劉旭穎、王慧捷、張新星
(上汽通用五菱汽車股份有限公司,柳州 545007)
隨著社會的發展,汽車已經成為家庭出行的主要交通工具,用戶對于汽車的駕乘空間、乘坐舒適性和造型美觀性的品質要求日益提高[1]。汽車的內外飾零件是消費者在選購心儀車輛時最直接看到和摸到的零件[2],其造型的美觀性和裝配后的尺寸配合品質是評價整車美觀的重要指標,因此,也成為了汽車生產制造過程的主要控制內容之一。汽車內外飾配合問題涉及多種裝配零件,加上車身鈑金總成及各零部件的制造誤差影響,整車裝配后經常出現內外飾件間隙和段差超差的現象。同時此類問題反復發生,分析整改耗時長,也成為整車廠商需要長期攻關的一項重要質量任務[3]。
本文以某型SUV尾門外飾板與側圍段差問題的失效模式為例,從尾門、尾門外飾件及側圍的尺寸配合機理出發,對該車型尾門外飾板與側圍段差的問題成因進行逐一分析,并采取相應措施解決問題,為該類問題的攻關解決提供一些參考和借鑒。
在我司實際生產過程中,某型SUV尾門外飾板與側圍段差問題發生頻次占該車型所有外觀匹配問題總數的68%,是整車外觀匹配的主要問題。該問題直接影響整車的一次下線合格率。同時,故障返修涉及尾門和尾門外飾板的拆裝調整,返修耗時長,需離線完成,也嚴重阻礙了生產線質量指標和效率指標的達成。
尾門外飾板與側圍外觀匹配如圖1所示。尾門外飾板與側圍段差標準為:0±1.0 mm;實車問題表現為尾門外飾板比側圍(X向)高3.5 mm,超差2.5 mm(圖2)。該問題發生區域為整車外觀高感知區域,用戶很容易發現問題并產生抱怨。因此需要對此問題優先解決,以達成生產質量和效率運行指標并獲得客戶認可。

圖1 尾門外飾板與側圍外板配合示意圖

圖2 段差問題實際測量圖
根據整車尾門、尾門外飾板及側圍的尺寸配合機理,從整車生產過程的人、機、料、法、環等5個方面入手,對該車型尾門外飾板與側圍段差問題的成因進行綜合分析。通過實車互換驗證、零部件總成尺寸分析、車身側圍拼臺測量以及裝配操作確認,最終得出了引起該車型尾門外飾板與側圍段差問題的4大主要因素:①尾門外飾板零件尺寸不符合設計要求;②尾門裝調標準化操作執行不足;③尾門飾板安裝操作不當;④側圍拼臺尾端定位面偏差。以下對這4個主要因素逐一進行剖析。
首先對尾門外飾板零件進行檢具測量分析。通過對尾門外飾板零件的稱重及上檢具測量,發現尾門外飾板零件存在質量超重及零件翹曲變形等問題,最終導致零部件尺寸不符合設計要求。具體表現為:尾門外飾板零件上檢具測量時5號和10號測點段差尺寸超差(表1),加大了尾門外飾板與側圍匹配的段差值(圖3)。

圖3 尾門外飾板零部件左右端檢具測點

表1 尾門外飾板零部件尺寸分析數據
現場對問題車輛的尾門與頂蓋配合間隙進行隨機抽樣測量,發現問題車輛尾門相對側圍往+X向偏差;尾門外飾板裝配上尾門后,跟隨尾門往+X向偏差,導致飾板與側圍X向段差增大。對問題車輛尾門與頂蓋的間隙進行實際測量,實車間隙為6.5~7.5 mm(標準為5.5±0.5 mm ),超差0.5~1.5 mm(圖4)。

圖4 尾門與頂蓋配合間隙分析
通過對尾門裝調操作過程的確認,發現問題發生的主要原因是操作工在尾門裝調過程中沒有執行標準化操作。在沒有確認尾門與頂蓋間隙調整合格的情況下,操作工就直接緊固尾門鉸鏈,最終導致尾門與頂蓋間隙配合超差問題的發生。
在尾門外飾板的安裝操作工藝文件里,有要求裝配人員在裝配過程中用手壓緊尾門外飾板再擰緊固定螺栓的操作要點。基于工藝文件要求,對流水線尾門外飾板的裝配過程進行工藝審查時發現:裝配人員在裝配尾門外飾板過程,并沒有用手壓緊飾板再打緊固定螺栓的操作步驟(圖5)。

圖5 尾門外飾板的安裝操作工藝要求
尾門外飾板在自由狀態下,會隨著固定螺栓在緊固過程的旋轉力作用,放大飾板在X向與側圍的段差問題。為印證判斷,將現場問題車輛尾門外飾板的固定螺栓擰松,并重新按工藝要求操作緊固后,飾板與側圍段差問題有一定緩解。因此,尾門外飾板安裝操作不當對問題的產生有一定影響。
側圍拼臺尾端定位是采用3個尼龍塊輔助限制側圍鈑金在焊接時的X向、Y向和Z向尺寸。其中,2號尼龍塊定位面影響側圍Y向尺寸,3號尼龍塊定位面影響X向和Y向尺寸。對白車身側圍匹配面的26號測點(與尾門外飾板配合段差超差點)的數據進行三坐標趨勢分析,發現26號測點往-X向超差約1~1.5 mm(標準為0±1.0 mm),并且有劣化趨勢。側圍鈑金的尺寸數據超差,對尾門外飾板與側圍鈑金匹配段差問題有一定貢獻(圖6)。

圖6 側圍鈑金焊接定位和配合面測點示意圖
(1)針對尾門外飾板零件尺寸不合格問題,調整尾門外飾板注塑工藝,改進注塑保壓時間和收縮率,使得尾門外飾板上檢具尺寸符合設計要求,即段差控制在0±0.75 mm。
(2)針對尾門裝調標準化操作執行不足問題,通過制做尾門外飾板模擬塊,重復培訓裝配人員尾門裝調和尺寸控制要點并完成上崗考核來解決。要求以裝配模擬塊作為裝調參照和尺寸控制保障,100%執行標準操作。
(3)尾門飾板安裝操作不當問題,可以將培訓裝配人員操作工藝執行要點并寫入標準化執行文件,并將裝配操作要求納入工藝執行審計,確保操作執行落地,實現裝配人員100%執行標準化操作。
(4)對于側圍總拼尾端定位面偏差問題,一是調整車身側圍拼臺定位面,將側圍尾端尼龍塊2號和3號定位面減掉1個1.5 mm墊片;二是調整側圍1號或2號拼臺焊接順序,避免側圍2號拼臺焊接時引起鈑金變形。最終實現調整左右側圍26號測點,控制X向尺寸偏差在0±1.0 mm范圍。
尾門外飾板零件存在質量超重及翹曲變形引起的段差超差問題,與飾板零件在注塑過程的工藝參數設置有關[4]。針對該問題,采取調整尾門外飾板原材料注塑工藝參數,改進尾門外飾板注塑保壓時間和優化零件收縮率,使尾門外飾板的零件重量及尺寸數據符合設計要求。經驗證,工藝調整后的零件生產打樣及零部件上檢具測量的合格率均達到98%,措施有效。新零件的測量數據如表2所示,零部件上檢具測量如圖7所示。

表2 尾門外飾板零部件尺寸調整后數據

圖7 尾門外飾板零件段差問題端的檢具測點
同時,為進一步鞏固問題解決成果,供應商將尾門外飾板的零部件質量、長度及檢具尺寸測量等內容納入日常零部件重點參數監控清單,開展實時數據監控和預警,避免問題的重復發生。
對所有班次尾門裝調崗位的操作人員開展操作步驟和要點培訓,并進行實操校核。同時,將此納入班段長日常工藝執行審計清單,開展為期1周的執行審計,確保標準化操作的有效執行。
另外,為了防止尾門裝調問題的再次逃逸,工藝組制作了尾門裝配模擬塊,作為尾門裝調時的限位參照和尺寸控制保障(圖8)。裝調人員在裝調尾門時,只要將尾門緊貼左右兩側的裝配模擬塊并緊固尾門鉸鏈即可,該限位工裝徹底解決了尾門裝調不當引起的問題逃逸。

圖8 尾門裝配模擬塊安裝示意圖
將尾門外飾板的操作工藝執行要點和步驟寫入操作人員的標準化操作執行文件中,并對在崗的裝配操作人員進行操作培訓和質量問題警示培訓,確保裝配人員100%理解和執行標準化操作。同時,將變更后的裝配操作要求納入工藝組和現場管理人員的工藝執行審計清單中,開展為期2周的執行審計,確保裝配操作要求執行落地。通過現場審計及員工的操作復核,執行效果顯著。
調整車身側圍拼臺定位面,對側圍尾端尼龍塊2號和3號定位面減掉一個1.5 mm的墊片,使左右側圍26號測點在X向控制在0±1.0 mm的設計范圍(圖9)。在拼臺定位面調整后,經過連續的車身三坐標測點數據跟蹤,左右側圍26號測點,尺寸控制均保持在0±1.0 mm并趨于穩定,措施有效。

圖9 側圍拼臺定位面調整示意圖
實施以上一系列的改進措施后,該SUV尾門外飾板與側圍外板段差問題得到了很好控制,故障率大幅下降。同時,這也提高了整車的外觀感知質量,為產線生產質量指標和效率指標的達成提供了有力的支撐,也為后續產品生產過程控制提供了借鑒思路。
引起整車外觀尺寸匹配問題的潛在因素非常多,在開展調查分析時,應全面比對分析,從設計要求、結構特點、工藝工裝、裝配要領和零部件質量等方面綜合考慮,找出問題產生的主要因素。隨后針對要因制定合理措施,并對措施進行跟蹤,驗證其有效性,最終將措施形成標準化才能根本性解決問題,避免問題的重復發生[5]。本文以常見的整車外飾件的段差配合問題作為解決案例并加以總結,對整車間隙段差問題解決思路的拓展,以及內外飾件間隙段差問題解決效率的提升,都具有較好的參考價值。