淺談汽車產品裝配工藝特性的識別與控制

燕苗苗

摘要：本文首先分析了汽車裝配工藝特性的分類，闡述了在汽車裝配中，產品工藝特性的識別、轉化、傳遞及控制，以期為同行的深入研究提供借鑒和參考。

關鍵詞：汽車產品裝配；工藝特性；識別；控制

隨著國內汽車制造行業的不斷發展，市場產品的競爭也越來越激烈，人們對汽車產品的質量要求和美觀要求也在不斷提升，汽車產品要求有好的動力性、經濟性和耐久性，以實現在各種復雜環境中的運載功能，現代汽車產品更要求安全可靠、造型美觀、乘坐舒適并滿足環保要求。這些要求，除了在產品研發階段給予設計外，更要通過制造過程來實現。只有將產品的設計特性轉換為工藝特性加以控制，才能滿足產品的質量要求。下面結合福田皮卡產品制造過程，對汽車產品裝配工藝特性的識別與控制進行分析和闡述。

一、汽車裝配工藝特性的分類

通過對福田皮卡產品圖紙、技術文件和工藝文件的統計，可大致將汽車產品裝配工藝特性分為以下幾大類：

1.扭矩特性

汽車裝配中占比例最大的就是通過螺紋副連接，而螺紋副連接質量就是通過緊固扭矩控制的。設計安裝圖或技術條件上都會給出連接件的緊固扭矩。但是實際裝配過程中，設計給出的扭矩不能準確對工件的緊固結果進行評估，因為這個結果和連接件的狀態也有較大關系。連接件的狀態一般可分為軟連接、硬連接和聯合連接。軟連接即連接件本身比較軟或者連接件中間存在橡膠件等彈性原件，存在扭矩衰減；硬連接是指連接件硬度比較大，是剛性的，結合面光滑貼合好的連接，硬連接一般無扭矩衰減，可能還有扭矩反沖；聯合連接是介于軟連接和硬連接之間的連接，一般不存在扭矩衰減或反沖的情況。

針對軟連接的扭矩衰減和硬連接的扭矩反沖情況，在實際裝配過程中若想要對扭矩值進行較為精確的控制，直接使用設計特性規定的扭矩是不準確的，這時就必須對設計特性進行轉化，輸出工藝扭矩，即動態扭矩到靜態扭矩。

動態扭矩在裝配工具上安裝一個動態扭矩傳感器，在擰緊螺栓的同時扭矩傳感器測量的峰值扭矩，即為動態扭矩的測量值。設計特性給出的是動態扭矩。

靜態扭矩是對已處于擰緊狀態螺紋緊固件繼續擰緊且螺紋旋合面之間剛剛發生轉動時的摩擦扭矩，如用表盤式扭矩扳手或數顯式扭矩扳手檢驗螺紋緊固件的擰緊程度時，記憶表針或顯示屏所指示的扭矩。工藝控制的是靜態扭矩。

動態扭矩可指導動力工具的設定，而靜態扭矩用于對緊固質量進行控制和監測。

2.加注特性

一般整車油液加注主要包括：發動機機油、變速器齒輪油、散熱器冷卻液、制動液、動力轉向液、空調制冷劑、擋風玻璃洗滌液、燃油等。對于加注工序，控制的主要特性就是加注量。福田公司設計文件中給出的加注量一般都較為籠統，僅給出通用車型的，差異車型未明確出來。這時就需要工藝分車型進行轉化，識別出可操作的工藝特性。如目前福田皮卡加注的空調制冷劑HFC-134a，一般情況下為800g，而帶頂置空調時需要加注850g。早期也由于工藝特性識別不完整，未對帶頂置空調車型進行單獨規范，導致市場發生多起空調效果不良的質量問題。

3.外觀特性

隨著時代的發展，人們對于整車內外飾的美觀程度也提出了更高的要求。除了設計要推陳出新之外，還需要在整車裝配的精細化方面下功夫。內飾儀表臺各附件的配合間隙和階差、外飾燈具與車身的配合間隙和階差等均要給出對應的工藝控制特性。

4.位置特性

位置特性主要指零部件裝配過程中安裝位置的具體數值，一般由圖紙來確定。如支架的安裝位置、膠條安裝的起始點、扭桿調節臂的起始安裝角度、推力桿的安裝長度、線束及油管的走向、各類標示的打刻或粘貼位置等。位置特性有些產品圖紙上描述都比較籠統，不易操作，比如線束、油管的走向，在二維圖紙上難以描述清楚，工藝就必須識別出具體的走向和固定點，轉化出具體的位置特性加以控制。

5.調整特性

調整特性一般會在產品技術要求中體現，是車輛關系到安全和舒適等方面的重要特性。如四輪定位調整參數、制動離合踏板的離地高度及自由行程、空車前懸離地高度、輪胎氣壓、駐車制動的要求等。對于調整特性，產品特性與工藝特性一致。

二、汽車產品裝配工藝特性的識別、轉化和傳遞

面對如此繁雜的汽車裝配過程，怎么去控制裝配過程質量，這就需要識別出裝配工藝特性，通過工藝特性來控制汽車制造環節的過程質量。工藝部門從設計部門得到的技術輸入主要有：產品圖紙、數模、產品特性清單等技術文件。依據設計輸入，工藝部門要進行同步的工藝開發和設計，首先要做的就是工藝特性的識別和轉化。工藝特性的識別和轉化的目的是保證產品特性的有效傳遞。將設計輸入的產品特性進行分析，識別和轉化出相應的工藝特性，并傳遞到總裝工藝卡和具體的崗位指導書（JIS）中加以控制，這個過程就是產品特性的傳遞。產品特性的傳遞方式一般分兩種：

（1）直接傳遞：生產中操作工可直接控制的特性，如加工尺寸、安裝位置、間隙、階差等。（2）間接傳遞：生產中需要借助控制工裝、設備、特殊工具的參數來控制的特性或需要轉化為其它特性來控制的特性，如緊固力矩（結果）、加注量等。

工藝特性識別的難點在于一是工藝特性識別要全，要細。二是工藝特性要準確，好控。真正做到使操作者的每一步操作都有標準可循。由于產品開發利用社會資源逆向開發的情況比較多，設計文件不可能對所有特性都能加以規定。對一些產品特性中未能明確的裝配特性，必須通過工藝技術人員現場分析識別和確定，如油管裝配中橡膠軟管插入鋼管的深度及固定的卡箍距膠管口的尺寸、塑料件裝配中的力矩確定、膠條裝配中起始點和基準點的確定等等。

工藝特性轉化的難點在于必須對整個制造過程熟悉和研究。比如產品特性要求總裝裝配后前后車門中間棱線（腰線）高低差為±1mm，要保證這一特性，總裝需要每一臺車都調整車門。經過分析和驗證，將焊裝車門裝調時，控制特性調整為高低差為0-2mm，當總裝裝完車門附件后，由于重力的作用，高低差自然會達到±1mm。又如整車前懸離地高度（福田薩普皮卡配215輪胎）產品特性要求為292±1.5mm。在調整前懸離地高度工序確定的工藝特性為292±1.5mm，要使調整更為方便或不調整，在底盤裝配時我們需要控制扭桿調整螺栓預緊后螺紋部分的露出長度。這也就是說同一產品特性或工藝特性，在不同的工序階段是有所不同的，必須加以識別和轉化。

三、汽車裝配工藝特性的控制

針對不同類的工藝特性，應該采取不同的控制手段。這些控制手段必須在具體的工藝文件給予規定。對于關鍵工序除了在工藝卡中體現外，還要編制控制計劃，由操作工、質檢員、質量工程師協同對工藝特性進行控制。工藝特性的控制除控制特性值本身以外，還要影響工藝特性的人、機、料、法、環各方面加以控制，是個復雜的系統工程。就控制特性值本身而言，所使用的控制工具、設備必須按照校準要求定期校準，這是保證特性準確傳遞的關鍵。工藝特性也不是一成不變，它會隨著設計更改、工藝裝備的變化而作相應調整。工藝特性的識別和控制也是一項復雜的、長期的過程，也要隨著產品在市場的表現，不斷調整完善。

結束語

對汽車產品的裝配工藝特性的研究是一項長期的課題，只有識別和轉化出全面的、可控的工藝特性，并采用各類管理手段加以控制，才能保證產品的制造質量。

參考文獻：

[1]汽車工程手冊制造篇》人民交通出版社2001（5）

[2]福田薩普皮卡總裝工藝卡