周九陽，李文燕

（1.江西江鈴底盤股份有限公司，江西 撫州344000；2.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西 南昌330000）

1 產(chǎn)品簡介

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深化和農(nóng)機(jī)跨區(qū)域作業(yè)模式的出現(xiàn)，聯(lián)合收割機(jī)行業(yè)快速發(fā)展[1]。為保障聯(lián)合收割機(jī)的質(zhì)量，本研究就JCT60Q型玉米收割機(jī)前橋殼總成展開具體分析。JCT60Q型玉米收割機(jī)前橋殼總成主要由管梁、箱體托架、連接底座、最終傳動連接法蘭等11種共27個(gè)零部件組合焊接而成。

2 工藝策劃與產(chǎn)品過程流程

根據(jù)產(chǎn)品圖紙的要求，要進(jìn)行前期焊接工藝策劃，前期工藝策劃、過程控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)這三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都十分重要，各環(huán)節(jié)相互影響且缺一不可[2]。為了滿足焊接工藝的需要，先要把一部分零件焊裝成單獨(dú)的總成，然后各個(gè)單獨(dú)的總成及其他零件按一定的順序組裝焊接，最后焊裝成前橋殼總成。首先，選擇焊接方式。該產(chǎn)品主要是長厚板的箱體構(gòu)件焊接，而且產(chǎn)量不高，投資機(jī)器人自動焊接成本高、時(shí)間長，不是好方案，所以采用熔化極氣體保護(hù)焊，提高了生產(chǎn)效率[3]。采用現(xiàn)有的NBC-500焊接電源，型號ER50-6、直徑O1.2的焊絲為焊接設(shè)備。其次，要制定合理的產(chǎn)品過程流程（焊裝順序），產(chǎn)品過程流程中必須要包含各步驟需要的設(shè)備、工裝、夾具、量具、產(chǎn)品特性的要求、過程的焊接參數(shù)選擇等，焊接參數(shù)的選擇必須考慮到在保證焊接質(zhì)量前提下提高生產(chǎn)效率[4]。

根據(jù)圖紙結(jié)構(gòu)及要求，把該產(chǎn)品分成8個(gè)步驟完成。步驟1，箱體托架、割臺油缸支座與管梁拼裝點(diǎn)固焊；步驟2，箱體托架、割臺油缸支座與管梁滿焊，組成管梁總成；步驟3，前牽引架、升運(yùn)器支臂與管梁總成拼裝點(diǎn)固焊；步驟4，前牽引架、升運(yùn)器支臂與管梁總成滿焊；步驟5，支撐板、加強(qiáng)筋Ⅱ與連接座板拼裝點(diǎn)固焊，組合成連接座板總成；步驟6，連接座板總成滿焊；步驟7，連接座板總成、最終傳動連接法蘭與管梁總成拼裝點(diǎn)固焊；步驟8，連接座板總成、最終傳動連接法蘭、加強(qiáng)筋Ⅰ與管梁總成滿焊。在步驟8完成后，所有的零部件及焊縫完成焊接。然后是產(chǎn)品的檢驗(yàn)，包含焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)及尺寸符合性的檢驗(yàn)。所有相關(guān)檢驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求后，即可交付到機(jī)加工生產(chǎn)。為了節(jié)省篇幅，下面以步驟1為例，介紹產(chǎn)品過程流程的具體內(nèi)容與格式。產(chǎn)品過程流程如表1所示。

表1 產(chǎn)品過程流程

工藝策劃步驟1的具體內(nèi)容如下：

1）過程流程的名稱：箱體托架、割臺油缸支座與管梁拼裝點(diǎn)固焊。2）完成本步驟需要的機(jī)器設(shè)備/測量設(shè)備：需要設(shè)計(jì)制作箱體托架、割臺油缸支座與管梁拼裝點(diǎn)固工裝，1臺NBC-500的焊接電源。3）產(chǎn)品特性：焊點(diǎn)外觀、箱體托架位置尺寸、割臺位置尺寸需要滿足要求。4）過程特性：因?yàn)樵摬襟E主要任務(wù)是拼裝及點(diǎn)固焊，保證組合后的總成尺寸合格，不是長焊縫的焊接，所以焊接參數(shù)選擇小一點(diǎn)，焊接電流200 A~280 A，焊接電壓26 V~32 V，保護(hù)氣體的氣流量15 L/min~20 L/min。在后面步驟滿焊時(shí)，主要任務(wù)是完成多個(gè)焊縫的焊接，為了保證焊縫強(qiáng)度及焊縫外觀要求，所以焊接參數(shù)選擇大一點(diǎn)，焊接電流260 A~320 A，焊接電壓28 V~34 V，保護(hù)氣體的氣流量20 L/min~25 L/min。5）特殊特性符號：每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中會有一個(gè)或幾個(gè)步驟中需要特別關(guān)注的點(diǎn)，是質(zhì)量保證的重點(diǎn)。比較重要的特性用白色的三角形表示，最重要的特性用黑色的三角形表示。該玉米收割機(jī)前橋殼總成的最重要的特性是步驟8連接座板總成、最終傳動連接法蘭、加強(qiáng)筋Ⅰ與管梁總成滿焊時(shí)的焊縫熔合。該步驟的焊縫熔合是產(chǎn)品能否承受疲勞強(qiáng)度的關(guān)鍵。

產(chǎn)品過程流程是工藝策劃的開始，如果這一步做好了，可以為后面的工作帶來便利；如果這一步?jīng)]有做好，將給后面的工作帶來很大的困難。

3 失效模式分析

根據(jù)過程流程圖的內(nèi)容，分析各個(gè)步驟可能產(chǎn)生的潛在失效模式及潛在失效后果，簡稱失效模式分析，主要包括后果的嚴(yán)重程度、產(chǎn)生的原因及頻率、現(xiàn)行解決問題的應(yīng)對方案等。失效模式分析要對人、機(jī)、料、法、環(huán)、測量等各方面進(jìn)行全面的分析，確保各工序能夠保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，避免生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品，這是控制質(zhì)量的關(guān)鍵。下面繼續(xù)以步驟1為例，介紹潛在失效模式及潛在失效后果的具體內(nèi)容與格式。潛在的失效模式及潛在的失效后果分析，如表2所示。

表2 潛在的失效模式及潛在的失效后果分析

1）過程功能/要求：該項(xiàng)即步驟1箱體托架、割臺油缸支座與管梁拼裝點(diǎn)固焊的名稱。2）潛在的失效模式：有焊點(diǎn)不牢固或位置不對，割臺油缸支座尺寸超差，箱體托架尺寸超差。3）潛在的失效后果：對應(yīng)潛在的失效模式，分別有焊點(diǎn)開裂導(dǎo)致的尺寸變動，影響整車裝配，影響機(jī)加工鉆孔、銑平面。4）嚴(yán)重度數(shù)（S）：發(fā)生該項(xiàng)失效后果的嚴(yán)重程度，按1~10分，最嚴(yán)重為10分，該步驟1的3個(gè)失效模式的嚴(yán)重度分別是6、7、5，屬于比較嚴(yán)重。5）潛在的失效起因/機(jī)理：分別對應(yīng)有操作過快或焊接規(guī)范不匹配，夾具松動或量具未定期校核。6）頻度數(shù)（O）：每個(gè)失效可能產(chǎn)生的頻率，按1~10分，1分是該失效極少發(fā)生，10分是該失效發(fā)生的可能性超過50%，該步驟1的3個(gè)失效模式的頻度數(shù)分別是2、3、2，說明該步驟發(fā)生失效模式的頻率很低。7）現(xiàn)行探測過程控制：即采用什么方法來檢查、發(fā)現(xiàn)失效是否發(fā)生，該步驟1采用100%的目視檢查焊縫是否開裂，每25件產(chǎn)品檢查1件割臺油缸支座尺寸、箱體托架尺寸是否超差。8）探測度（D）：現(xiàn)行探測過程控制發(fā)現(xiàn)失效的水平，按1~10分，1分是能夠100%發(fā)現(xiàn)該失效，10分是很難發(fā)現(xiàn)該失效，該步驟1的3個(gè)失效模式的探測度都是2，說明該步驟如果發(fā)生失效模式，比較容易發(fā)現(xiàn)。9）RPN：風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的簡稱，把前面提出的嚴(yán)重度數(shù)（S）、頻度數(shù)（O）、探測度（D）這3個(gè)數(shù)值相乘，即可得到RPN值。質(zhì)量體系要求RPN值≥80時(shí)，必須有建議措施及應(yīng)對方案，該步驟1的3個(gè)RPN值分別為24、42、20，均小于80，所以建議措施都是無。

4 工裝、夾具的設(shè)計(jì)與制作

進(jìn)行失效模式分析后，就必須開始工裝、夾具的設(shè)計(jì)制作了。工裝、夾具是生產(chǎn)質(zhì)量保證的基礎(chǔ)，要想順利地焊裝出尺寸合格的產(chǎn)品，各步驟的工裝必須基準(zhǔn)統(tǒng)一，同時(shí)，還需要保持被裝配的零部件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與焊裝的工裝設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一。工裝設(shè)計(jì)效果的好壞將會對各零部件是否能順利安裝及焊接產(chǎn)生很大的影響，所以設(shè)計(jì)工裝時(shí)，在保證質(zhì)量前提下先要考慮到空間布局，方便操作者上料、組裝、焊接，盡可能采用快速加緊、氣動夾緊、防錯(cuò)裝置。

JCT60Q型玉米收割機(jī)前橋總成的焊接設(shè)計(jì)制作了4套工裝：1）箱體托架、割臺油缸支座與管梁拼裝點(diǎn)固焊工裝；2）前牽引架、升運(yùn)器支臂支架與管梁總成拼裝點(diǎn)固焊工裝；3）支撐板、加強(qiáng)筋Ⅱ與連接底板拼裝點(diǎn)固焊工裝；4）連接底板總成、傳動連接法蘭與管梁總成拼裝點(diǎn)固焊工裝。在工裝制作過程中，必須要跟蹤制作進(jìn)度及制作精度，保證按時(shí)、按設(shè)計(jì)要求的精度交付使用。

5 控制計(jì)劃的制定

新產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)前，根據(jù)產(chǎn)品過程流程，第一步，要制定相應(yīng)的控制計(jì)劃，包含各步驟需要掌控的產(chǎn)品及過程特性。該步驟必須保證產(chǎn)品相關(guān)的尺寸及公差的要求、焊縫內(nèi)在的質(zhì)量要求、外觀要求以及其他要求。第二步，應(yīng)用評價(jià)測量技術(shù)，即采用測量的工具及方法滿足測量的需要，其中，包含三坐標(biāo)、游標(biāo)卡尺、高度尺、卷尺、設(shè)備儀表、目測等。第三步，制定檢查的頻次及樣本容量、是否需要記錄等。第四步，制定應(yīng)急計(jì)劃，當(dāng)出現(xiàn)產(chǎn)品不合格的情況時(shí)，是現(xiàn)場返工還是隔離評審等?？刂朴?jì)劃表如表3所示。

表3 控制計(jì)劃表

6 作業(yè)指導(dǎo)書

作業(yè)指導(dǎo)書包含產(chǎn)品過程流程、失效模式分析、工裝夾具、控制計(jì)劃，每個(gè)工位必須的勞保穿戴要求以及每個(gè)操作步驟的內(nèi)容、注意事項(xiàng)、簡圖等。其中的簡圖要標(biāo)注該步驟生產(chǎn)需要的零部件型號、名稱、數(shù)量、各相關(guān)的位置、尺寸、焊接符號、焊接位置等。為了保證焊縫質(zhì)量及整個(gè)產(chǎn)品強(qiáng)度，同時(shí)，提高生產(chǎn)效率，如防止應(yīng)力集中，一些尖角、圓弧過渡處就不需要焊接，這些在作業(yè)指導(dǎo)書的簡圖上需要體現(xiàn)。作業(yè)指導(dǎo)書中簡圖如圖1所示。

圖1 作業(yè)指導(dǎo)書中的簡圖

7 產(chǎn)品的生產(chǎn)跟蹤、指導(dǎo)及交付

本產(chǎn)品采用人工焊接，在傳統(tǒng)的機(jī)械焊接模式中，工作人員以肉眼觀察焊接部位表面的清潔度，觀察金屬熔液的流動速度，適時(shí)地調(diào)整焊接角度[5]，可以保證焊接質(zhì)量。

在經(jīng)過前面一系列的準(zhǔn)備， 生產(chǎn)需要的零件全部到位后，就要進(jìn)入實(shí)質(zhì)生產(chǎn)階段了，生產(chǎn)的過程控制是質(zhì)量保證的關(guān)鍵一環(huán)。在一個(gè)生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的人員必須從頭到尾進(jìn)行全程跟蹤，指導(dǎo)各工位的生產(chǎn)，要按控制計(jì)劃的內(nèi)容檢查生產(chǎn)出的產(chǎn)品各項(xiàng)要求是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，若出現(xiàn)問題按應(yīng)急計(jì)劃處理并記錄，以便新產(chǎn)品總結(jié)會時(shí)提出建議及措施。產(chǎn)品全部完成生產(chǎn)后，組織設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)保、生產(chǎn)等人員進(jìn)行檢查及評審，產(chǎn)品的檢驗(yàn)及評審?fù)瑯邮琴|(zhì)量控制的關(guān)鍵一環(huán)。確認(rèn)產(chǎn)品合格之后，即可交付到機(jī)加工生產(chǎn)車間[6-7]。

8 總結(jié)

新產(chǎn)品全部完成后，焊接工藝策劃人員必須對該產(chǎn)品的全過程進(jìn)行一次總結(jié)，對整個(gè)過程中出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，有助于下一次的生產(chǎn)更好地進(jìn)行。

9 結(jié)束語

按TS16949體系的要求，建立一套完整的、系統(tǒng)的車輛焊接工藝的策劃并實(shí)施，能夠有效地保證JCT60Q玉米收割機(jī)前橋總成的焊接生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，提升市場競爭水平。