如何有效進行產(chǎn)品的尺寸控制

隨著整車廠對產(chǎn)品尺寸要求越來越高，要使總成尺寸達到產(chǎn)品圖紙要求，需要對沖壓件及總成制造過程從嚴控制，其控制能力綜合反映了一家企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制水平。上海拖拉機內(nèi)燃機有限公司(簡稱：拖內(nèi)公司)結(jié)合自身產(chǎn)品的特點，通過不斷地總結(jié)和探索找到了一個適合自己的尺寸控制方法，即抓住根本，控制產(chǎn)品的變差源。

在產(chǎn)品開發(fā)階段，有4個階段會對產(chǎn)品尺寸產(chǎn)生較大影響，分別為產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)、試生產(chǎn)及批量生產(chǎn)，各階段產(chǎn)生的影響程度和側(cè)重點不同。要控制變差源，開發(fā)階段控制占70%，過程控制占30%。在開發(fā)階段，產(chǎn)品設(shè)計和工藝開發(fā)尤為重要。

產(chǎn)品設(shè)計的合理性

產(chǎn)品設(shè)計要避免沖壓成形工藝過于復雜，減少沖壓回彈和零件干涉現(xiàn)象，對于沖壓件上有相對裝配關(guān)系的孔盡量在同一工序上沖壓，重要孔位盡量安排與定位孔同一工序沖壓。模夾具設(shè)計定位必須可靠，如夾具定位孔必須選擇傳遞沖壓的主定位孔，定位面必須選取沖壓件的可靠面。再次，工裝設(shè)計時要便于員工取放料，易于操作和維護，以防生產(chǎn)過程中因人機工程問題造成的尺寸變差。最后制訂沖壓件孔徑公差表，規(guī)定每個沖壓件的孔徑及孔位，按總成要求的80%收公差,預留20%給總成調(diào)節(jié),保證總成尺寸合格率。

如圖1中，5個φ6.5的孔在單件圖紙上的位置度未注明要求。如按默認公差2.0來做的話，明顯低于總成1.4的要求，這樣即使零件孔位在公差之內(nèi)也很難保證焊接后的總成孔位要求，故我們把沖壓件孔位公差收到1.0。

定位基準的合理性和一體化

要保證零件質(zhì)量，首先定位基準滿足3，2，1原則。有些圖紙從表面看似乎符合3，2，1原則，但實際定位是不合理的。如圖3中，A1、A2、A3都是控制Z向的，但是它們不在一個平面上，A3這個面既是定位面又是配合面，即使該翻邊面有回彈、超差，在零件檢測時也不易發(fā)現(xiàn)。若A3放在底面更為合理，更能有效控制產(chǎn)品的配合面。

其次，要建立車身統(tǒng)一基準系統(tǒng)，用于統(tǒng)一從沖壓件、零件檢具、焊接總成、白車身裝配到總裝裝配的主定位基準原則，建立MCP(Master Control Point)清單，便于沖壓、焊接、總裝工藝在開發(fā)定位工裝時協(xié)調(diào)一致，避免因工序定位選擇不同而產(chǎn)生偏差。同時還要保證測量定位基準與制造夾具的定位基準一致。

夾具的定位方式

考慮到鈑金件回彈、形狀不規(guī)則、材質(zhì)及沖壓工藝的影響，焊接夾具都采用過定位設(shè)計以校正零件變形，而且定位夾緊單元都設(shè)計成三維或二維方向可調(diào)以適應(yīng)零件變化。在定位孔處理上除了采用過定位銷外，拖內(nèi)公司對定位銷采用收公差的辦法，主定位銷比孔的公稱尺寸-0.05mm，對于如B柱總成、A柱總成在內(nèi)外板裝配時利用對穿銷定位，從而提高工裝穩(wěn)定性。

在試生產(chǎn)前，工裝夾具的安裝非常重要，只有合格的工裝才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。夾具安裝到位后，需使用測量設(shè)備(如激光跟蹤儀)對所有定位孔面進行全尺寸測量，建立完備的定位基準數(shù)據(jù)，便于生產(chǎn)期間的產(chǎn)品尺寸協(xié)調(diào)。以大尺寸、復雜零部件為先導，其余零件隨后裝上夾具，即逐次“定位-夾緊”。

一般工裝到位后的試生產(chǎn)需要維持6個月，以滿足投產(chǎn)不同階段的質(zhì)量控制目標。試生產(chǎn)階段主要是解決實際零件和工裝夾具的匹配協(xié)調(diào)性，同時解決操作過程中的實際困難，直到到達設(shè)計要求的節(jié)拍以及質(zhì)量目標才可轉(zhuǎn)入到批量生產(chǎn)。

數(shù)據(jù)的收集和分析

產(chǎn)品尺寸數(shù)據(jù)獲取的方式很多，最常用的是通過三坐標測量系統(tǒng)、檢具等工具都可以檢測出實際零件相對于設(shè)計數(shù)模的符合性，再對比開發(fā)初期就制定好的各測量點公差帶以及合格率的要求，從而判定產(chǎn)品尺寸的合格率。

基于三坐標測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，一般復雜總成件可以得到多則上千少則數(shù)百的產(chǎn)品測量點數(shù)據(jù)，但是逐個分析沒有可能也不必要。目前拖內(nèi)公司的做法是：先統(tǒng)計不合格點的狀態(tài)，然后在數(shù)據(jù)穩(wěn)定的情況下對生產(chǎn)過程進行確認并整改。還關(guān)注不合格點的超差情況和分布，同時計算一些總裝和顧客關(guān)注的需要控制的點的過程能力(CP)，通過部分代表的點反映整個產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。

產(chǎn)品尺寸變差整改

數(shù)據(jù)收集和分析可以確定問題所在，并找出問題出現(xiàn)的根本原因。通過工程師的簡單確認，基本可以排除或糾正人員和方法兩方面的影響，之后，再用檢具檢查沖壓件。同時根據(jù)總成數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，首先檢查問題點焊接夾具定位面、定位銷的位置精度，記錄偏離值并判斷是否與問題的趨勢一致，如果一致先調(diào)整到理論位置。其次將零件置于夾具之上，觀察零件與定位面和定位銷的對應(yīng)狀況，調(diào)整確保零件與定位面之間無干涉部位。再次，檢查零件在夾具上定位后是否有轉(zhuǎn)動或移動現(xiàn)象，記錄定位銷與零件孔的對應(yīng)尺寸，結(jié)合材料檢測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)分析結(jié)果，形成對定位銷和面的整改措施。原則上，材料有問題先整改材料，然后整改機器(焊接夾具)，但實際上只要材料狀態(tài)保持穩(wěn)定，很多產(chǎn)品尺寸問題都是通過夾具整改完成的，因為夾具整改相對來說更有效率也更經(jīng)濟。

尺寸在開發(fā)完成進入批量生產(chǎn)一段時期以后，材料和機器也相對穩(wěn)定，這時只要定期檢測材料和機器的狀態(tài)，及時維護保持穩(wěn)定就可以了，同時需要把精力轉(zhuǎn)到對人員和工藝方法的執(zhí)行管理方面。在批量生產(chǎn)階段，通過SPC控制圖可以預防一些定位銷、面松動和磨損的情況。