具修理提供依據(jù)。產(chǎn)品開發(fā)過程中產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)傳給后道焊接工序，為焊接質(zhì)量控制提供參考，使得整個(gè)生產(chǎn)過程都在有效質(zhì)量控制中進(jìn)行。

一個(gè)產(chǎn)品策劃成功與否，突出重點(diǎn)是找到影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問題，并找到一種恰當(dāng)方法進(jìn)行全過程監(jiān)控。

圖7 擋泥板焊裝夾具

本文闡述的質(zhì)量控制方法優(yōu)點(diǎn)是，利用產(chǎn)品工程圖將產(chǎn)品質(zhì)量信息指導(dǎo)應(yīng)用到生產(chǎn)的工裝上，并能夠有序銜接。還充分考慮產(chǎn)品變更時(shí)，產(chǎn)品工程圖依然能夠作為一條紅線貫穿始終，使得整個(gè)過程有序進(jìn)行。該方法的不足是，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段需要經(jīng)驗(yàn)非常豐富的工程人員制作符合產(chǎn)品開發(fā)使用產(chǎn)品工程圖，需要大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)作為支撐。該方法為今后產(chǎn)品開發(fā)提供參照，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品有效質(zhì)量控制體系提供一個(gè)方法一條線索。