肖家良　藍琳琳　黃威　羅勝東　秦家斌

【摘 要】文章通過對具體案例進行詳細講解，闡述了汽車制造過程中汽車零部件安裝孔之間出現(xiàn)擋孔問題時，如何分析原因、制定措施、跟蹤驗證，優(yōu)化汽車安裝孔尺寸，使汽車零部件之間完美匹配，達到裝配質(zhì)量要求，同時降低操作員工的裝配難度。

【關鍵詞】擋孔問題;裝配質(zhì)量CMM數(shù)據(jù);安裝孔定位檢具

【中圖分類號】U466 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0078-03

0 引言

汽車的結構極其復雜，其零件大概有2萬個，這些零件的相互配合，構成汽車的精密結構及促成汽車功能的實現(xiàn)。而大多數(shù)零部件之間的配合常通過將兩個部件的裝配孔對準后上緊螺栓、螺母等連接件，這一過程需要兩個部件之間的裝配孔能夠精準地配合，否則就會出現(xiàn)擋孔的現(xiàn)象，影響汽車的質(zhì)量與性能。若裝配孔被遮擋的面積過大，會導致零部件安裝不上，強行打螺栓、螺母則會出現(xiàn)滑牙甚至導致零部件開裂。

在汽車制造過程中要改進這一問題，首先要了解汽車零件裝配的定位原理，包含空間直角坐標原理、基準面與基準孔設計原理、坐標平行原理、定位一致原理，以便分析汽車零部件之間的定位和尺寸變異情況。其次要分析具體原因，提出措施并進行驗證。

下面將通過某車型座艙總成裝配后空調(diào)箱前端兩個螺母孔與前隔板兩個鈑金光孔匹配擋孔這一具體案例，詳細闡述如何改進汽車制造過程中的擋孔問題，為這一類問題的改進提供一些方法與思路。

1 空調(diào)箱安裝孔擋孔問題案例介紹

1.1 擋孔問題的故障模式

某車型的所有配置車型座艙總成裝配后，空調(diào)箱前端兩個螺母孔與前隔板兩個鈑金光孔匹配擋孔，擋孔程度月1/2，擋孔故障率為100%。具體故障位置如圖1、圖2所示。

空調(diào)箱安裝孔裝配要求為不擋孔，擋孔嚴重影響空調(diào)箱的安裝，強行打進螺栓會導致空調(diào)箱安裝螺母滑牙，嚴重時會導致塑料支架開裂，造成空調(diào)箱裝配后松動。目前的狀態(tài)對生產(chǎn)線的效率及空調(diào)箱的裝配質(zhì)量影響很大。

1.2 工藝流程

該裝配工藝流程如圖3所示。

2 擋孔問題的原因分析

采用層次分析法把潛在原因逐一列出（如圖4所示）。

接下來針對潛在原因逐個進行分析，找出主要原因。

2.1 分析總裝車間裝配座艙總成操作是否異常

總裝車間的座艙裝配時座艙偏上也會造成案例描述的那種擋孔模式，從工藝文件及實車裝配兩個方面進行分析，座艙裝配要求：座艙上的儀表板支架兩側各有2個開口朝下的“U”形卡位扣進白車身左右前側板上各2顆定位銷，定座艙裝配的X向和Z向進行主定位，后面打進座艙左右各2顆定位螺栓對座艙X向和Z向緊固。座艙裝配工藝圖如圖5所示。

從座艙裝配的定位策略來看，員工如果沒將座艙左右兩側的“U”形卡位卡進前側板上的定位銷，座艙將裝配不到位，不到位后座艙左右兩側的4顆緊固螺栓將無法裝配和打進，工藝上證明故障與員工在裝配座艙的操作沒關系。

2.2 分析白車身前隔板鈑金孔CMM數(shù)據(jù)是否變異

前隔板上的2個鈑金光孔Z向下偏會造成案例故障模式，對這兩個孔的CMM數(shù)據(jù)（即三坐標數(shù)據(jù)）進行調(diào)查和分析。這期間一共進行了9臺車的CMM測量，具體數(shù)據(jù)如圖6所示。

數(shù)據(jù)顯示：前隔板上的2顆鈑金光孔CMM數(shù)據(jù)Z向尺寸在標準之內(nèi)，無變異，不會造成案例描述的故障模式，不是問題產(chǎn)生的主要原因。

2.3 分析白車身座艙安裝點CMM數(shù)據(jù)是否變異

對白車身座艙總成安裝點進行分析，如果白車身左右前側板上的座艙定位銷Z向尺寸偏高也會造成案例描述的故障模式。前側板上的兩個鈑金孔測點為測點9和測點12，這期間一共進行了9臺車的CMM測量，具體數(shù)據(jù)如圖7所示。

白車身前側板座艙安裝點9和點12的CMM數(shù)據(jù)均在標準之內(nèi)，不是問題產(chǎn)生的主要原因。

2.4 分析座艙總成尺寸是否變異

對白車身相關安裝點CMM數(shù)據(jù)確認后，開始對座艙總成進行調(diào)查，隨機抽一件該車型座艙總成上TAC檢具。結果為空調(diào)箱前端2個安裝螺母孔相對檢具檢測孔Z向偏上3.0 mm，與整車擋孔故障模式一致。

走訪供應商，隨機抽一件座艙上零件檢具，結果空調(diào)箱前端兩個安裝孔相對檢具的檢測孔Z向上偏4.0 mm左右，Y向左偏1.5 mm左右（暫未影響整車的Y向裝配）。

小結：座艙總成上TAC檢具和零件總成檢具均超差，且與整車故障模式一致，是問題的主要原因。

2.5 分析座艙總成裝配過程是否異常

在供應商工廠跟蹤座艙生產(chǎn)線的22個崗位員工裝配操作，并隨機抽檢崗位操作標準文件，員工基本均按標準文件要求操作。因此，座艙總成裝配操作非問題要因。

2.6 分析空調(diào)箱（單件）安裝孔空位是否異常

發(fā)現(xiàn)座艙總成中空調(diào)箱安裝孔空位相對理論值Z向上偏后，調(diào)查了供應商座艙總成的裝配過程是否有影響（結果未發(fā)現(xiàn)有影響）;走訪供應商，對空調(diào)箱單個零件進行調(diào)查，通過隨機抽檢5個空調(diào)箱分別上檢具，檢測結果一致：空調(diào)箱前端2個安裝孔相對檢具Z箱偏下3.0 mm左右（分析為空調(diào)箱約8 kg的自重導致安裝下沉偏孔），零件尺寸超差，但是與整車擋孔故障模式相反，非整車擋孔問題的主要原因。

2.7 分析儀表板支架尺寸是否變異

對儀表板支架進行調(diào)查，走訪供應商對支架上檢具進行分析。儀表板安裝支架上的空調(diào)箱安裝孔位置偏差也會導致空調(diào)箱裝配后空位變異，抽檢5件儀表板支架上檢具，重點關注測點1至測點3三個空調(diào)箱安裝空位的情況，測點如圖8所示。

測量結果：測點1與檢具間隙為9.5 mm，標準要求為9.25～10.75 mm，符合要求;測點2與檢具間隙為10.5 mm，標準要求為9.25～10.75 mm，符合要求;測點3（空調(diào)箱下部安裝孔）與檢具間隙為5.5 mm，標準要求為4.25～5.75 mm，符合要求。

通過與供應商技術人員咨詢了解到，測點1和測點2的標準要求原為4.25～5.75 mm，項目初期為抑制座艙總成裝配至整車后空調(diào)箱前端2個孔下偏的問題，臨時對儀表板支架測點1和測點2處進行封樣：測點1和測點2與檢具間隙增加5.0 mm，目的是將測點1和測點2位置X向往車后放心移動5.0 mm，使得空調(diào)箱裝在儀表板支架后空調(diào)箱繞著支架向上旋轉，達到安裝孔往上移動的效果，解決項目前期空調(diào)箱安裝孔下偏的問題。

小結：從目前的調(diào)查結果來看，項目前期的儀表板支架的封樣對現(xiàn)在裝車后空調(diào)箱擋孔為根本原因。

2.8 要因確認

對7個潛在原因進行逐一論證后，確定主要原因有3個：{1}座艙總成尺寸變異;{2}空調(diào)箱總成尺寸異常;{3}儀表板支架尺寸變異。

3 針對主要原因制定對策措施

3.1 關于空調(diào)箱的調(diào)整

討論和分析空調(diào)箱上檢具時前端2個安裝孔下偏的原因，根據(jù)以往設計經(jīng)驗，主要是由于項目設計時未考慮空調(diào)箱8 kg自動的影響，空調(diào)箱組織后前端2個安裝孔位置下偏。由于是設計問題，所以暫時不考慮對空調(diào)箱零件做調(diào)整，但可通過經(jīng)驗輸入給相關工程師，促使下一個車型設計時考慮空調(diào)箱本身的自重進行整體設計，消除空調(diào)箱總成前端2個安裝孔上檢具下沉的問題。

3.2 關于儀表板支架的調(diào)整

考慮分兩步進行，第一步：將儀表板支架上空調(diào)箱安裝孔測點1和測點2做回原來的檢具標準4.25～5.75 mm，跟蹤座艙總成上檢具數(shù)據(jù);第二步：根據(jù)空調(diào)箱安裝孔上空調(diào)箱檢具時下沉3.0 mm左右和空調(diào)箱安裝孔在整車裝配時上偏3.0 mm左右的兩種情況，討論將儀表板支架測點1和測點2與檢具的間隙按照6.25～7.75 mm的標準進行裝車驗證。

3.2.1 儀表板支架尺寸做回檢具原標準進行驗證

將支架的兩個安裝孔的基準面與檢具按5.0 mm做2件試裝件，然后進行裝配空調(diào)箱和儀表板等零件，后續(xù)對組裝的座艙進行上檢具，查看該座艙總成的空調(diào)箱安裝孔上檢具的結果。結果顯示：空調(diào)箱前端2個安裝相對座艙總成檢具的檢測銷下偏3.0 mm，與空調(diào)箱單件上檢具情況一致。

通過驗證結果認為儀表板支架項目初期封樣值（空調(diào)箱安裝孔端面與檢具檢測塊的距離）10.0 mm偏大，應該取5.0 mm（檢具原來的要求值）與封樣值10.0 mm之間的一個數(shù)值比較合適。

3.2.2 驗證儀表板支架并重新鎖定儀表板支架封樣值

將儀表板支架上的空調(diào)箱安裝點1和點2的安裝面與檢具檢測塊的間隙按7.0 mm進行驗證5件，裝完座艙總成后拉至總裝車間裝車跟蹤。5臺驗證車裝配座艙后空調(diào)箱前端2個安裝螺母孔與前隔板的鈑金光孔配合不擋孔，驗證效果非常好。根據(jù)驗證的情況，對儀表板支架的封樣值重新鎖定。

各項措施實施斷點后，近1個月內(nèi)重點關注空調(diào)箱安裝孔擋孔問題，跟蹤在線裝配狀態(tài)，基本都符合標準要求，擋孔問題得到極大的改進。

4 改進汽車制造過程中擋孔問題的總結

本文將工作中出現(xiàn)的某車型座艙總成裝配后空調(diào)箱前端兩個螺母孔與前隔板兩個鈑金光孔匹配擋孔問題作為案例，通過列出潛在原因并逐個分析來確定主要原因，主要分析依據(jù)為三坐標數(shù)據(jù)、檢具數(shù)據(jù)及現(xiàn)場調(diào)查，并針對主要原因制定改進措施，為如何解決汽車零部件裝配過程出現(xiàn)的擋孔問題提供了分析的著手點及解決的思路，針對此類問題的解決提供參考。

同時，經(jīng)過對此案例的分析，可將相關經(jīng)驗輸入給汽車設計工程師，使設計工程師在設計時能更好地結合汽車零件裝配定位原理，全面地考慮影響定位準確性的因素，從設計優(yōu)化上改進擋孔問題。如此一來，就從源頭上抑制了擋孔問題的發(fā)生，既節(jié)約了人力與物力，又能更好地提升汽車的質(zhì)量與性能。

參 考 文 獻

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[3]黃志宏.車身虛擬匹配分析方法探討——基于零部件檢具實測數(shù)據(jù)[J].裝備制造技術，2012（4）：97-101.