基于FIFA理念的尾燈安裝孔偏移風險評估

秦緒軍，欒成，楊壯壯

北京奔馳汽車有限公司，北京 100176

FIFA（First Involve First Act）理念，即先期介入，提前行動，是北京奔馳近年來倡導的分析解決問題的一種理念，尤其在分析解決質(zhì)量問題上，其核心思想應用在逐步體現(xiàn)。在當今汽車行業(yè)，數(shù)字化、信息化、智能化飛速發(fā)展，特別是在新車型、新項目上得到廣泛應用，給許多難解的問題提供了量化的數(shù)據(jù)支持，以及大量可供參考的以往項目的經(jīng)驗總結(jié)，F(xiàn)IFA理念就是在此大背景下提出，在北京奔馳被賦予越來越多的含義。本文就是基于這一理念，在某車型中期改款時，就尾燈裝配出現(xiàn)的間隙大問題，先期介入，通過設計制造鉆孔工裝，鉆孔試裝105輛試驗車，提前預估尾燈裝配間隙大問題優(yōu)化方案的風險點，評判可行性，將風險降到最低，降低成本。

存在問題及解決方案

1.主要問題

公司某車型中期改款時，戴姆勒也在全球工廠推行精準外觀，尾燈前角與側(cè)圍間隙1-400_3考核標準變嚴，如圖1所示。2級考核標準由改款前的≥2mm變?yōu)椤?.8mm，在尾燈輪廓的優(yōu)化上，在尾燈面罩對應1-400_3點處增加材料0.25mm，使得尾燈輪廓尺寸在該區(qū)域的控制上走公差上線：同時對于尾燈安裝孔位置尺寸，如圖2所示（圖中數(shù)字表示孔的位號），對3號安裝孔做下調(diào)處理。經(jīng)過多次的尾燈與白車身安裝孔位置尺寸的優(yōu)化后，1-400_3點左側(cè)間隙為1.1mm左右，基本滿足工藝要求，右側(cè)間隙雖然得到大幅度緩解，但是仍有將近43.5%的缺陷率，最終優(yōu)化方向定位在對尾燈安裝1號孔Z向進行偏移，但是該孔為沖壓件自帶，Z向偏移量以及偏移后會不會帶來其他質(zhì)量問題都不確定，因此，直接更改沖壓模具風險太大，需要確定1號孔偏移量以及偏移后風險評估，并根據(jù)評估結(jié)果制定后續(xù)優(yōu)化方案。

圖1 尾燈到側(cè)圍間隙、平順考核點

圖2 205尾燈裝配孔示意

2.解決方案

技術(shù)路線如下：

1）鉆孔工裝設計及制造。

2）工裝調(diào)試。

3）鉆孔及試裝。

4）試裝結(jié)果評估。

鉆孔工裝設計及制造

1.鉆孔工裝定位基準設計及制造

鉆孔工裝定位基準設計參考尾燈裝配定位點以及質(zhì)量考核點，設計上采用尾燈坐標系零點為工裝定位基準，如圖3所示。按照工裝定位3-2-1原則[1]，在3個Y方向（MP1、MP2以及MP3）、2個Z方向（MP4和MP5）以及1個X方向（MP6）限制工裝6個自由度，以此來定位工裝，根據(jù)公司工裝設計標準要求，定位基準設計三維可調(diào)，調(diào)整量為5mm。

圖3 鉆孔工裝定位基準

MP2點X向定位和MP6點Y向定位以及MP3點Y向定位和MP5點Z向定位，分別采用溝槽結(jié)構(gòu)設計，一起定位兩個方向，如圖4、圖5所示，溝槽與車身隨形。MP4點定位塊也采用溝槽設計，只定位Z向，如圖6所示。MP1定位塊設計采用20mm×20mm方形隨形塊定位工裝Y向，如圖7所示。定位隨形塊材質(zhì)采用尼龍塊，確保工裝不磕傷車身。

圖4 MP2點X向定位和MP6點Y向定位塊

圖5 MP3點Y向定位和MP5點Z向定位塊

圖6 MP4點Z向定位塊

圖7 MP1點Y向定位塊

技術(shù)要求如下：

1）全部周邊銳角去毛刺倒角C=1.0mm。

2）未注公差按GB/T1804 M級加工。

3）表面不充許有明顯的劃傷。

2.鉆孔定位基準設計及制造

鉆孔位置設計成三維可調(diào)、可更換的套筒，便于在完成試裝試驗后，改造成檢具使用，套筒直徑設計成直徑φ10mm和φ13mm兩種型號，如圖8所示。材料為Cr12mov，硬度要求：58～62HRC。鉆孔試驗完成后，更換套筒可將工裝作為檢具使用，用于檢測1號尾燈裝配孔的位置尺寸偏差，設計方案為：設計畫線銷，畫線銷外徑與套筒精密配合，畫線銷前端設計劃針，劃針軸線與畫線銷軸線水平距離為8mm，劃針采用淬火處理，硬度要求：58～62HRC。

圖8 鉆孔工裝套筒

3.導向銷與鎖緊機構(gòu)設計及制造

工裝設計導向銷偏于定位，導向銷位于2號尾燈安裝孔處，導向銷位置設計成三維可調(diào)，另外，增加鎖緊設計，位于尾燈的3號安裝孔處，直徑比孔徑小1mm，材料為Cr12mov。如圖9和圖10所示。

圖9 導向銷二維設計

圖10 鎖緊銷二維設計圖

4.鉆孔工裝框架設計及制造

為了減輕工裝的整體質(zhì)量，工裝框架材質(zhì)鋁合金：6061，工裝主體框架設計標定孔，用與后續(xù)工裝檢測標定，設計二維圖如圖11所示。

圖11 鎖緊銷二維設計

5.鉆孔工裝組裝

各組件設計完成后，按照BBAC工裝設計要求出具二維圖樣，根據(jù)圖樣要求對鉆孔工裝各組員進行加工制作，其中定位塊均采用數(shù)控加工。各組員加工完成并檢測合格后，按裝配圖組裝，如圖12所示，調(diào)整墊片安裝為2mm+2mm+1mm。鉆孔工裝裝配實物如圖13所示。

圖12 鉆孔工裝三維裝配示意

鉆孔工裝調(diào)試

工裝組裝完成后，進行三坐標檢測，如圖14所示。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對工裝進行調(diào)整，保證：各定位塊在定位方向的公差在±0.1mm，鉆孔套筒在X、Y、Z三個方向的公差分別為±0.1mm。調(diào)整時保證5mm的標準墊片調(diào)整量，不足部分用墊板補充。調(diào)整完成后，對工裝進行三坐標復測，再對不合格部分進行調(diào)整，直至所有定位單元及加工單元完全符合標準。

圖14 鉆孔工裝三坐標檢測

工裝三坐標檢測合格后，生產(chǎn)現(xiàn)場進行調(diào)試，保證鉆孔工裝各定位單元隨形塊與側(cè)圍保持良好隨形。由于現(xiàn)生產(chǎn)的側(cè)圍狀態(tài)與數(shù)模理論數(shù)據(jù)有少許偏差，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對工裝各定位塊與側(cè)圍的匹配狀態(tài)進行檢查，調(diào)整隨形塊角度，使其與側(cè)圍完全貼合。若調(diào)整角度后仍不能完全貼合的，對隨形塊進行微打磨處理，使其與側(cè)圍良好貼合，避免后續(xù)試驗對側(cè)圍造成外觀缺陷。導向銷和固定銷調(diào)整到空位中心，保留有0.5mm的間隙，避免其對工裝定位造成過定位。

鉆孔及總裝試裝

鉆孔工裝現(xiàn)場調(diào)試完成后，利用工裝進行鉆孔試驗。試驗需要兩名工人來配合完成，其中一人手持工裝，并確保工裝的定位良好；另一人利用氣動手鉆對側(cè)圍進行鉆孔，如圖15所示，鉆頭直徑選用φ10mm，鉆孔后孔徑為φ10.2～φ10.3mm，系列化生產(chǎn)沖壓沖孔直徑為φ10.2mm，總裝安裝尾燈在保證不漏水及安裝容易的前提下，該孔孔徑在φ10.2～φ10.5mm。鉆孔后第一輛車送三坐標檢測，根據(jù)測量數(shù)據(jù)對工裝進行調(diào)整，調(diào)整到鉆孔位置尺寸與系列化生產(chǎn)時狀態(tài)一致，之后對套筒Z向位置進行調(diào)整，分別實現(xiàn)鉆孔位置Z+0.3mm、Z+0.6mm、Z+1mm偏移，并將鉆孔后白車身送三坐標檢測，確定實際偏移量，后續(xù)跟蹤總裝尾燈的裝配狀態(tài)，并送檢整車考核，對尾燈與側(cè)圍以及尾燈與后杠的間隙平順進行測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對1號安裝孔位置做Z+0.6mm偏移，總裝裝配及整車尾燈考核1-400_3點間隙都處于最佳的狀態(tài)。后續(xù)試驗保證1號安裝孔位置的Z+0.6mm偏移量，進行鉆孔試驗，完成后續(xù)100輛鉆孔試驗車，并跟蹤尾燈與側(cè)圍以及尾燈與后杠的間隙平順狀態(tài)。

圖15 手動鉆孔試驗

試裝結(jié)果及評估

鉆孔試驗車，孔位Z向三坐標檢測數(shù)據(jù)以及尾燈與側(cè)圍、尾燈與后杠的間隙平順測量數(shù)據(jù)如圖16和圖17所示。

圖16 試驗間隙測量結(jié)果

圖17 試驗平順測量結(jié)果

從試裝結(jié)果可以看出：尾燈1號安裝孔Z+0.6mm偏移后，尾燈與側(cè)圍1-400_3點間隙變小，缺陷率降低，缺陷率由實驗前的43.5%下降到4.9%。但是，于此同時尾燈與側(cè)圍1-400_3點平順變差：比試驗前的外閃約0.5mm，缺陷率由實驗前的0%到4.9%左右。另外，尾燈與后杠考核點400-402_4間隙也有變大趨勢，缺陷率上升約14%。

結(jié)語

本項目的完成，設計制造了尾燈1號安裝孔鉆孔及檢測工裝，并完成了105輛鉆孔試驗車，實驗結(jié)果顯示：尾燈1號安裝孔偏移后，尾燈與側(cè)圍1-400_3點間隙缺陷率下降38.6%，但是，尾燈與側(cè)圍1-400_3點平順缺陷率上升4.9%。另外，尾燈與后杠考核點400-402_4間隙缺陷率上升約14%。不能單獨通過抬高尾燈1號安裝孔這一措施來緩解1-400_3點間隙大問題，需結(jié)合其他方案解決這一措施實施后帶來的風險。