某微型车型摆臂横梁难装问题的解决及设计的发

该微型车型自产量提升以后，由于摆臂横梁挡孔问题，每天需派专人进行跟线返修，返修不及时的情况下则会造成生产线停线，严重影响公司的生产效率和产能输出。
　　1 摆臂横梁难装问题分析
　　1.1 车身结构与焊接原理
　　车身结构与焊接原理如图1所示。
　　二级供应商：将三个螺母分别焊接在前大梁A、前大梁B、撑板A，焊接过程主要来自零件不稳定与拼台精度的影响。
　　一级供应商：将前大梁A、前大梁B、撑板A一起焊接形成了前大梁总成；焊接过程主要来自二级供应商零件偏差与自身拼台精度影响，使螺母孔位置度偏差。
　　主机厂车身车间：左右前大梁拼合，形成前车体；焊接过程主要受车身焊装拼台精度影响，加激了螺母位置度偏差。
　　主机厂总装车间：将摆臂横梁固定在左右大梁上，如图2所示，由于上工序质量过程的变异，最终引起挡孔，现场无法正常装配。
　　1.2 摆臂横梁难装的原因分析
　　①供应商处工装定位销磨损未及时更换，导致摆臂横梁安装孔位置度不合。多次走访供应商现场，发现存在定位销磨损超出公差却未及时更换的情况，导致焊接时零件存在晃动，焊接完后安装孔位置度不合检具。
　　②供应商员工焊接时未夹紧便进行焊接。通过现场观察发现，生产员工为了赶产量，存在夹具还未夹紧便进行焊接的情况，影响大梁的焊接稳定性。
　　③主机厂车身车间定位销偏移影响Y向尺寸。通过CMM对车身车间焊接拼台进行测量，发现主定位销Y向外偏1.2 mm，影响摆臂横梁组孔拼接尺寸
　　④摆臂横梁装配尺寸链不合理。
　　第一，原有尺寸如图3所示。
　　摆臂横梁安装定位孔，左定位孔径：12.5 mm；
　　右安装孔（1#、2#孔）：13.5 mm；
　　左右前大梁上摆臂横梁定位孔白车身控制：+/-1.5 mm；
　　安装螺栓外径：11.8 mm；
　　摆臂横梁右基准孔相对于左基准孔位置度：0.05（可忽略不计）；
　　第二，右前大梁相对于左前大梁的位置度计算：
　　左前大梁上的安装孔位为定位孔；制造系统制造出来的误差累计都是符合正态分布的；加上孔本身的精度误差，所以右前大梁相对于左前大梁的位置度取：+/-2.13 mm；正态分布各环公差计算公式：
　　T？撞=■T2i=■=2.1213
　　第三，摆臂横梁安装孔尺寸链分析如图4所示。
　　前车架右前大梁安装孔相对于左基准安装孔位置度A1：+/-2.13 mm；
　　摆臂横梁基准定位孔的安装位置度A2：12.5-11.8=0.7；
　　摆臂横梁右基准孔相对于左基准孔位置度A3：0.05（可忽略不计）；
　　A0=2.13X2-0.7=3.56 mm；
　　即摆臂横梁（1#孔）基准孔Y向尺寸为：
　　11.8+3.56=15.36 mm；
　　则摆臂横梁右外侧安装孔（1#孔）的Y向尺寸必须满足15.36 mm才不会引起挡孔。
　　2 摆臂横梁难装问题改进
　　通过以上分析得出，摆臂横梁难装主要是由于定位销磨损而未能得到及时更换：加上员工在没有夹紧夹具的时候便进行焊接，在车身拼接时关键拼台定位销发生偏移以及摆臂横梁安装尺寸链不合理。
　　2.1 解决措施
　　①在供应商处推行TPM分层审核制度，每日审核定位销状态；定位销备件统一管理，确保需要更换时能及时准确的找到对应规格的定位销。
　　②实施防错控制，在焊接拼台上增加电控开关，将拼台的夹紧机构与焊钳进行连锁控制，若夹具未夹紧，则焊钳无法动作，员工不能焊接。
　　③车身工程师对拼台主定位往内调整1 mm，并使用CMM每周监控关键拼台。
　　④技术中心下发EWO工程更改指令，对摆臂横梁安装孔径进行合理的更改，减小设计挡孔概率，更改后的尺寸如图5所示。
　　2.2 方案验证
　　在实施解决措施后，针对摆臂横梁难装问题，改善小组对改善的前后结果进行跟踪验证，见表1。
　　从表1中可以看出，总装装配挡孔率由原有的12%降低到0.8%以内，实施效果显著，解决了摆臂横梁难装的问题。
　　3 后续车型设计优化
　　由于摆臂横梁属组孔装配，且此处的车身焊接公差累计效应明显，为了更好地保证总装的装配性，建议可考虑活动螺母结构，具体的摆臂横梁活动螺母优化建议如图6所示。
　　4 结 语
　　摆臂横梁的装配属于复杂尺寸配合问题，其中涉及多个零件的公差累计，所以在尺寸控制方面应该做到以下方面：
　　①需要员工从基础的工装点检做起，确保工装定位销、定位面以及夹紧机构都能在良好的状态下工作。
　　②质量人员需要做好每日尺寸监控，发现变异及时查找原因并解决。
　　③可以制作类似随行检具在线对该尺寸进行100%检测；
　　④在产品设计方面，需要充分考虑此处的装配尺寸链，确保设计上的挡孔率达到制造系统可接受的水平以及通过结构上的改善优化，提高零件的可装配性。
　　参考文献：
　　 黄天泽，黄金陵.汽车车身结构与设计.北京：机械工业出版社，1997.
　　 林炳华.最新汽车使用设计.哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005.
　　 郎志正.质量控制方法和管理.北京：国防工业出版社，1989.