浅谈样车试制CMM合格率的提高

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  【摘 要】为了提高样车试制车身CMM合格率,运用QC方法查找样车制造过程合格率低的问题,对制造过程中各个关键环节进行监控,并对问题进行分析,制定相应的措施,达到提高CMM合格率的目的。
  【关键词】样车试制;车身CMM;合格率;QC方法
  【中图分类号】U462 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2017)12-0089-03
  0 引言
  随着汽车工业的发展,在竞争日趋激烈的汽车行业中,各汽车公司每年都需不断研发出新车型。因此,各汽车公司对新车型的研发工作非常重视,将新车型研发作为公司持续发展的动力。新车型研发过程主要包括概念设计、造型、结构设计、样车制造和试验验证等阶段,其中样车制造是整个新车型研发的重要环节,是将新车型从虚拟的数模转变成实物实车的工作,这些样车主要用来验证汽车底盘基本性能、车架结构强度刚度、底盘耐久性能、安全性能等。整车CMM测量主要是验证设计与样车的数据的一致性,直接影响车型前期各项重要验证,关系到以后车型的性能和定位。所以,提高样车CMM合格率至关重要。
  1 现状调查
  对正在试制的某车型样车其中几台车进行抽查发现,整车合格率分别为59.89%、57.41%、57.25%、50.73%,而且呈逐步下降的状态。前4台车平均合格率只有56.32%(如图1所示)。
  对已完成的前4台车状态进行调查,通过整体的测量数据(见表1)分析发现以下问题。
  (1)顶盖横梁测合格率低,并且很不稳定。
  (2)前侧围、翼子板、前舱发罩安装区、后侧围饰板板测点合格率低。
  导致该车型前4台车总体CMM合格率低下,而且呈逐步下降的状态,严重影响后续总装工作,将影响各类试验的准确性,更影响新产品后期开发和市场定位。
  小组最终设定目标如下:根据公司项目组的要求,整车合格率提高到75%以上。
  2 分析原因
  2.1 顶盖横梁CMM测点超差分析
  顶盖横梁CMM测点超差分析如图2所示。
  2.2 后侧围、前侧围、前侧板、前隔板上安装板CMM测点超差原因分析
  后侧围、前侧围、前侧板、前隔板上安装板CMM测点超差原因分析如图3所示。
  3 要因确认
  3.1 顶盖横梁CMM测点超差要因确定
  (1)激光切割孔位不对:顶盖各横梁焊接均有检具,样件都是经过检测送样的,数据在公差范围内,故激光切割孔位不对不是要因。
  (2)无工装夹具定位:在调查焊接员工焊接过程发现,由于场地不足,没有开发顶盖分拼夹具,焊接顶盖横梁参照数模数据,利用直尺划线,用大力钳夹紧两端后再进行焊接。5根梁会造成叠加误差,并且每个人测量读数误差有一定的出入,导致定位不准确,误差不稳定,X、Y、Z方向误差不定,同时存在焊接效率低不足;故无工装夹具定位是要因。
  (3)员工培训不到位:通过对现场操作成员调查,参与焊接工作的员工都有技师资证,而且参加过多个项目的车身制造工作,经验丰富。员工培训不到位不是主要原因。
  (4)零件型面质量不好:根据顶盖及横梁测量报告,型面偏差在公差范围内,故零件型面质量不好不是要因。
  (5)零件装配顺序有误:通过对现场操作成员调查,员工严格按照装配工艺BOP操作,故零件装配顺序有误不是要因。
  (6)焊接应力:该零件采用电阻点焊焊接,较CO2焊接应力小,故焊接应力不是要因。
  3.2 后侧围、前侧围、前侧板、前隔板上安装板CMM测点超差要因确认
  (1)由散件测量报告得知,单件激光切割孔位大部分在误差范围内,故激光切割孔位不对不是要因。
  (2)工装夹具偏差:造车前每个拼台集成工装经过调试测量,根据侧围及总拼焊接工装夹具CMM测量报告,工装夹具合格,故工装夹具偏差不是要因。
  (3)车架焊接过程变形:后侧围、前侧围、前侧板、前隔板上安装板模块测量数据得知,几个模块测点整体往-Z方向偏差,Y方向左右不对称。通过对造车现场的观察发现,前后车架处定位点与定位块不贴合,往+Z方向偏,总拼焊接完成后,导致整车前后翘曲。由于前后两端翘起,定位销不能完全准确,所以在侧围拼焊时,左右不对称,最后导致Y向测量数据不同幅度偏置超差;总拼焊接拼台采用的是前后及中间定位销定位块,而测量支基只有前后车架定位支撑,故总拼焊接完成后测量前侧及后部测点的数据相对往-Z方向偏差,所以下车体部分缺少Z向的工装夹紧装置,导致车架焊接过程变形是要因(如图4所示)。
  (4)零件型面质量不好:从散件的检测报告及装配式状态看,不存在不贴合、离空、干涉等情况,所以零件型面质量不好非要因。
  (5)零件装配顺序有误:通过对现场操作成员调查,员工严格按照BOP工艺操作,故零件装配顺序有误不是要因。
  (6)员工培训不到位:通过对现场操作成员调查发现,参与焊接工作的员工都有技师资证,而且参加过很多项目的制造工作,经验丰富。员工培训不到位不是主要原因。
  (7)侧围总成焊接超差:小组成员对焊接完成后的侧围总成,放置侧围平台上测量无发现超差,同时在总拼焊接平台上测量也没有超差,故侧围总成焊接超差不是要因。
  4 对策措施
  (1)根据上述原因分析,造成顶盖横梁CMM合格率低的要因是无工装夹具定位,因此小组成员集思广益,开发一套集成与总拼平台上的顶盖分拼工装(见表2)。
  (2)根据上述原因分析,造成前车体的前侧围、前侧板、前隔板上安装板CMM合格率低的要因是下车体部分缺少Z向的工装夹紧装置,导致车架焊接过程变形,因此,改善工装结构,在下车体拼台及总拼台设计增加勾销定位夹紧机构,同时增加托举结构减少因起吊而造成的变形(见表3)。
  5 实施
  (1)以總拼拼台为基础拼台,在此拼台上设计安装顶盖分拼夹具(如图5所示),分析顶盖分拼总成与总拼拼台之间的位置关系,顶盖分拼的定位Z向与立柱支撑Y向垂直,可以考虑用侧围支撑立柱Y向做支撑面来定位顶盖总成,从而达到顶梁定位目的。
  (2)下车体、总拼前后主定位设计增加勾销缸机构,使用气缸夹紧,有效解决Z向夹紧问题,节约空间。如图6所示,同时增加托举机构,焊接完成后使用气缸将总成件托举离开定位销再起吊,有效地解决总成件晃动和变形的风险。
  6 活动前后效果对比
  优化措施实施后,跟踪后续8台车辆的测量,数据有明显的提高(见表4),各区域CMM测点合格率都比较稳定,前侧围、翼子板、前舱CMM测点也提高了,相对稳定。整车合格率都在75%以上(如图7所示)。
  7 结语
  本次活动不仅获得了一定的经济效益,更重要的是措施的有效实施使得样车制造整车合格率有一定的提高。同时,小组成员在此次活动后对质量意识、解决问题的思路、质量改进工具等有了比较深的理解和运用。
  参 考 文 献
  [1]宋晓琳.汽车车身制造工艺学[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
  [2]邢文英.QC小组活动指南[M].北京:中国社会出版社,2003.
  [3]王纯祥.焊接工装夹具设计及应用[M].第2版.北京:化学工业出版社,2014.
  [责任编辑:钟声贤]
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