汽車制造業(yè)沖壓生產(chǎn)的質(zhì)量管理

郭小蘭

摘 要： 汽車生產(chǎn)制造過程中，沖壓生產(chǎn)是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，也是整個汽車制造生產(chǎn)的第一個環(huán)節(jié)。因此，加強汽車制造業(yè)沖壓生產(chǎn)的內(nèi)部質(zhì)量管理，建立數(shù)字信息化質(zhì)量控制系統(tǒng)，成為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提升企業(yè)競爭力的必要手段。本文介紹了汽車沖壓件質(zhì)量體系、沖壓過程質(zhì)量控制、沖壓產(chǎn)品質(zhì)量控制、沖壓過程自動監(jiān)控。

關鍵詞： 汽車制造 質(zhì)量控制 自動監(jiān)控

據(jù)統(tǒng)計，汽車上有60%～70%的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)出來的。因此，沖壓技術對汽車的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都有重要影響。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、尺寸一致性好、原材料消耗低等優(yōu)點，因此，汽車上的許多結構件，如車廂的底板和側板等，廣泛采用沖壓件。

汽車上的沖壓件具有尺寸大、形狀復雜、配合精度及互換性要求高和外觀質(zhì)量要求高等特點。例如：汽車覆蓋件，多是三維非數(shù)學曲面，不僅外觀質(zhì)量要求高，以滿足汽車造型的要求，而且要求配合精度高、形狀和尺寸的一致性好，保證其焊接和裝配的質(zhì)量。因此，生產(chǎn)汽車覆蓋件所用的設備、模具和原材料，都和一般沖壓件生產(chǎn)所用的設備、模具和原材料有所不同[1]。

1.汽車行業(yè)的質(zhì)量管理要求

考慮到汽車生產(chǎn)的復雜性，對于汽車零部件生產(chǎn)的質(zhì)量管理，提出了一些更嚴格的要求，以確保汽車的產(chǎn)品質(zhì)量和汽車生產(chǎn)順利進行。美國克萊斯勒汽車公司、福特汽車公司和通用汽車公司共同制訂的QS9000標準，已被廣泛采用。汽車行業(yè)對企業(yè)質(zhì)量體系的要求，是建立在ISO9000的基礎上的，對“生產(chǎn)件審批程序”、“持續(xù)改進”和“制造能力”等方面做出更詳細的要求。因此，作為汽車零部件生產(chǎn)的企業(yè)，首先要達到ISO9000標準的基本要求，還要滿足QS9000標準的行業(yè)要求，才能成為合格的供應商。

2.汽車沖壓件質(zhì)量體系

從事汽車沖壓件生產(chǎn)的企業(yè)，既要根據(jù)ISO9000標準的基本要求和汽車行業(yè)QS9000的要求，又要結合沖壓生產(chǎn)的特點和企業(yè)的具體情況，建立和健全自己的質(zhì)量體系。首先，企業(yè)最高管理者應制定質(zhì)量方針，包括質(zhì)量目標和對質(zhì)量的承諾，并形成文件。其次，質(zhì)量體系應編制組織機構圖，并對質(zhì)量職能進行明確，明確各部門及其負責人的職責、權限及相互關系，并形成文件。要根據(jù)企業(yè)的具體情況，選定采用何種質(zhì)量保證模式。通常，對于生產(chǎn)汽車沖壓件的企業(yè)，可選用ISO9002。

要編制質(zhì)量手冊、程序文件和第三層次文件，對選定的質(zhì)量保證模式中的每個質(zhì)量要素做出具體規(guī)定。既要符合標準要求，又要在企業(yè)內(nèi)可操作，保證它能有效實施。質(zhì)量體系應明確并提供必要的資源（包括人員、資金、設備、技術等），以確保質(zhì)量方針和目標實施。為了滿足特定產(chǎn)品的質(zhì)量要求，應針對特定產(chǎn)品進行質(zhì)量策劃，編制質(zhì)量控制計劃，規(guī)定專門的質(zhì)量措施、資源和活動，達到要求的質(zhì)量。質(zhì)量體系建立后，應定期進行內(nèi)部質(zhì)量審核和管理評定，以便不斷健全和完善，并爭取通過第三方認證機構的認證。

3.沖壓過程質(zhì)量控制

過程控制的實質(zhì)是過程的質(zhì)量控制，指為了實現(xiàn)過程目標（包括質(zhì)量、效率和進度的要求）采取的作業(yè)技術和活動[2]。這是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，控制的目的在于減少在諸多干擾因素下過程產(chǎn)生的波動，保證過程的穩(wěn)定性和一致性，從而使過程輸出保持在符合要求的范圍內(nèi)。當過程出現(xiàn)偏離控制目標的趨向時，就采取相應措施，使其恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。沖壓過程質(zhì)量控制可從以下幾個方面進行控制：沖壓工藝設計質(zhì)量控制、模具設計與制造質(zhì)量控制、文件和資料控制、原材料的控制、技術文件及技術標準和資料控制、下料過程控制、沖壓過程控制。

4.沖壓產(chǎn)品質(zhì)量控制

汽車覆蓋件沖壓成形是一個幾何非線性、材料非線性、邊界條件非線性等復雜的力學過程。而且汽車覆蓋件要經(jīng)過多道工序甚至幾十道工序才能完成，在每道工序中都會因沖壓有關參數(shù)、沖壓條件等質(zhì)量問題?？偟膩碚f，在拉深過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有破裂、起皺和回彈等[3]。

當產(chǎn)品的外觀、尺寸、性能等質(zhì)量特性（項目）與設計要求有偏差（缺陷）時，需對產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。可參考德國汽車聯(lián)合會（VDA）制定的質(zhì)量指數(shù)（QKZ）法進行。按VDA規(guī)定，為了對各個缺陷進行公平的評價，必須根據(jù)零件的不同用途，對項目和缺陷進行分類和加權，然后計算質(zhì)量指數(shù)（QKZ）。

對缺陷的評價，是根據(jù)它們造成的后果進行分類和加權的：

A類（關鍵）缺陷：預見到會對人身造成危險和不安全的缺陷。加權系數(shù)為10。

B類（主要）缺陷：非關鍵缺陷，預計會導致產(chǎn)生事故或影響可使用性，不能完全按照規(guī)定的用途使用。加權系數(shù)為5。

C類（次要）缺陷：預計按照規(guī)定的用途使用不會受到多大影響，或者與適用的標準有偏差，但對設備、裝置的使用與操作、運行僅有輕微影響的缺陷。加權系數(shù)為1。

項目的加權系數(shù)與缺陷的加權系數(shù)是一致的。

每個項目的缺陷分數(shù)的計算：

A類缺陷數(shù)×10+B類缺陷數(shù)×5+C類缺陷數(shù)

質(zhì)量指數(shù)QKZ的計算：

5.沖壓過程自動監(jiān)控

現(xiàn)代沖壓技術的另一個重要特點是對沖壓過程進行自動監(jiān)控，以保護沖壓件的質(zhì)量，在亞毫米沖壓項目的自動檢測和監(jiān)控中，其研究成果就包括沖壓過程的特征分析、在線診斷和檢測系統(tǒng)、高速和非接觸的沖壓件測量系統(tǒng)、沖模維護的科學預測系統(tǒng)、沖壓成形關鍵參數(shù)的在線調(diào)節(jié)和補償系統(tǒng)等。

沖壓過程引起工件質(zhì)量發(fā)生變化的原因主要有凹凸沖模的磨損、裂紋及沖模錯位等，這些微小變化可由高分辨率的位移傳感器和沖壓力傳感器進行跟蹤檢測。其中位移測量是極重要的一種測量，位移傳感器通常由安裝在模具上方的關源和位于下方的接收單元構成，可監(jiān)視偏差，跟蹤加工全過程，及時輸出監(jiān)測信息和進行報警停機。

參考文獻：

[1]王新華.汽車沖壓技術[M].北京理工大學出版社，1999.

[2]柴邦衡，劉曉論.制造過程管理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3]張靜.汽車覆蓋件沖壓成形關鍵技術仿真優(yōu)化及沖壓質(zhì)量控制研究[D].揚州大學，2012.

[4]趙桂范，楊娜.汽車制造工藝[M].北京大學出版社，2013.04.