劉琴　劉金強

【摘 要】玻璃導槽是車門的重要組成部分，密封條裝配在玻璃導槽中，為玻璃提供升降通道。玻璃導槽尺寸合格是保證玻璃順暢升降的重要因素。文章通過介紹某車型玻璃導槽各工序質量統(tǒng)計分析，選用了控制分析、試驗設計等工具，系統(tǒng)對產品數據進行了分析、診斷，并采取了相應的措施進行改進，比較全面地對玻璃導槽的整個生產過程進行監(jiān)控，可以提前預測風險和采取措施，保證玻璃導槽生產過程穩(wěn)定，質量合格。

【關鍵詞】玻璃導槽；統(tǒng)計分析；試驗設計

【中圖分類號】U463.853 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）02-0083-05

1 玻璃導槽生產過程介紹

玻璃導槽是車門的重要組成部分，密封條裝配在玻璃導槽中，為玻璃提供升降通道，玻璃導槽尺寸合格是保證玻璃順暢升降的重要因素。導槽的生產過程如下：①步輥壓切斷，將鋼帶按要求的截面形狀尺寸輥壓成型，并按所需的長度切斷，要求截面形狀尺寸、導槽長度正確，無毛刺；②沖切導槽端頭，保證沖切尺寸正確。③沖倒刺，保證尺寸符合要求；④沖壓小支架、支架焊接螺母，保證支架尺寸正確，螺母焊接強度滿足要求；⑤導槽與支架總成焊接，保證總成尺寸正確，焊點直徑與強度滿足要求；⑥電泳，鹽霧滿足EDS-T-7143-480Hrs-GRADE2的要求；⑦檢驗、包裝入庫。通過以上7個步驟生產出玻璃導槽。

2 玻璃導槽質量統(tǒng)計分析

下面按生產步驟運用質量管理學知識對玻璃導槽的生產過程進行研究。

2.1 玻璃導軌輥壓切斷工序

重點關注導槽的截面形狀尺寸（如圖1所示）：①20.0 mm±0.25 mm，②13.0 mm±0.25 mm，③23.0 mm±0.25 mm。該工序尺寸的保證主要是取決于調整輥壓工序的技術人員對滾輪的安裝調試水平。尺寸測量工具是游標卡尺，由于游標卡尺每年會送到相關檢定機構進行校準，所以只要游標卡尺在安全檢定期限內，則不必對游標卡尺進行測量系統(tǒng)分析，而只需要針對產品進行過程能力評估。

由于截面尺寸是一個計量特性值，所以可選用基于正態(tài)分布的計量控制圖。同時，由于該零件是大量生產，容易取得數據，因此確定采用靈敏度高的X-R圖。首先選取①20.0 mm±0.25 mm進行分析，然后采用類似方式分析后面2組數據。

（1）取預備數據，然后將數據合理分成25個子組，參見表1。

（2）計算各組樣本的平均數X。例如，第一組樣本的平均值：

X1=■=19.820

其余參見表1中第（7）欄。

（3）計算各組樣本的極差Ri。例如，第一組樣本的極差：

R1=max{X1j}-min{X1j}=19.90-19.76=0.14

其余參見表1中第（8）欄。

（4）計算樣本總均值■與平均樣本極差R。

由于∑Xi=499.52，∑R=7.32，因此：■=19.981，R=0.293。

（5）計算R圖的參數。

先計算R圖的參數。從參數表可知，當子組大小n=5，D4=2.11，D3=0，代入R圖的公式，得到：

UCLR=D4 R=2.11×0.293=0.618

CLR=R=0.293

LCLR=D3 R=—

如圖2所示，R圖判穩(wěn)。接著再建立X圖，從參數表可知A2=0.58，再將■=19.981，R=0.293代入X圖的公式，得到X圖：

UCLX=■+A2 R=19.981+

0.58×0.293=20.151

CLX=■=19.981

LCLX=■-A2R=19.981-

0.58×0.293=19.811

因為第13組X值為20.152，小于LCLX，所以過程的均值失控。經調查發(fā)現，這組數據屬于過程中的某種突發(fā)原因，但之后未再出現，因此可以直接將其剔除。去掉第13組數據后，重新計算R圖與X圖的參數。此時：

R'=■=■=0.296

■=■=■=19.974

代入R圖與X圖的公式，得到R圖：

UCLR=D4 R'=2.11×0.296=0.625

CLR=R'=0.296

LCLR=D3 R=—

從表1可見，R圖可判穩(wěn)。計算X圖如下：

UCLX=■+A2 R'=19.974+0.58×0.296=20.146

CLX=■=19.974

LCLX=■-A2 R'=19.974-0.58×0.296=19.802

將其余24組樣本的極差值與均值分別標在R圖與X圖上，與圖2類似，不再贅述，此時過程的變異度與均值均處于穩(wěn)態(tài)。

（6）與規(guī)范進行比較。

對于給定的質量規(guī)范TL=19.75，TU=20.25，利用R和■計算CP 。

■■=■=■=0.127（d2查參數表得2.33）

CP=■=■=0.66

由于■=19.974，與容差中心M=20.00不重合，所以需要計算CPK ：

K=■=■=0.104

CPK=（1-K）CP=（1-0.104）×0.66=0.59

再計算過程性能指數：

PP=■=■=0.59，式中■S=■=0.142。

PPK=（1-K）PP=（1-0.104）×0.59=0.53

該公司對零部件過程能力指數要求為CPK≥1.33，明顯目前CPK≤1.33，目前過程能力嚴重不足，應采取緊急措施和全面檢查。通過停工檢查發(fā)現，有一組滾輪出現磨損，導致目前過程能力不足。立即向維修人員報修，更換了磨損滾輪。查看輥壓工序設備點檢表中是否包含了滾輪是否有磨損項目檢查，PFMEA中是否分析到該失效模式，控制計劃中是否有相應的控制方法，是否制訂了滾輪定期維護計劃。經過分析發(fā)現，導致該問題出現的根本原因是設備維修人員對滾輪定期維護計劃未執(zhí)行，新員工上崗對該項設備點檢沒有理解清楚。針對上述原因立即采取了相應措施，將設備維修人員是否按期執(zhí)行設備維護計劃與績效考核掛鉤，對新員工重新培訓，經考核合格后方可上崗。以上措施全部執(zhí)行后，重新對尺寸①20.0 mm±0.25 mm進行過程能力評估，按照上文的評估步驟重新計算，繪制均值-極差圖，計算CPK≥1.33，確定當前的統(tǒng)計過程狀態(tài)是滿足設計、工藝及顧客的要求。

（7）延長統(tǒng)計過程狀態(tài)下的均值-極差的控制限，重新進入控制用控制圖階段，實現對過程的日?？刂?。

尺寸②13.0 mm±0.25 mm，③23.0 mm±0.25 mm采用同樣的步驟進行分析控制。

2.2 玻璃導槽沖切導槽端頭工序

重點保證沖切尺寸8.0 mm±0.15 mm正確，這取決于沖切模定位是否準確。為了研究導槽的該質量特性8.0 mm±0.15 mm的變化規(guī)律，從某天生產的該工序產品中隨機抽取100個進行測量，獲得數據如下：8.02，7.92，8.00，7.96，8.07，7.99，8.03，7.94，7.99，8.06，8.03，8.12，8.02，8.01，8.04，7.97，8.00，8.03，8.08，7.97，8.09，7.96，8.06，8.04，7.92，8.10，8.05，7.90，8.00，8.15，8.07，8.08，8.02，8.00，7.93，8.02，8.03，8.01，7.98，8.00，8.03，7.98，8.04，7.85，8.03，7.96，8.09，8.00，8.08，8.07，7.92，8.01，7.98，8.01，7.99，8.00，8.06，8.02，8.05，8.11，8.08，7.96，8.07，7.93，8.03，8.01，7.95，8.14，7.98，8.12，8.09，7.88，8.05，8.02，8.00，7.98，8.04，7.93，8.01，8.03，8.07，8.13，8.03，8.08，7.91，8.02，8.06，8.04，7.96，8.08，8.02，8.01，7.97，8.04，8.03，7.92，8.09，7.98，8.00，8.05。

為了解這組數據的分布規(guī)律，對這組數據進行了如下整理。

（1）找出這組數據中的最大值xmax和最小值xmin，計算它們的差R=xmax-xmin，R稱為極差，也就是這組數據的取值范圍。在這組數據中，xmax=8.15，xmin=7.85，則R=8.15-7.85=0.3。

由于共有100個數據，通過查直方圖分組組數選用表，取k=7，通常取組距h為接近R/k的某個整數值，在本組數據中R/k=0.3/7=0.43，因此取組距h=0.5。

（2）確定組限，即每個區(qū)間的端點及組中值。為了避免1個數據可能同時屬于2個組，因此通常將各組的區(qū)間確定左開右閉的（a0，a1），（a1，a2〕，…，（ak-1，ak〕，在本組數據中a0=7.845，則每組的組限及組中值見表2。

計算落在每組的數據的頻數及頻率確定分組后，統(tǒng)計每組的頻數，即落在組中的數據個數ni和頻率fi=ni /n，列出每組的頻數、頻率表（見表2）。

繪制頻數（頻率）直方圖。在橫坐標軸上標出每個組的組限，以每一組的區(qū)間為底，以頻數（頻率）為高，畫一個矩形，所得的圖形即為頻數（頻率）直方圖（如圖3所示）。由于分組采用等距方式，所以頻數直方圖與頻率直方圖的形狀是完全一致的。

通過觀察圖3，該圖的特點是中間高，兩邊低，左右基本對稱，說明該尺寸目前是屬于正態(tài)分布的，生產過程是穩(wěn)定的。如果該圖形出現其他形狀，說明有問題存在，通過分析直方圖，找到原因，采取對策，提高產品質量。

2.3 玻璃導槽沖倒刺工序

重點保證倒刺高度的位置正確（如圖1所示）：④0.65 mm±0.25 mm，⑤4.3 mm±0.25 mm，該工序尺寸的保證主要是取決于沖倒刺模具未磨損定位是否可靠，過程監(jiān)控可以采取同工序1類似的控制方式，CPK≥1.33說明過程能力滿足要求，CPK<1.33則需分析原因并采取相應的措施提升產品質量。

2.4 沖壓小支架、支架焊接螺母工序

該工序的關鍵是支架尺寸正確，螺母焊接強度滿足要求。小支架結構簡單，沖壓過程穩(wěn)定，不需要采用上述復雜的監(jiān)控方式，正常生產采取的監(jiān)控方式是首件確認，生存過程中每2小時檢測1件，末件確認，則基本可以保證小支架尺寸的一致性。螺母焊接強度要求為≥12 N·m，正常生產時，首件用扭力扳手測試，中間生產過程抽檢。焊接強度的好壞取決于焊接參數（焊接時間T、焊接電流I、電極壓力P）的好壞，特別是在項目初期，經常需要進行試驗，從影響焊接強度的因素中尋找好的焊接參數搭配，因此采用正交試驗設計方式，利用“正交表”選擇試驗的條件，并進行數據分析，找出滿意的試驗條件，即合適的焊接參數。下面具體介紹焊接參數的確認過程。

2.4.1 試驗的設計

（1）試驗目的：確認經濟有效的焊接參數。

（2）試驗指標：焊接強度作為考察指標，該指標越大，表明試驗條件越好。

（3）確定因子與水平：影響焊接強度的因子有3個，即焊接時間、焊接電流、電極壓力。查焊接參數規(guī)范表，確定在本試驗中采用的水平，因子A焊接時間（周波）：水平1為5，水平2為6，水平3為7；因子B焊接電流（kA）：水平1為10，水平2為11，水平3為12；因子C為電子壓力（kN）：水平為3，水平2為4，水平3為5。

（4）選擇合適的正交表，進行表頭設計，列出試驗計劃：由于所考察的因子是三水平的，因此選用三水平正交表，又由于只考察3個因子，所以選用即可，詳見表3。

2.4.2 進行試驗和記錄試驗結果

有了試驗計劃后就可以按其進行試驗，并將試驗結果記錄在對應的試驗條件后面（見表3）。為了避免事先某些考慮不到的因素影響而產生系統(tǒng)誤差，采用抽簽的方式隨機確認試驗的次序，并確保是同一人在同一臺設備上操作，保證試驗的穩(wěn)定性，盡量避免系統(tǒng)誤差。

2.4.3 數據分析

試驗的目的是找出各個因子什么樣的水平可以使指標達到最大，可以利用正交表的特點進行數據分析。對數據進行直觀分析如下。

2.4.3.1 尋找最好的試驗條件

第一列，該列中的1、2、3分別表示因子A的3個水平，按水平號將數據分為3組：1對應{ y1，y2，y3 }，2 對應{ y4，y5，y6 }，3對應{ y7，y8，y9 }。

“1”對應的3個試驗都采用因子A的一水平進行試驗，這3個試驗結果的和與平均值分別為T1=y1+y2+y3=8.2+14.2+10.6=33，T1=T1/3=11?！?”對應的3個試驗都采用因子A的二水平進行試驗，這3個試驗結果的和與平均值分別為T2=y4+y5+y6=9+16+11.8=36.8，T2=T2/3=12.3?！?”對應的3個試驗都采用因子A的三水平進行試驗，這3個試驗結果的和與平均值分別為T 3=y7+y8+y8=8+12.4+7.5=27.9，T3=T3/3=9.3。

由以上結果可知，T1，T2，T3之間的差異只反映了A的3個水平間的差異，可以通過比較它們3個平均值的大小看出因子A的水平的好壞。從這3個數據可知因子A的二水平最好。以上數據都列在表3中。

同理可看第二列與第三列，按其中的1，2，3分別將數據分為3組，計算各自的數據和平均值，它們也都列在表3中。由此可知，因子B取二水平好，因子C取三水平好。

綜上可知使指標達到最大的條件是A2B2C3。

2.4.3.2 各因子對指標影響程度大小的分析

這可以從各個因子試驗結果的極差來看，這里指的是該因子不同水平對應的試驗結果均值的最大值與最小值的差，該值大，則改變這一因子的水平會對指標造成較大的變化，因此該因子對指標的影響大；反之，影響就小。因子A的極差為RA=12.3-9.3=3。對因子B、C可同樣計算，它們可置于表3中最下面一行。從3個因子的極差可知因子B的影響最大，其次是因子A，而因子C的影響最小。

2.4.3.3 驗證試驗

在實際問題中分析所得的最佳條件不一定是在試驗中出現，為此通常需要進行驗證試驗，比如選擇條件A2B2C1，該條件不在所進行的9次試驗中。針對該條件進行了3次試驗，結果分別為14.8、15.0、17.0，其平均值為15.6，該條件也是滿足的。由于焊接參數一般設置在一個范圍內，通過以上分析得出最好條件，確認各參數的范圍：焊接時間5周波±1周波，焊接電流11 kA±0.1 kA，電極壓力4 kN±0.1 kN。范圍確定后再重新試驗驗證焊接參數是否正確，如有問題再重新修正，直到確定滿意的焊接參數。

2.5 導槽與支架焊接

關鍵要保證焊點強度滿足要求，總成尺寸正確。焊點強度的保證關鍵仍然是焊接參數。關于總成尺寸質量管理，判斷總成零件合格與否，通常是將零件放置在零件專用檢具上檢測，可以對關鍵測點采用靈敏度高的X-R圖。專用檢具要定期進行三坐標檢測和測量系統(tǒng)分析，確定檢具是否合格。

2.6 電泳

該步驟的關鍵是保證漆膜厚度滿足質量要求，鹽霧試驗滿足EDS-T-7143-480Hrs-GRADE2的要求。漆膜厚度為15～20 μm，用膜厚儀檢測，鹽霧試驗按1次/批檢測。膜厚儀通過測量系統(tǒng)分析確定設備否可靠，漆膜厚度可以通過過程能力分析監(jiān)控漆膜厚度變化，一旦過程和檢測工具出現異常，可以及時發(fā)現并采取措施。

3 總結

以上通過對玻璃導槽生產過程的研究，選用了控制圖分析、試驗設計的工具，系統(tǒng)地對數據進行了分析、診斷，并采取了相應的措施進行改進，全面地對整個生產過程進行監(jiān)控，可以提前預測風險并采取措施。采取以上方式通過數據對過程監(jiān)控，有了長期保存的數據記錄，以便掌握過程的質量水平，不管是對于過程控制，還是在產品設計及制定規(guī)范方面，都是十分有用的。

參 考 文 獻

[1]伍愛.質量管理學[M].廣州：暨南大學出版社，2006.

[2]趙熹華.壓力焊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[3]克萊斯勒汽車公司，福特汽車公司，通用汽車公司.測量系統(tǒng)分析[Z].2005.

[4]百度百科.統(tǒng)計過程控制[EB/OL].http：//baike.baidu.

com，2015-12-05.

[責任編輯：陳澤琦]