何杰 王金成 歐陽東 鐘國富

摘要：在汽車生產(chǎn)裝配過程中，螺栓連接是汽車廠總裝車間常見且重要的連接方式，重要擰緊點(diǎn)擰緊失效會(huì)危及到人的生命安全，因此，為確保整車擰緊質(zhì)量，在目前的擰緊質(zhì)量體系基礎(chǔ)上開展了擰緊前、擰緊中和擰緊后3個(gè)方面研究，搭建了完善的擰緊質(zhì)量管理體系，為各汽車廠提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：擰緊質(zhì)量管理、擰緊過程質(zhì)量監(jiān)控、殘余力矩檢測

引言：以一汽-大眾汽車有限公司佛山分公司總裝車間生產(chǎn)車型為例，單車重要擰緊點(diǎn)超300個(gè)。由于人員、設(shè)備、零件、方法、環(huán)境等因素的影響，易出現(xiàn)錯(cuò)/漏擰等質(zhì)量問題。本文對如何保證螺栓擰緊質(zhì)量開展分析，開展了擰緊前、擰緊中和擰緊后3方面的研究，為各汽車廠提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1擰緊質(zhì)量體系現(xiàn)狀

目前擰緊前、擰緊中、擰緊后3個(gè)方面存在質(zhì)量體系管理不足問題，可能導(dǎo)致產(chǎn)品返工，造成生產(chǎn)效率低、返修成本高，追溯困難問題（見表1），影響企業(yè)產(chǎn)品形象。

2擰緊前質(zhì)量缺陷預(yù)防

根據(jù)目前擰緊前的現(xiàn)狀，從連接重要性、擰緊工具和標(biāo)定、螺栓摩擦系數(shù)檢測和車身螺紋檢查共4個(gè)維度建立有效的質(zhì)量控制手段。

2.1連接重要性分類

2.2擰緊工具選型和標(biāo)定

擰緊等級分類決定了擰緊工具的選擇原則，A、B等級選擇帶力矩監(jiān)控的工具。C等級使用不帶監(jiān)控的工具（表3），如定值力矩和蓄電池電槍。在總裝工藝裝配中，常用擰緊工具有高精擰緊電槍、數(shù)顯扳手、蓄電池電槍、定值力矩扳手和氣動(dòng)扳手，這些擰緊工具需要定期維護(hù)和標(biāo)定（表3）來保證擰緊力矩合格。

2.3螺栓摩擦系數(shù)檢查

螺栓摩擦系數(shù)會(huì)影響用轉(zhuǎn)角法擰緊的力矩值，出現(xiàn)螺栓擰緊力矩過低或過高從而超出擰緊程序控制范圍。在擰緊前，通過增加螺栓摩擦系數(shù)檢測，把不合格的螺栓批次提前篩選出來。

2.4車身螺紋孔檢查

針對A/B連接等級的，制定巡檢準(zhǔn)則，每班次排查抽查車身螺紋處是否有焊渣、油漆膠、雜質(zhì)和檢測焊接強(qiáng)度等因素的影響，預(yù)防螺紋擰緊質(zhì)量。

3擰緊中質(zhì)量控制方法

3.1擰緊程序監(jiān)控

根據(jù)各車型擰緊點(diǎn)連接特性配置力矩角度控制范圍，定期對歷史擰緊數(shù)據(jù)進(jìn)行3σ統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)控每個(gè)擰緊點(diǎn)力矩和角度監(jiān)控范圍，對于超出標(biāo)準(zhǔn)范圍的車進(jìn)行返修，并分析原因、制定解決措施，從而長期有效的保證擰緊質(zhì)量。搭建擰緊車號防錯(cuò)系統(tǒng)，在現(xiàn)有擰緊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)車輛位置識別系統(tǒng)。擰緊系統(tǒng)的車身號與實(shí)際擰緊車身號完全匹配才下發(fā)出擰緊使能，如果出現(xiàn)車輛身份信息不一致情況，擰緊工具無擰緊使能，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)彈出窗口提示，以防擰緊數(shù)據(jù)串號，影響擰緊質(zhì)量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)追溯錯(cuò)誤等問題。

3.2擰緊工藝變量管理

搭建擰緊變化點(diǎn)管理體系，當(dāng)擰緊工具頭結(jié)構(gòu)更換、高精擰緊電槍更換、擰緊相關(guān)零件變化、擰緊工藝力矩更改和擰緊控制程序更改等發(fā)生變化時(shí)，必須進(jìn)行小批量試裝，在完成擰緊裝配后，通過靜態(tài)MNA檢測評價(jià)擰緊力矩是否合格，同時(shí)做好變化點(diǎn)管理記錄。

3.3擰緊系統(tǒng)刷卡權(quán)限管理

在現(xiàn)有的擰緊系統(tǒng)基礎(chǔ)上，開發(fā)員工工號刷卡登錄權(quán)限和手動(dòng)返修刷卡銷項(xiàng)權(quán)限，使擰緊車身號與員工信息綁定，同時(shí)上傳到擰緊系統(tǒng)中，滿足擰緊數(shù)據(jù)信息應(yīng)存檔15年的法規(guī)要求。

3.4擰緊返修應(yīng)急管理

根據(jù)每個(gè)擰緊點(diǎn)工藝要求，制作標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)返修應(yīng)急預(yù)案措施，當(dāng)設(shè)備擰緊不合格時(shí)，啟動(dòng)手動(dòng)返修應(yīng)急措施，可有效保證返修擰緊質(zhì)量。

3.5擰緊數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)

總裝車間通過生產(chǎn)網(wǎng)系統(tǒng)（FIS系統(tǒng)）監(jiān)控、記錄整車生產(chǎn)過程。擰緊模塊有單獨(dú)的擰緊系統(tǒng)，搭建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，把擰緊系統(tǒng)與FIS系統(tǒng)交互，可詳細(xì)監(jiān)控和記錄所有重要擰緊點(diǎn)擰緊狀態(tài)。首先把每個(gè)車型的所有擰緊點(diǎn)螺栓單獨(dú)編號，然后把這些螺栓號配置在擰緊系統(tǒng)中。車輛進(jìn)入總裝入口時(shí)，自動(dòng)生成車身號，并與擰緊服務(wù)器通訊，把需要擰緊的螺栓號下發(fā)到各個(gè)PC電腦，PC電腦與擰緊控制通訊，控制高精擰緊電槍執(zhí)行擰緊，在把數(shù)據(jù)回傳給PC電腦，擰緊服務(wù)器記錄（車身號、數(shù)值、狀態(tài)、曲線）保存數(shù)據(jù)，同時(shí)把擰緊結(jié)果狀態(tài)發(fā)給FIS系統(tǒng)，從而形成擰緊質(zhì)量數(shù)據(jù)閉環(huán)。

4擰緊后螺栓質(zhì)量全面檢查

由于連接件本身的材料特性，在擰緊之后會(huì)發(fā)生變形或者工件和螺栓表面的摩擦系數(shù)等原因，擰緊完成后扭矩衰減是正?，F(xiàn)象，通過檢測殘余力矩監(jiān)控是重要手段。各廠工制定合格的衰減范圍標(biāo)準(zhǔn)和抽檢頻次，通常情況下擰緊裝配完成后30分鐘以內(nèi)（第一次負(fù)荷前）進(jìn)行MNA1檢測。擰緊裝配完成后30分鐘以后（經(jīng)過第一次負(fù)荷）進(jìn)行MNA2檢測，通過殘余扭矩檢測可監(jiān)控?cái)Q緊扭矩的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

5最終結(jié)論

通過擰緊前、擰緊中、擰緊后3個(gè)階段分別建立質(zhì)量預(yù)防措施、質(zhì)量控制方法和質(zhì)量檢查機(jī)制，搭建了完整的螺栓擰緊質(zhì)量體系（表4），可有效提高整車擰緊質(zhì)量，降低返修成本。

6建議

在汽車行業(yè)中，完善的擰緊質(zhì)量體系可極大地提高工作效率和產(chǎn)品合格率，同時(shí)可降低返修帶來的返修成本。各汽車廠可根據(jù)自身情況，完善擰緊質(zhì)量體系搭建。相信隨著人工智能技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的研究，汽車生產(chǎn)廠擰緊質(zhì)量體系也將得到更好地完善。

參考文獻(xiàn)

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