汽車感觀質量提升的有效工具—綜合匹配

張會珍

(奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241000)

汽車感觀質量提升的有效工具—綜合匹配

張會珍

(奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241000)

本文介紹了汽車行業中綜合匹配的先進方法,闡明了綜合匹配的概念,介紹了二大基本工具Cubing和Meisterbock的作用和使用方法,使整車開發中設計,模具,夾具,外協件質量提升成為一個有機的整體,快速提高車身精度和整車感觀質量。

綜合匹配 Cubing匹配 Meisterbock匹配

1 綜合匹配的基本概念和在產品開發中的作用

綜合匹配,Match Build 簡稱MB,包含內外飾綜合匹配和車身綜合匹配。是通過三坐標、白光掃描、檢具、Cubing(主模型)、Meisterbock(綜合匹配樣架)等測量工具及設備,對零部件的尺寸、外觀等進行評價,分析缺陷產生的原因,指導模具改進、工裝調整、工藝參數優化、產品設計技術規范的更改。內外飾綜合匹配,主要是利用CUBING開展的,Cubing就是按1:1比例加工的鋁合金整車模型,如圖1:可以進行內外飾零件的安裝,也可以實現標準模塊與實物零件之間的互換裝配,直觀的對汽車內外飾零件設計及制造尺寸進行評價。

車身綜合匹配,主要是利用綜合匹配樣架Meisterbock開展的,Meisterbock根據PRS定位系統開發的一套定位和夾緊機構,它由一組測量支架構成,可以通過不同支架的組合,實現對所有白車身沖壓件進行定位,并通過鉚接的形式,從單件到總成,再到車身骨架,最后完成整個白車身的制做,主要用于白車身零部件的匹配,直觀的對白車身零部件設計及制造尺寸進行評價。

通過綜合匹配,將設計,模具,夾具,外協件關聯起來,沖壓件質量通過自身檢具檢查進行提升是一個循環；夾具精度利用三坐標標定,進行精度提升是一個小循環；外協件質量通過檢具檢查進行質量提升是一個小循環。而三個小循環間通過MEISTERBOCK和CUBING匹配將其結合在一起,其中MEISTERBOCK完成了模具和夾具部分的關聯,形成白車身。CUIING完成了白車身和外協件間的關聯,形成了整車。實現自制件(模夾檢)和外協件的同步工程,減少調試等待,形成一個有機的整體,提高了解決系統問題的能力。

綜合匹配一般分為三個階段,第一個階段的任務,通過檢具或三坐標對零件進行綜合評價,主要解決零部件自身尺寸以及子零部件之間的匹配問題。第二個階段的任務,通過Cubing(主模型)或Meisterbock(綜合匹配樣架)、標準車身對零部件進行綜合評價,主要解決零部件自身存在的缺陷及零部件之間的匹配問題。第三個階段的任務,通過在生產線上生產的車身進行實車匹配評價,主要解決零部件的整車匹配問題。嚴格的控制三個階段,有序的提高零部件質量,保證整車外觀精致。

圖1

2 CUBING匹配方法的介紹

匹配思想,假定零件是不合格的。匹配工程師要熟悉數模、GDamp;T圖紙、匹配尺寸鏈關系后開始匹配。匹配分空配和實配。實配安裝時分為居中安裝和極限安裝,對零件設計合理性及尺寸進行檢查。

空配:在不裝配的情況下,通過人扶著,在Cubing對比分析,實物對照圖紙,核對尺寸關系,檢查面是否貼合,孔是否居中,記錄分析。大部分匹配問題是在這個步驟發現的。實配:理論居中位置:用定位螺栓螺母或劃線等方法,使零件的基準處于理論坐標位置,檢查安裝順序的影響,三坐標測量檢查匹配全尺寸。理論居中位置裝配,符合DTS要求,是零件合格的最低要求,原因是生產線裝配過程中存在一定的偏差。極限偏置位置:間隙配合會產生尺寸波動范圍,人為使零件處于極限位置裝配。(分為平動和轉動)檢查周圍尺寸變化,干涉或間隙變化情況,分析這種設計是否敏感。提出裝配技能要求。這個評價的是設計狀態下的尺寸波動范圍,設計是否合理,對員工裝配技能要求是否過高。匹配誤區:實際上是在進行CUBING匹配時,將車身和零部件的配合公差全部分配給零部件,將零部件的允許偏差擴大了,占用了車身的允許偏差。從而造成錯誤的判斷,將本不合格的零部件判定為合格。正確的方式應該是這樣,即零部件與CUBING的實際匹配的允許偏差值,應是零部件與車身配合的公差減去車身的公差值,即要去將車身的相關公差去除,這樣來評價零部件的合格性才是正確的。匹配時可以用零件的單件公差進行測量,同時考慮滿足整車匹配公差。整車匹配時,不同的零部件,由于其結構和安裝方式等的不同,匹配時的方法和關注點也不同,下面列舉Cubing匹配典型問題類型和幾個零件的匹配方法。

2.1 典型問題類型

(1)密封壓縮類:實際壓縮量與設計不符,帶密封墊片零部件需要進行專向壓縮量的驗證。主要零部件有:固定活動尾燈,外后視鏡,牌照燈裝飾板,前風擋下裝飾板。(2)晃動類:小件定位點少,固定不牢；安裝點在一條線上,零件旋轉；零件懸臂長,支撐不足。主要零部件有:三角塊,門檻壓板,ABC護板,前格柵,輪眉,風擋裝飾板端蓋,活動尾燈。(3)下沉類:前保,蒸發器,儀表板下裝飾板,四門二蓋。(4)剛度不足類:手剎飾板,頂棚,后座椅下護板,門檻壓板。(5)受力變形:四門二蓋,氣彈簧,后蓋扭簧,膠條與門的擠壓,鉸鏈,外后視鏡。(6)涂裝變形:四門二蓋,加油口蓋,扭簧典型零件匹配方法。

2.2 密封件的匹配方法

由于功能需要,燈具等帶封條性要求的零件,都設計了密封墊片,而這個密封墊片的壓縮量是需要進行工藝驗證的。在匹配時不拆掉密封墊,裝配螺柱后會導致白車身或零件變形,這種變形可能導致不合格,但很難被發現。正確的匹配方法是,先去掉密封墊,檢查所有的安裝面或基準面是否自然貼合,也就是說在不受力的情況下是否貼合,防止“翹翹板”問題的發生。因此,帶密封墊的外觀件,匹配時須測量,有密封墊、無密封墊二種狀態,在CUBING匹配時首先要觀察和測量安裝接觸面,一般安裝的接觸面就是此零件的定位面,或者是密封面。要測量首先就應該檢查基準面的貼合情況,并記錄。

3 Meisterbock匹配方法的介紹

Meisterbock的目的是系統分析沖壓件尺寸問題,尋找提高車身精度的方案。僅通過沖壓件檢具檢測,是不能把握沖壓件質量的,必須通過組裝白車身才能最終確定沖壓件的尺寸要求。

(1)沖壓件單件尺寸偏差問題的驗證與改進。(2)發現產品結構問題并進行設計結構優化。(3)零部件公差的驗證與優化。(4)零件、模具、夾具、檢具定位的驗證與優化。

Meisterbock的基本工作方法:(1)MB支架組裝,精度標定,RPS驗證,檢查工裝的定位基準是否有干涉,有問題則修理。(2)單件/分總成在MB上裝配并測量,沖壓件置于工裝上,測量孔位、間隙、結合面的精度。(3)鈑金修正,間隙或間隙部位手工修正(手工量必須要記錄存檔),使其符合檢具。(4)測量驗證,確認手工修正后沖壓件的搭接狀況,并確認沖壓件修正位置和修正量。(5)鉚接補焊,標識焊接螺接點位置,并鉆孔鉚接。(6)補焊測量驗證,焊接后精度檢查。

通過Meisterbock匹配,以單件0．5mm,三級總成0．7mm,二級總成1．0mm,進行超差識別并分析。

4 匹配類復雜匹配問題處理步驟

(1)問題定義；將主觀評價的問題,準確轉化為可量化的尺寸問題,經測量統計,明確平度間隙,各方向偏差值。(2)設計排查；針對問題定義,對設計數模、圖紙、尺寸鏈進行核查,提出關鍵尺寸特性,以便形成匹配排查方案。(3)工藝過程；以流程圖的形式明確,對關鍵特性在各過程的變化進行檢查(如焊接前后,涂裝前后等),確定哪些環節的零件狀態需要檢測,以便形成匹配排查方案。(4)取樣自檢；供應商在檢具或檢測支架先取樣自檢。(5)測量匹配；根據設計排查和工藝過程排查,綜合考慮設計問題排查試驗方案,按方案進行測量。(通常有正向排查和逆向排查二種)。(6)數據分析；根據尺寸鏈對尺寸進行逐項分析,找出偏差貢獻量,確定改進方案；利用散點圖等質量工具對改進量進行確認。(7)試裝驗證；提供手工件或利用快速模進行驗證效果,并進行測量記錄相關數據,組織領導層評審。(8)風險確認；對建議改進方案的風險進行評估,對可能存在的風險進行確認和備案。(對于修改到和數模不一樣的方案,需要部門長參與評估,謹慎處理)。(9)方案確立；經驗證件試裝完成,確立風險可控的情況下,方案書面化,設計、工藝、質量部門會簽。(10)會議發布；周匹配例會發布方案,并跟蹤改進計劃和完成時間。(11)小批量確認；到件裝車,跟蹤所有工藝過程,對過程及整車尺寸特性進行測量記錄。(12)正式切換；小批量確認合格,正式切換,關閉問題。

5 結語

經過長期的實踐和總結,綜合匹配方法已全面運用于整車技術開發流程中,提升了整車質量,滿足了當前消費者對整車尺寸可靠性和整車感官質量的要求,并且相信這一方法會根據產品質量的要求和需求不斷完善和提升。