多功能汽車車門包邊A面凹陷問題分析和解決方法

粟學維

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州545007）

汽車作為現代化重要交通工具之一，幾乎每一輛均配備左右前門、左右后側門、尾門和發蓋，即五門一蓋，簡稱車門。車門是汽車所有零部件中最主要的覆蓋件，總覆蓋面積占整個車身外觀的60%以上。通常，汽車車門是由數十個鈑金零件通過特殊而復雜的包邊工藝結合其他工裝焊接、涂膠工藝、鉸鏈安裝等組裝完成。在汽車制造技術領域，由于包邊工藝直接影響車身外觀感知質量（美觀度和間隙段差等），提升包邊質量，滿足甚至超越客戶對整車感知質量的期望和訴求，顯得尤為重要。因而迫切需要對車身門蓋包邊A面缺陷問題產生的原因展開深入的研究分析，得出有效的解決方案。

1 液壓桌式包邊過成簡介

液壓桌式包邊工作過程如下：車門內外板在涂膠臺合拼→輸送機構輸送合拼工件進入包邊機主體→內板定位機構定位壓緊→包邊機構進行預包→包邊機構進行主包→輸送機構輸送包邊總成工件至補焊工位。整個包邊過程通過PLC控制技術保證各個執行元件協同工作，包邊機總體結構如圖1所示。

圖1 桌式包邊機簡易圖

2 零件包邊后達到的質量狀態

包邊質量的好壞直接影響著整車的外觀以及裝配質量，因而必須要嚴格控制包邊質量，滿足客戶需求。根據車身裝配工藝及技術要求，無論是項目調試還是生產過程中設備故障搶修，包邊后的總成件必須達到以下狀態：

（1）包邊后的總成內外表不允許有波狀、變形、褶皺、凹凸、劃傷。

（2）內、外板包合處必須平順、貼合；不允許有壓傷、開裂、褶皺、變形。

（3）定位抓不允許碰傷、刮傷內外板。

（4）內板定位銷孔不允許變形、扭曲。

（5）門總成與白車身裝調后符合間隙面差要求。

（6）發蓋前后端水滴包邊滿足各項法規要求。

3 凹陷圖片分析及設備生產狀況分析

圖2（a）為左中門，其窗框上部兩側明顯凹陷。圖 2（b）為引擎蓋板，前部兩側凹陷。（a）和（b）未必同時出現。但均不滿足產品外觀質量要求。為滿足產品上線要求，進行如下其一工作：

（1）對所生產缺陷車門進行返修。

（2）對包邊設備進行維修。

（3）讓步使用，讓客戶接收瑕疵產品。

該產品（五菱宏觀S）平均每月銷售4萬輛，單日產量達到1 500臺（40 000/26），每日按照工作20 h計算（三班倒滿負荷生產，除去一些用餐和休息時間），每小時產量為：1 500/20=75JPH.按照一熟練鈑金技師的效率計算，此處外板凹陷問題修復每人需2 h計算，每日所生產的缺陷門所需修復時間為：1 500×2=3 000小時/人。通常情況下，維修包邊機解決此類問題需維修6 h，即公司損失產量為：75×6=450（輛）。通過維修包邊機解決此類問題需要熟練技師三人六小時；而同等的人力，返修外板凹陷需要耗時3 000/3=1 000 h.

圖2 五菱宏光左中門和發蓋凹陷出現位置圖

（4）小結

對于產銷兩旺的拳頭產品來說，上述中的（1）和（3）顯然不符合公司的利益，因而必須對包邊機進行維修。

4 缺陷產生的原因分析

根據工作經驗以及綜合GMS（通用制造管理體系）中的BIQ（制造質量）和STD（標準化作業）分析，繪出魚骨圖（見圖3）。

圖3 導致缺陷出現的魚骨分析圖

（1）人：員工放置外板準備涂膠工作時，外板碰撞到工裝致使凹陷產生

（2）機：設備在工作過程中制造缺陷

（3）料：來料已經有凹陷（上工序攜帶）

（4）法：員工將內板總成放入待包邊的外板過程中方法不正確致使缺陷產生

（5）環：外板在運輸過程中受外力碰撞致使缺陷產生

（6）其他：工藝工裝布局不合理對該有撞擊致使外板凹陷

利用問題的解決流程逐步的分析，反復論證。鎖定問題出現的工位，不武斷下結論，避免人力、時間、設備產能的浪費（本文只著重講述包邊機的維修過程和方法，其他的問題解決思路及方法略述）。

（7）小結：缺陷由設備制造過程中產生。

4.1設備環節的分析

圖4左為門總成在模腔上被定位機構夾緊狀態，右圖圖中夾緊機構的兩根平衡導向桿，其作用使定位機構在上下運動過程中平順并且定位準確。平衡桿上端安裝有防松螺母，其作用是調節、限制平衡桿的有效行程。由于長時間往復運動、高節拍生產、以及在重力作用下，致使防松母失效。公司在用的SMC氣缸上的行程檢測開關為歐姆龍磁性檢測開關，檢測磁環距離±3 mm.防松螺母內孔為M20，螺距為2.5 mm.平衡桿有效距離=氣缸工作行程=定位機構Y方向的距離。當防松螺母自轉一圈后等于2.5 mm＜3 mm，此時檢測開關未檢測到氣缸磁環位置改變，仍在有效工作范圍，PLC程序正常。定位夾緊塊與內板表面離空2.5 mm，此時待包邊內板處于欠定位夾緊狀態。

圖4 定位機構簡易圖

4.2液壓傳力機構分析

桌式包邊機采用液壓作為動力輸出，中門預壓有四組，每組有兩個液壓缸，型號為：140h-8R/2TA80BB75-ACAJ2.頂部尖角有兩個液壓缸進行預包工作，型號為：140H-8R/2TA40BB-75-ACAJ2.主壓刀，由四個較大型號液壓缸提供動力，型號為：140H-8/2TA160120-AC.一個包邊機一起有液壓缸：4×2+2+4=14個。每個液壓缸的往復運動順序在調試結束后是固定不變的（8個預壓的液壓缸運動順序設定為同步）。由于管路或者其他裝置的故障會使14個液壓缸中的某一個出現運動順序的變化，導致預壓刀工作面在工作中接觸外板的時間變化，外板受力改變。

預壓刀工作面基于造型于模腔邊緣鉛錘面夾角45°.預壓刀得到液壓缸的動力后，工作面擠壓待包邊外板，使外板變形45°.主壓刀型面基于造型平行于模腔。預壓主壓刀工作面均要求硬度、外形尺寸、型面角度、粗糙度均符合設計標準，在調試結束后，以上數據凍結作為以后維修參考依據。

5 包邊過程大致示意圖

包邊過程示意圖如圖5所示。

圖5 包邊過程示意圖

包邊完成后狀態必須滿足上文第二大點中所述。

6 預壓過程中外板受力分析

（1）根據平行四邊形定則如圖6所示。

圖6 平行四邊形定則

現有一預壓壓力F預。由于F預 =45°.θ=90°.因而分解出FX和FY見圖7.

圖7 預壓受力分解圖

（2）預壓刀在工作時，分解出一個Y方向和一個X方向的力，Y方向是垂直于模腔，X方向為外板移動方向。由于內板處于欠夾緊定位狀態（夾緊機構失效），門外板在預壓受力過程中在X方向上移動（或者微量移動），同時，移動中的外板也得到模腔周圍的導向限位作用（反作用力），致使外板在應力集中處變形。導致缺陷產生。

（3）小結：夾緊機構失效+外板受X方向力+機械限位塊作用=缺陷產生

7 解決方法

（1）定位機構失效的解決步驟

1）恢復防松螺母到初始位置；

2）打上螺紋膠，固化狀態；

3）完成以上工作后仍未解決凹陷，在模腔周圍增加摩擦力極大的橡膠塊，限制因FX給外板帶來的移動，使外板在預壓主壓受力過程中始終與預壓主壓刀面保持在一個相對固定的位置。如圖8中為發蓋模腔周圍（對應外板凹陷處）增加的強摩擦力的橡膠（尼龍塊）；

4）定期進行點檢，維護保養。

圖8 發蓋外板凹陷解決方法圖示

（2）液壓缸動作紊亂的解決方法

1）若電磁閥I/O信號有誤，通過PLC更改I/O信號；

2）若電磁閥漏油，更換電磁閥墊圈或電磁閥；

3）若液壓油有臟物堵塞節流閥，更換液壓油；

4）若節流閥失效，維修或更換節流閥；

5）若活塞密封圈磨損，更換活塞密封圈；

6）若缸體和缸蓋鏈接處密封圈失效漏油，更換密封圈；

7）若油管漏油，修理或者更換油管；

8）若缸體內有空氣，通過排氣機構排出缸體內的空氣；

9）若緩沖機構失效，通過調節緩沖機構，使活塞到達缸體兩端平緩順暢；

（3）驗證以上所進行的工作，確保設備生產持續，產品質量合格、穩定。

8 結論

通過分析、解決五菱宏光S中門窗框上部兩側和發蓋前部兩側凹陷得出結論：

（1）因內板定位機構失效導致外板失去夾緊力致使外板在模腔上移動，從而導致外板受擠壓變形；

（2）因液壓缸動作紊亂導致外板受力不同步致使外板在模腔上竄動，從而導致外板受擠壓變形。

在生產過程中，（1）或（2）單獨或者同時出現，都會導門外板的凹陷產生。

9 結束語

日常生產過程中對設備進行點檢及維護保養工作是很有必要的，外板凹陷問題的出現需綜合考慮生產狀況和維修手段，解決問題的過程中需要冷靜、有序進行，確保安全。

參考文獻：

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