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        淺談白車身防錯設(shè)計(jì)方法

        2020-12-01 02:48:38王浩名耿滏劉美娜
        汽車零部件 2020年11期
        關(guān)鍵詞:方法設(shè)計(jì)

        王浩名,耿滏,劉美娜

        (廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院,廣東廣州 511434)

        0 引言

        目前汽車行業(yè)競爭越來越激烈,為了縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低產(chǎn)品開發(fā)成本,越來越多的主機(jī)廠采用多車型共線生產(chǎn)方式。白車身總成由上百個鈑金零件逐級焊接而成,由于多個零件的相似性,容易在焊接的過程中出現(xiàn)零件錯焊[1]。因此,在共線生產(chǎn)過程中存在錯取、錯裝、錯焊零件等風(fēng)險(xiǎn),造成零件返修、報(bào)廢等情況,從而增加了產(chǎn)品制造成本。如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)初期,將防錯設(shè)計(jì)思想融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去,可以很好地避免后期產(chǎn)生一系列由于錯用零件而導(dǎo)致的費(fèi)用、周期和成本問題。引入防錯設(shè)計(jì)思想,在產(chǎn)品制造過程中有如下優(yōu)點(diǎn):(1)提高人力資源利用率,讓操作人員節(jié)省精力去從事其他增值活動;(2)減少裝夾時間,從而減少加工時間以提高生產(chǎn)能力;(3)提高管理效率;(4)提高安全性;(5)降低成本;(6)減少對熟練工人的依賴;(7)提高加工柔性;(8)改善操作人員的工作態(tài)度;(9)減少返工率,縮短交貨期[2]。所以,防錯設(shè)計(jì)在白車身設(shè)計(jì)中顯得愈發(fā)重要。

        1 防錯設(shè)計(jì)原則

        白車身防錯設(shè)計(jì)包括以下原則:通用性、差異性、唯一性、相容性。

        (1)通用性原則

        白車身的生產(chǎn)模式一般都是大規(guī)模、大批量或者多車型共線生產(chǎn),零件的數(shù)量和種類特別多。焊接操作工在取件、裝件的過程中非常容易錯裝、錯焊零件。即便是焊接完后發(fā)現(xiàn)問題,也會導(dǎo)致返修或者零件報(bào)廢的現(xiàn)象,造成不必要的浪費(fèi)。因此,對于近似的零件或者近似的對稱件,在白車身設(shè)計(jì)過程中要考慮零件的通用性,做成通用件。

        (2)差異性原則

        對于無法設(shè)計(jì)成通用件的零件,可以考慮將兩個零件的差異放大,現(xiàn)場的焊接操作工能夠非常容易地區(qū)分零件。例如,在零件的局部位置增加明顯的結(jié)構(gòu)特征,放大相似零件之間的差異性。因此,對于無法做成通用件的零件應(yīng)該放大零件之間的差異性,通過更改零件的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行防錯。

        (3)唯一性原則

        在裝配過程中,很多零件誤裝配都是沒有選擇正確的零件,同時該零件又能在夾具上正確地裝配。因此,在零件的裝配過程中,要加強(qiáng)對夾具的設(shè)計(jì)要求,保證該零件在焊裝夾具上只有一種裝配位置方式。

        (4)相容性原則

        有些零件無論在夾具上怎樣放置,都不會影響到它的使用功能,都滿足各方面的要求。因此,對于一些自身對稱的零件,在焊裝夾具裝件時,可以不需要考慮防錯要求。

        2 防錯設(shè)計(jì)方法

        2.1 標(biāo)準(zhǔn)件的防錯方法

        標(biāo)準(zhǔn)件失效模式主要有焊接位置錯誤、焊接方向錯誤、焊接種類錯誤等。

        2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)件位置的防錯方法

        一個零件上既有標(biāo)準(zhǔn)件凸焊底孔又有定位孔,可以將標(biāo)準(zhǔn)件凸焊底孔與其他孔孔徑差異化設(shè)計(jì),孔徑差異不小于2 mm。兩個孔大小存在明顯差異,可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件位置的防錯。如圖1所示,M6凸焊底孔直徑為7 mm,支架RPS孔直徑為10 mm。

        圖1 凸焊底孔與其他孔差異化防錯設(shè)計(jì)

        2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)件方向的防錯方法

        凸焊標(biāo)準(zhǔn)件時,不容易區(qū)分凸焊正反面。針對這種情況可以設(shè)計(jì)凸臺或者凸點(diǎn)進(jìn)行防錯,凸臺高度不小于2 mm,凸臺焊接面的直徑大于螺母/螺栓的對角寬度6 mm以上,螺栓/螺母支撐面焊接在凸臺面上,如圖2所示。

        圖2 凸臺面的防錯設(shè)計(jì)

        2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)件種類的防錯方法

        同一零件在滿足功能要求的前提下盡量采用同種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件,如圖3所示。

        圖3 標(biāo)準(zhǔn)件示意

        若同一個件上必須焊接不同種類的標(biāo)準(zhǔn)件,可以制定公司專屬防錯規(guī)則。比如可以用凸點(diǎn)數(shù)量來防錯:1個凸點(diǎn)標(biāo)識凸焊螺母,2個凸點(diǎn)標(biāo)識凸焊螺栓,3個凸點(diǎn)標(biāo)識凸焊螺柱,如圖4所示。

        圖4 凸點(diǎn)防錯設(shè)計(jì)

        2.2 焊接/涂膠位置的防錯方法

        2.2.1 焊點(diǎn)位置的防錯方法

        人工焊接時有些焊點(diǎn)在車身底部目視不可達(dá),員工焊接時極易導(dǎo)致焊偏。所以,需要做好焊點(diǎn)位置標(biāo)識,主要有凸臺標(biāo)識、凸點(diǎn)標(biāo)識、缺口標(biāo)識、壓痕標(biāo)識等,如圖5所示。

        圖5 凸點(diǎn)和缺口標(biāo)識

        2.2.2 焊縫位置的防錯方法

        弧焊焊接防錯主要是確定弧焊位置和弧焊長度。在弧焊位置處增加缺口標(biāo)識,缺口長度等于設(shè)計(jì)的焊縫長度,寬度為3 mm,如圖6所示。

        圖6 缺口標(biāo)識

        2.2.3 涂膠位置的防錯方法

        人工涂膠時經(jīng)常找不到涂膠起始和結(jié)束的位置,無法保證涂膠長度和設(shè)計(jì)長度保持一致。涂膠防錯主要是確定涂膠位置和涂膠長度。在涂膠位置的兩端增加凸點(diǎn)標(biāo)識或在涂膠位置處增加長條狀的涂膠凹槽標(biāo)識,如圖7所示。

        圖7 凸點(diǎn)標(biāo)識和凹槽標(biāo)識

        2.3 相似件的防錯方法

        白車身上存在較多的相似件,員工在配送、裝配、焊接零件時極易混淆,針對此類相似件,有如下防錯方法:

        2.3.1 零件共用

        盡量考慮結(jié)構(gòu)、尺寸相似的零件設(shè)計(jì)成通用件,既能減少模具開發(fā)成本又能減少員工錯裝、錯焊等缺陷。例如前地板左右門檻支架設(shè)計(jì)成左右通用件,如圖8所示。

        圖8 左右件共用

        2.3.2 改變孔距

        將定位孔坐標(biāo)設(shè)計(jì)為不對稱,即2個零件的主定位孔的孔距不一樣,孔距差異D≥5 mm,如圖9所示。

        圖9 改變孔距

        2.3.3 大小定位孔

        橫梁類零件可以設(shè)計(jì)成大小定位孔,定位孔直徑相差不小于2 mm,如圖10所示。

        圖10 大小定位孔

        2.3.4 標(biāo)識防錯

        在零件上設(shè)計(jì)相應(yīng)的標(biāo)記符號特征進(jìn)行區(qū)別。標(biāo)記符號可按如下設(shè)計(jì):

        (1)打刻L/R標(biāo)識。左右相似件可以通過打刻L/R標(biāo)識防錯,如圖11所示[3]。

        圖11 打刻L/R標(biāo)識

        (2)打刻車型代號標(biāo)識。兩款不同配置車型中,僅結(jié)構(gòu)發(fā)生微小變化,但是又不能做成共用件,可以通過打刻車型代號標(biāo)識防錯,如圖12所示。

        圖12 打刻車型代號標(biāo)識

        (3)對于連續(xù)件順序標(biāo)識,結(jié)構(gòu)上接近的多個零件,可以打刻1 、2、3、……或A、B、C、……標(biāo)識,如頂蓋橫梁。如圖13所示。

        圖13 打刻1、2、3、4標(biāo)識

        (4)箭頭向前/后或向左/右標(biāo)識。如圖14所示。

        圖14 箭頭標(biāo)識

        2.4 裝配關(guān)系的防錯方法

        兩個平面搭接的零件在焊接裝配過程中極易導(dǎo)致裝配順序搞反,這種情況雖然可以通過工裝實(shí)現(xiàn)防錯,但是工裝防錯既會增加產(chǎn)品制造成本又不能實(shí)現(xiàn)100%的防錯[4]。所以,此類平面搭接的零件應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮防錯,在平面搭接處設(shè)計(jì)凸點(diǎn)、凸臺等特征,特征方向與兩零件搭接方向相反,如圖15、16所示。

        圖15 兩平面搭接的零件

        圖16 凸點(diǎn)防錯

        3 結(jié)束語

        防錯技術(shù)是全面質(zhì)量管理體系中的重要組成內(nèi)容,設(shè)計(jì)階段的防錯是產(chǎn)品防錯的源頭所在,只有在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的源頭充分融入防錯技術(shù)的設(shè)計(jì)思想,才能在產(chǎn)品制造過程中更有效地防止錯誤、控制成本及提高產(chǎn)品質(zhì)量在SE階段有各種防錯技術(shù)。文中只是羅列了幾種比較常見的防錯方法,通過合理的防錯方法,不僅可以減少不合格品的產(chǎn)生,造成資源浪費(fèi),還可以提升產(chǎn)品在市場上的競爭力。

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