淺談養路機械按鍵模塊制造質量提升

摘要：隨著鐵路行業的不斷發展，養路機械產品逐步趨向網絡化，目前生產的大型養路機械網絡控制平臺控制箱是采用底層模塊與顯示模塊實現功能的異型柜，都是通過操作按鍵模塊的功能鍵來實現各項作業功能。本文介紹了用于養路機械網絡電氣控制系統按鍵模塊裝配過程中的問題及處理方法，針對裝配過程中發生的問題，提出了相應的改進方案，為類似按鍵產品在設計、生產制造過程中質量控制提供參考。

關鍵詞：按鍵模塊；裝配問題；改進方案

中圖分類號：U216 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）004-0-01

一、緒論

背景：

網絡控制系統的按鍵模塊是大型養路機械網絡控制平臺的重要組成部分，目前已裝備了多種大型養路機械。由于型號較多、批次較小等原因，一直由外協廠生產，即整體外購。因存在電路設計及PCB設計不合理、電路板裝配不良、電子元器件質量差等原因，為了消除網絡控制平臺的質量隱患，加速推廣網絡控制平臺，公司決定從設計、工藝、原材料等方面入手大幅提升按鍵模塊的質量，生產模式由整體外購逐步轉換為自制。

二、養路機械按鍵模塊產品特點

各大車型按鍵模塊均由7種零件組成，分別為插頭安裝盒、后蓋板、電路板、導光板、按鍵帽、面板、導光柱。

以下為各按鍵模塊組件功能簡述：

插頭安裝盒：固定電路板上的2個M12圓形連接器，通過4個螺釘與后蓋板連接；

后蓋板：支撐插頭安裝盒，同時與面板連接成一個整體；

電路板：安裝三角形金屬彈片、背光燈、信號指示燈等；

導光板：將背光、信號指示分別傳導到按鍵帽、導光柱；

按鍵帽：將按壓力傳導到三角形金屬彈片上；

面板：支撐按鍵帽及導光柱，作為按鍵模塊的主框架；

導光柱：將電路板上信號指示燈傳導到面板正面。

三、按鍵模塊生產過程問題現狀

（一）按鍵帽油漆脫落問題

按鍵模塊在使用過程中，出現批量按鍵帽油漆脫落的問題。

（二）導光板串光問題

在上電測試過程中發現黃色背光被導向面板正面，存在背光燈和信號指示燈串光的情況，不符合正常情況下不點亮的設計要求。

（三）按鍵帽下壓出現無觸感及卡滯問題

按鍵模塊組裝完成后，由于面板鍵帽框與按鍵帽的累積誤差，造成兩者配合存在問題，導致按鍵帽卡死，無法正常彈起。

四、按鍵模塊生產過程問題分析與處理

針對按鍵模塊生產過程中出現的問題，我們從外協加工、圖紙標準、模塊組裝等方面進行了改善并進行優化。

（一）改變按鍵帽材質及加工方式，解決油漆附著力不合格問題

根據售后反饋的問題及對裝車現場的作業環境的反饋，組織了由工藝、質量及設計、設計質量、外協廠家技術人員參加的質量分析會。并進行了油漆成分驗證、油漆脫落問題重現及對比試驗， 從以上推測結果及各項實驗結果分析油漆脫落主要與下列因素有關：

1.鍵帽的素材：PC料注塑成型，表面成鏡面；

2.油漆：底漆是白色透光油漆，面漆是黑色油漆，都不是耐高溫和UV的油漆；

3.油漆噴涂的工藝過程管控，前期按鍵帽的油漆是手工噴漆，噴的油漆厚度控制不準確，厚度在0.15mm～0.3mm，誤差較大。

針對上述可能出現問題的原因，制定以下改善措施：

1.鍵帽的素材：PC料注塑成型，表面做了細微的砂紋，增加油漆的附著力；

2.油漆：底漆是白色透光油漆，面漆是黑色油漆都改成耐高溫和UV的油漆；

3.油漆噴涂的工藝過程管控，鍵帽的油漆改成自動化得流水線噴漆，漆膜的厚度一般控制在0.05mm～0.07mm之間。

后續加工的經過砂紋處理后的按鍵帽，通過劃格實驗和布基膠帶粘貼實驗，未出現油漆脫落的現象。

（二）導光板內鑲嵌不透光黑色PC解決漏光問題

導光板采用8mm亞克力材料進行加工，信號指示燈位置進行避空并遮光處理，目前的遮光處理措施為噴涂黑色漆。

電路板上采用兩種不同顏色的SMD發光二極管，單個黃色背光燈和單個綠色信號指示燈的發光強度分別為1400mcd（max）和2.8mcd（min），背光燈和信號指示燈分別被嵌套入導光板中，套入尺寸深度約為2mm。背光燈的光強度遠大于信號指示燈的強度，而目前使用的導光柱為透明PC，透光性能良好，故極易發生漏光現象。

經過分析，在8mm的臺階孔內采用手工涂油漆存在噴涂不受控，噴涂不到位，兩個?6.3mm和?3.5mm的臺階孔相交面棱角無法上漆，故導致背光投射到導光柱上導致漏光被點亮。

針對該串光問題，提出了采用在導光板內鑲嵌不透光黑色PC，對導光柱進行遮蔽的方案，以提高其遮光性。

該方案的實施解決了導光板因涂油漆不到位導致的漏光問題。

（三）完善按鍵帽、按鍵框的加工標準，提高加工精度，解決按鍵卡死問題

按鍵模塊部件在裝配過程中出現尺寸偏差的現狀，造成組裝難度大、效率低，并且容易出現卡死或者晃動的情況。對按鍵帽尺寸進行測量并進行分析：

（1）按鍵帽的基準尺寸為29mm，其面板安裝孔基準尺寸為29.2mm；

（2）面板安裝孔尺寸低于下偏差，部分孔X方向尺寸小于29.2mm，按鍵帽下壓時與按鍵面板干涉；按鍵帽尺寸超過上偏差，超過29mm，導致按鍵帽無法回彈或下壓卡滯；

（3）面板安裝孔內面存在臺階，導致按鍵下壓無觸感。

針對以上問題制定以下措施：

（1）修改按鍵帽和按鍵面板安裝孔的基準尺寸，均修改為29mm；

（2）按鍵面板加工時尺寸按照29.20mm～29.25mm控制，同時消除氧化著色過程對安裝孔尺寸的影響；按鍵帽四周油漆噴涂保證不透光的情況下盡量少噴涂，以保證按鍵帽的尺寸滿足公差要求；同時制作專用檢具檢查安裝孔及按鍵帽，防止不合格品流入裝配現場；

（3）核對并修改數控加工程序。

通過以上措施的實施，按鍵模塊一次裝配合格率由原來的不到10%提升到90%以上。

五、結語

通過對生產過程中發生的問題和現象進行分析，完善了圖紙尺寸和技術要求，改變了按鍵帽材質及油漆加工工藝，優化了導光板的結構，改進加工過程公差控制、油漆噴涂要求，保證加工配合公差滿足設計要求，提高了外協件加工精度，整體提升了養路機械按鍵模塊制造質量。

作者簡介：劉衡香（1972-），女，漢族，湖南株洲人，株洲南車時代電氣股份有限公司-制造中心-質量部，質量工程師。