郭明勝 周立敏 王 勇

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

四輪定位的重要性直接關(guān)系到行車(chē)安全，如果不合格會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重、跑偏或者輪胎單邊磨損，塊狀磨損等[1]。最直接的駕駛感受是用戶(hù)行車(chē)時(shí)會(huì)出現(xiàn)車(chē)感漂浮、顛簸、搖擺等現(xiàn)象。該次相關(guān)車(chē)型為硬派SUV，采用縱置雙橫臂獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)。在PT 試生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)30 臺(tái)車(chē)輛進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)外傾角不合格問(wèn)題，一次性通過(guò)率僅為83%，需要到線下返修并二次上線檢測(cè)，如果按此比例計(jì)算在SOP 后會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，該問(wèn)題亟需解決。

1 界定階段Define

確定需要改進(jìn)的產(chǎn)品或過(guò)程，將改進(jìn)的目標(biāo)鎖定在合理范圍內(nèi)。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐和對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，外傾角不合格車(chē)輛數(shù)量占比95%，后傾角不合格占5%，該車(chē)型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上外傾角調(diào)整不會(huì)影響后傾角，而后傾角值的變化與外傾角值關(guān)系為1 ∶27，即后傾角變1'而外傾角變27'。所以后傾角不作為重點(diǎn)考慮因素。另一方面路試不合格車(chē)輛的主要問(wèn)題為跑偏，車(chē)輪回正性差，對(duì)不合格車(chē)輛的四輪參數(shù)進(jìn)行重新測(cè)量，顯示為前束合格，外傾角超出標(biāo)準(zhǔn)值，因此將問(wèn)題的解決目標(biāo)聚焦到外傾角上。

2 測(cè)量階段

Measure 對(duì)目前的過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，確定期望達(dá)到的目標(biāo)，并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的有效性做出判定。

2.1 收集左、右側(cè)的測(cè)量結(jié)果

左側(cè)外傾角數(shù)據(jù)收集見(jiàn)表1。

表1 左側(cè)外傾角數(shù)據(jù)（單位：分）

右側(cè)外傾角數(shù)據(jù)收集見(jiàn)表2。

表2 右側(cè)外傾角數(shù)據(jù)（單位：分）

2.2 設(shè)備測(cè)量能力分析

此次測(cè)量采用的四輪定位設(shè)備為德國(guó)杜爾生產(chǎn)，此設(shè)備采用激光照射和成像分析原理，使用標(biāo)定小車(chē)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析，結(jié)果左前輪外傾角量具Cgk 為8.81，右前輪外傾角量具Cgk 為4.92，過(guò)程能力均大于1.33，測(cè)量系統(tǒng)過(guò)程能力充足。

3 分析階段Analyze

通過(guò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)分析，確定影響輸出的關(guān)鍵輸入，即確定影響過(guò)程的關(guān)鍵因子。

3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

如圖1 所示，轉(zhuǎn)向節(jié)通過(guò)球銷(xiāo)和上下擺臂連接，車(chē)輛外傾角取決于上下擺臂相對(duì)于車(chē)架的幾何空間位置，在上擺臂和車(chē)架連接的位置設(shè)置了調(diào)整墊片，此墊片可以彌補(bǔ)由于車(chē)架上擺臂支架在焊接后應(yīng)力變形造成的精度不足問(wèn)題。通過(guò)對(duì)車(chē)架焊接工藝的改善，上臂支架孔Y方向偏差可以控制在±2 mm，Z 方向的偏差可以控制在0 ～2 mm，且同批次的車(chē)架精度保持相對(duì)穩(wěn)定。下擺臂和車(chē)架后端為螺栓連接固定結(jié)構(gòu)，前端為偏心螺栓可調(diào)結(jié)構(gòu)，通過(guò)偏心螺栓的調(diào)整外傾角變化范圍為15'～30'，是在線調(diào)整的一種方法。通過(guò)尺寸鏈分析，影響前輪外傾過(guò)程能力低的主要原因?yàn)樯蠑[臂和車(chē)架之間的調(diào)整墊片的厚度。

3.2 過(guò)程能力分析

經(jīng)過(guò)計(jì)算兩側(cè)的過(guò)程能力Cpk 均小于1.33，即能力嚴(yán)重不足。觀察左側(cè)外傾角均值為9.9'，右側(cè)外傾角均值為-9.9'對(duì)于不合格車(chē)輛的外傾角的表現(xiàn)為左側(cè)外傾角偏大，右側(cè)外傾角偏小，在數(shù)據(jù)趨勢(shì)上存在一致性。

此外通過(guò)數(shù)據(jù)分析顯示外傾角的離散程度比較大，如何提高集中性也是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)標(biāo)類(lèi)似雙擺臂扭桿彈簧獨(dú)立懸架由于受彈性元件初始剛性的影響存在底盤(pán)內(nèi)部應(yīng)力，而如果應(yīng)力釋放不完全會(huì)導(dǎo)致四輪參數(shù)出現(xiàn)不穩(wěn)定以及大的偏差。目前釋放應(yīng)力的方法是進(jìn)入四輪定位工位前的車(chē)輛會(huì)通過(guò)一條長(zhǎng)為12 m 的顛簸路，此路采用60 mm 的方鋼焊接在地面預(yù)埋板上。前6 m 路段交錯(cuò)布置，形成扭曲路，后6 m 路段為共振路。通過(guò)對(duì)車(chē)身高度的數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)有顛簸路無(wú)法保證車(chē)輛底盤(pán)應(yīng)力釋放完全。

圖1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成

4 改進(jìn)階段 Improve

優(yōu)化過(guò)程輸出，尋找減少或消除關(guān)鍵輸入影響的方案，使過(guò)程缺陷或變異降低。

4.1 墊片厚度控制

計(jì)算總結(jié)墊片規(guī)律，增加1 mm 墊片會(huì)使外傾角減少12'，根據(jù)分析階段的數(shù)據(jù)趨勢(shì)，需要左側(cè)外傾值增大而右側(cè)外傾值減少，從而使參數(shù)趨近于標(biāo)準(zhǔn)值。于是將調(diào)整墊片厚度，在原基礎(chǔ)上左側(cè)減少1 mm，右側(cè)增加1 mm，在底盤(pán)線裝配上擺臂的過(guò)程中對(duì)墊片厚度進(jìn)行改進(jìn)，提前對(duì)墊片分裝并控制墊片厚度的一致性。

4.2 底盤(pán)應(yīng)力釋放

傳統(tǒng)做法是增設(shè)顛簸機(jī)，即車(chē)輛停在地溝位置，在地溝內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)曲柄機(jī)構(gòu)將電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為Z方向的垂直運(yùn)動(dòng)，連接車(chē)架來(lái)帶動(dòng)底盤(pán)前部上下顛簸運(yùn)動(dòng)[2]。在目前的工廠新開(kāi)地溝并安裝設(shè)備從工藝布置上存在局限性且投入比較大，對(duì)生產(chǎn)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此需要尋找其他方法。從應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理角度進(jìn)行分析，下擺臂前端是通過(guò)橡膠軸套和車(chē)架連接，后端和扭桿是通過(guò)花鍵連接。為了減少橡膠軸套在力矩緊固時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，將力矩緊固作業(yè)調(diào)整到整車(chē)裝配完成的四輪定位工位，減少應(yīng)力的產(chǎn)生。此外在組裝下線位置新增棒槌路，如圖2 所示。車(chē)輪通過(guò)高度為70 mm，此路的特點(diǎn)是兩側(cè)高中間逐漸變低，車(chē)輛通過(guò)時(shí)2 個(gè)車(chē)輪在Y 方向可產(chǎn)生相互作用力，通過(guò)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)應(yīng)力釋放效果良好。

圖2 棒槌路布置形式

4.3 改進(jìn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

改進(jìn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 改進(jìn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

5 控制階段 Control

標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程程序，并通過(guò)有效的檢測(cè)方法保持過(guò)程改進(jìn)的成果，形成長(zhǎng)久的控制機(jī)制，防止問(wèn)題再發(fā)。

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于車(chē)架批次的變化，會(huì)對(duì)四輪參數(shù)的變化產(chǎn)生直接影響。所以需要對(duì)四輪檢測(cè)的參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，而監(jiān)控的內(nèi)容不僅指測(cè)量值是否合格，還要關(guān)注均值和標(biāo)準(zhǔn)差的變化。通過(guò)參數(shù)的變化趨勢(shì)對(duì)墊片厚度進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整，保證產(chǎn)品品質(zhì)并提高生產(chǎn)效率。

6 結(jié)語(yǔ)

在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，從最初的產(chǎn)品和過(guò)程設(shè)計(jì)到生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程，如何在此階段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并有效解決，而不是流至市場(chǎng)，造成經(jīng)濟(jì)和品牌上的損失，這是一個(gè)十分有價(jià)值的課題。該文將DMAIC 方法引入實(shí)際工作中并最終解決問(wèn)題，是一種初步且有益的探索，在工具的使用方面需要繼續(xù)不斷學(xué)習(xí)，以提高問(wèn)題的解決效率并實(shí)現(xiàn)技術(shù)沉淀。