汽车感观质量提升的有效工具—综合匹配

2014-12-11张会珍

中国科技纵横 2014年24期

关键词：检具冲压件密封垫

张会珍

(奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖 241000)

汽车感观质量提升的有效工具—综合匹配

张会珍

(奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖 241000)

本文介绍了汽车行业中综合匹配的先进方法,阐明了综合匹配的概念,介绍了二大基本工具Cubing和Meisterbock的作用和使用方法,使整车开发中设计,模具,夹具,外协件质量提升成为一个有机的整体,快速提高车身精度和整车感观质量。

综合匹配 Cubing匹配 Meisterbock匹配

1 综合匹配的基本概念和在产品开发中的作用

综合匹配,Match Build 简称MB,包含内外饰综合匹配和车身综合匹配。是通过三坐标、白光扫描、检具、Cubing(主模型)、Meisterbock(综合匹配样架)等测量工具及设备,对零部件的尺寸、外观等进行评价,分析缺陷产生的原因,指导模具改进、工装调整、工艺参数优化、产品设计技术规范的更改。内外饰综合匹配,主要是利用CUBING开展的,Cubing就是按1:1比例加工的铝合金整车模型,如图1:可以进行内外饰零件的安装,也可以实现标准模块与实物零件之间的互换装配,直观的对汽车内外饰零件设计及制造尺寸进行评价。

车身综合匹配,主要是利用综合匹配样架Meisterbock开展的,Meisterbock根据PRS定位系统开发的一套定位和夹紧机构,它由一组测量支架构成,可以通过不同支架的组合,实现对所有白车身冲压件进行定位,并通过铆接的形式,从单件到总成,再到车身骨架,最后完成整个白车身的制做,主要用于白车身零部件的匹配,直观的对白车身零部件设计及制造尺寸进行评价。

通过综合匹配,将设计,模具,夹具,外协件关联起来,冲压件质量通过自身检具检查进行提升是一个循环；夹具精度利用三坐标标定,进行精度提升是一个小循环；外协件质量通过检具检查进行质量提升是一个小循环。而三个小循环间通过MEISTERBOCK和CUBING匹配将其结合在一起,其中MEISTERBOCK完成了模具和夹具部分的关联,形成白车身。CUIING完成了白车身和外协件间的关联,形成了整车。实现自制件(模夹检)和外协件的同步工程,减少调试等待,形成一个有机的整体,提高了解决系统问题的能力。

综合匹配一般分为三个阶段,第一个阶段的任务,通过检具或三坐标对零件进行综合评价,主要解决零部件自身尺寸以及子零部件之间的匹配问题。第二个阶段的任务,通过Cubing(主模型)或Meisterbock(综合匹配样架)、标准车身对零部件进行综合评价,主要解决零部件自身存在的缺陷及零部件之间的匹配问题。第三个阶段的任务,通过在生产线上生产的车身进行实车匹配评价,主要解决零部件的整车匹配问题。严格的控制三个阶段,有序的提高零部件质量,保证整车外观精致。

图1

2 CUBING匹配方法的介绍

匹配思想,假定零件是不合格的。匹配工程师要熟悉数模、GDamp;T图纸、匹配尺寸链关系后开始匹配。匹配分空配和实配。实配安装时分为居中安装和极限安装,对零件设计合理性及尺寸进行检查。

空配:在不装配的情况下,通过人扶着,在Cubing对比分析,实物对照图纸,核对尺寸关系,检查面是否贴合,孔是否居中,记录分析。大部分匹配问题是在这个步骤发现的。实配:理论居中位置:用定位螺栓螺母或划线等方法,使零件的基准处于理论坐标位置,检查安装顺序的影响,三坐标测量检查匹配全尺寸。理论居中位置装配,符合DTS要求,是零件合格的最低要求,原因是生产线装配过程中存在一定的偏差。极限偏置位置:间隙配合会产生尺寸波动范围,人为使零件处于极限位置装配。(分为平动和转动)检查周围尺寸变化,干涉或间隙变化情况,分析这种设计是否敏感。提出装配技能要求。这个评价的是设计状态下的尺寸波动范围,设计是否合理,对员工装配技能要求是否过高。匹配误区:实际上是在进行CUBING匹配时,将车身和零部件的配合公差全部分配给零部件,将零部件的允许偏差扩大了,占用了车身的允许偏差。从而造成错误的判断,将本不合格的零部件判定为合格。正确的方式应该是这样,即零部件与CUBING的实际匹配的允许偏差值,应是零部件与车身配合的公差减去车身的公差值,即要去将车身的相关公差去除,这样来评价零部件的合格性才是正确的。匹配时可以用零件的单件公差进行测量,同时考虑满足整车匹配公差。整车匹配时,不同的零部件,由于其结构和安装方式等的不同,匹配时的方法和关注点也不同,下面列举Cubing匹配典型问题类型和几个零件的匹配方法。

2.1 典型问题类型

(1)密封压缩类:实际压缩量与设计不符,带密封垫片零部件需要进行专向压缩量的验证。主要零部件有:固定活动尾灯,外后视镜,牌照灯装饰板,前风挡下装饰板。(2)晃动类:小件定位点少,固定不牢；安装点在一条线上,零件旋转；零件悬臂长,支撑不足。主要零部件有:三角块,门槛压板,ABC护板,前格栅,轮眉,风挡装饰板端盖,活动尾灯。(3)下沉类:前保,蒸发器,仪表板下装饰板,四门二盖。(4)刚度不足类:手刹饰板,顶棚,后座椅下护板,门槛压板。(5)受力变形:四门二盖,气弹簧,后盖扭簧,胶条与门的挤压,铰链,外后视镜。(6)涂装变形:四门二盖,加油口盖,扭簧典型零件匹配方法。

2.2 密封件的匹配方法

由于功能需要,灯具等带封条性要求的零件,都设计了密封垫片,而这个密封垫片的压缩量是需要进行工艺验证的。在匹配时不拆掉密封垫,装配螺柱后会导致白车身或零件变形,这种变形可能导致不合格,但很难被发现。正确的匹配方法是,先去掉密封垫,检查所有的安装面或基准面是否自然贴合,也就是说在不受力的情况下是否贴合,防止“翘翘板”问题的发生。因此,带密封垫的外观件,匹配时须测量,有密封垫、无密封垫二种状态,在CUBING匹配时首先要观察和测量安装接触面,一般安装的接触面就是此零件的定位面,或者是密封面。要测量首先就应该检查基准面的贴合情况,并记录。

3 Meisterbock匹配方法的介绍

Meisterbock的目的是系统分析冲压件尺寸问题,寻找提高车身精度的方案。仅通过冲压件检具检测,是不能把握冲压件质量的,必须通过组装白车身才能最终确定冲压件的尺寸要求。

(1)冲压件单件尺寸偏差问题的验证与改进。(2)发现产品结构问题并进行设计结构优化。(3)零部件公差的验证与优化。(4)零件、模具、夹具、检具定位的验证与优化。

Meisterbock的基本工作方法:(1)MB支架组装,精度标定,RPS验证,检查工装的定位基准是否有干涉,有问题则修理。(2)单件/分总成在MB上装配并测量,冲压件置于工装上,测量孔位、间隙、结合面的精度。(3)钣金修正,间隙或间隙部位手工修正(手工量必须要记录存档),使其符合检具。(4)测量验证,确认手工修正后冲压件的搭接状况,并确认冲压件修正位置和修正量。(5)铆接补焊,标识焊接螺接点位置,并钻孔铆接。(6)补焊测量验证,焊接后精度检查。

通过Meisterbock匹配,以单件0．5mm,三级总成0．7mm,二级总成1．0mm,进行超差识别并分析。

4 匹配类复杂匹配问题处理步骤

(1)问题定义；将主观评价的问题,准确转化为可量化的尺寸问题,经测量统计,明确平度间隙,各方向偏差值。(2)设计排查；针对问题定义,对设计数模、图纸、尺寸链进行核查,提出关键尺寸特性,以便形成匹配排查方案。(3)工艺过程；以流程图的形式明确,对关键特性在各过程的变化进行检查(如焊接前后,涂装前后等),确定哪些环节的零件状态需要检测,以便形成匹配排查方案。(4)取样自检；供应商在检具或检测支架先取样自检。(5)测量匹配；根据设计排查和工艺过程排查,综合考虑设计问题排查试验方案,按方案进行测量。(通常有正向排查和逆向排查二种)。(6)数据分析；根据尺寸链对尺寸进行逐项分析,找出偏差贡献量,确定改进方案；利用散点图等质量工具对改进量进行确认。(7)试装验证；提供手工件或利用快速模进行验证效果,并进行测量记录相关数据,组织领导层评审。(8)风险确认；对建议改进方案的风险进行评估,对可能存在的风险进行确认和备案。(对于修改到和数模不一样的方案,需要部门长参与评估,谨慎处理)。(9)方案确立；经验证件试装完成,确立风险可控的情况下,方案书面化,设计、工艺、质量部门会签。(10)会议发布；周匹配例会发布方案,并跟踪改进计划和完成时间。(11)小批量确认；到件装车,跟踪所有工艺过程,对过程及整车尺寸特性进行测量记录。(12)正式切换；小批量确认合格,正式切换,关闭问题。