如何有效進(jìn)行產(chǎn)品的尺寸控制

隨著(zhù)整車(chē)廠(chǎng)對產(chǎn)品尺寸要求越來(lái)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(guò)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(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制水平。上海拖拉機內燃機有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)：拖內公司)結合自身產(chǎn)品的特點(diǎn)，通過(guò)不斷地總結和探索找到了一個(gè)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(kāi)發(fā)階段，有4個(gè)階段會(huì )對產(chǎn)品尺寸產(chǎn)生較大影響，分別為產(chǎn)品設計、工藝開(kāi)發(fā)、試生產(chǎn)及批量生產(chǎn)，各階段產(chǎn)生的影響程度和側重點(diǎn)不同。要控制變差源，開(kāi)發(fā)階段控制占70%，過(guò)程控制占30%。在開(kāi)發(fā)階段，產(chǎn)品設計和工藝開(kāi)發(fā)尤為重要。

產(chǎn)品設計的合理性

產(chǎn)品設計要避免沖壓成形工藝過(guò)于復雜，減少沖壓回彈和零件干涉現象，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，工裝設計時(shí)要便于員工取放料，易于操作和維護，以防生產(chǎn)過(guò)程中因人機工程問(wèn)題造成的尺寸變差。最后制訂沖壓件孔徑公差表，規定每個(gè)沖壓件的孔徑及孔位，按總成要求的80%收公差,預留20%給總成調節,保證總成尺寸合格率。

如圖1中，5個(gè)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(lái)做的話(huà)，明顯低于總成1.4的要求，這樣即使零件孔位在公差之內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(mǎn)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(shí)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(gè)平面上，A3這個(gè)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(shí)也不易發(fā)現。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(chē)身統一基準系統，用于統一從沖壓件、零件檢具、焊接總成、白車(chē)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(kāi)發(fā)定位工裝時(shí)協(xié)調一致，避免因工序定位選擇不同而產(chǎn)生偏差。同時(shí)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、形狀不規則、材質(zhì)及沖壓工藝的影響，焊接夾具都采用過(guò)定位設計以校正零件變形，而且定位夾緊單元都設計成三維或二維方向可調以適應零件變化。在定位孔處理上除了采用過(guò)定位銷(xiāo)外，拖內公司對定位銷(xiāo)采用收公差的辦法，主定位銷(xiāo)比孔的公稱(chēng)尺寸-0.05mm，對于如B柱總成、A柱總成在內外板裝配時(shí)利用對穿銷(xiāo)定位，從而提高工裝穩定性。

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，需使用測量設備(如激光跟蹤儀)對所有定位孔面進(jìn)行全尺寸測量，建立完備的定位基準數據，便于生產(chǎn)期間的產(chǎn)品尺寸協(xié)調。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(gè)月，以滿(mǎn)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(shí)際零件和工裝夾具的匹配協(xié)調性，同時(shí)解決操作過(guò)程中的實(shí)際困難，直到到達設計要求的節拍以及質(zhì)量目標才可轉入到批量生產(chǎn)。

數據的收集和分析

產(chǎn)品尺寸數據獲取的方式很多，最常用的是通過(guò)三坐標測量系統、檢具等工具都可以檢測出實(shí)際零件相對于設計數模的符合性，再對比開(kāi)發(fā)初期就制定好的各測量點(diǎn)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的數據，一般復雜總成件可以得到多則上千少則數百的產(chǎn)品測量點(diǎn)數據，但是逐個(gè)分析沒(méi)有可能也不必要。目前拖內公司的做法是：先統計不合格點(diǎn)的狀態(tài)，然后在數據穩定的情況下對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行確認并整改。還關(guān)注不合格點(diǎn)的超差情況和分布，同時(shí)計算一些總裝和顧客關(guān)注的需要控制的點(diǎn)的過(guò)程能力(CP)，通過(guò)部分代表的點(diǎn)反映整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。

產(chǎn)品尺寸變差整改

數據收集和分析可以確定問(wèn)題所在，并找出問(wèn)題出現的根本原因。通過(guò)工程師的簡(jiǎn)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(shí)根據總成數據分析的結果，首先檢查問(wèn)題點(diǎn)焊接夾具定位面、定位銷(xiāo)的位置精度，記錄偏離值并判斷是否與問(wèn)題的趨勢一致，如果一致先調整到理論位置。其次將零件置于夾具之上，觀(guān)察零件與定位面和定位銷(xiāo)的對應狀況，調整確保零件與定位面之間無(wú)干涉部位。再次，檢查零件在夾具上定位后是否有轉動(dòng)或移動(dòng)現象，記錄定位銷(xiāo)與零件孔的對應尺寸，結合材料檢測數據和產(chǎn)品的尺寸數據分析結果，形成對定位銷(xiāo)和面的整改措施。原則上，材料有問(wèn)題先整改材料，然后整改機器(焊接夾具)，但實(shí)際上只要材料狀態(tài)保持穩定，很多產(chǎn)品尺寸問(wèn)題都是通過(guò)夾具整改完成的，因為夾具整改相對來(lái)說(shuō)更有效率也更經(jīng)濟。

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