動力總成裝配線質量保證能力指導文件

摘 要：隨著技術的進步，對于動力總成的裝配要求日益提高。由于動力總成裝配的特點，失效模式多有發(fā)生。為了提高裝配線產品質量，需要配置多種措施進行預防和探測。本文通過對動力總成裝配線幾種典型的失效模式進行分析，并提出切實可行的控制措施。

關鍵詞：動力總成；裝配線；質量保證；檢測；預防

1.概述

裝配的概念是指按照規(guī)定的技術要求，將若干個零件接合成部件，或將若干個零件和部件接合成產品，并使之具備達到一定要求的勞動過程。生產線的目的是按照產能要求生產合格的產品。

隨著行業(yè)內動力總成產能的提高，對于動力總成裝配線的質量保證能力也提出了一定的要求。本文通過對動力總成裝配線上失效模式進行分析，并提出相對應的控制措施。

2.裝配線上失效模式分析

2.1.擰緊力矩不達標

2.1.1.螺紋連接是產品裝配過程中的主要接合方式，因此擰緊在裝配生產線上占有很大的比例。在產品狀態(tài)合格的狀態(tài)下，擰緊作業(yè)的失效模式主要是擰緊力矩的不合格。它主要表現(xiàn)在兩方面：一是工位操作時擰緊力矩不合格或擰緊未到位；二是工位操作擰緊力矩合格，但放行后經過一段時間擰緊力矩發(fā)生衰減。

扭矩衰減是指擰緊工作完畢后發(fā)生在緊固件上的扭矩降低現(xiàn)象，衰減后的扭矩低于目標值但較為穩(wěn)定。一般在擰緊操作完成后的30ms內會發(fā)生60%以上的扭矩衰減。對于扭矩衰減首先要明確的是，對于任何連接，隨著時間的推移都會有一定程度的扭矩衰減，只是其程度大小是否在能接受的范圍內。

在現(xiàn)階段技術水平的裝配線，一般扭矩衰減多發(fā)生在涂有密封膠的大平面工件上螺栓擰緊。

2.2.漏裝

漏裝主要發(fā)生在安裝部件小而多的手動安裝工位。如缸蓋螺栓墊片、軸瓦、連桿瓦、機械挺柱、定位銷、水套堵棒以及其他一些墊片等，操作工易遺漏安裝或安裝數(shù)目不足。

2.3.錯裝

錯裝主要包括三種情況：

1）一是在一條生產線多種機型共線生產的情況下，部分零部件不同機型間差異不大，導致安裝錯誤。

2）二是同一機型，部分零部件差異很小，導致安裝錯誤。例如需要選配的軸瓦，安裝位置錯誤；或者同一零部件的緊固螺栓有多種類型，其中存在螺栓直徑相同，但長度不同的情況，則有可能發(fā)生安裝錯誤的情況。

3）三是部分零部件有安裝方向要求，而安裝時裝反。如活塞連桿總成，安裝時活塞上箭頭標識須指向缸體前端。

2.4.安裝不到位

安裝不到位一般指在手動工位上，由于操作人員未按照標準作業(yè)規(guī)范操作而導致工件安裝不到位；或者自動設備上工件未安裝到位。如活塞銷卡簧安裝不到位，或者鎖夾自動壓裝設備后鎖夾未壓裝到位

2.5.其他失效模式

裝配線上還有其他的失效模式，但本文僅分析以上幾種主要的失效模式。

3.裝配線質量保證措施

3.1.預防與檢測

生產線各項質量保證措施的實施是為了在安全生產的前提下，保證產品合格。裝配線上的質量保證措施主要分為預防和檢測兩種。其中以預防為主，檢測為輔。下文將針對前述的裝配線上幾種主要失效模式分析其預防及檢測措施。

3.1.1.預防

預防是指在裝配過程之前或過程中，通過一定的措施手段，避免失效模式的發(fā)生。

3.1.2.檢測

檢測是工位操作完成后，在本工位或后續(xù)工位，配置一定的手段，對產品進行檢測或測量，評價其是否滿足產品要求。

由于檢測是事后的檢測。檢測時，產品的特性已被固化，無法更改。若預防措施不到位，僅靠事后的檢測，若失效模式已發(fā)生，則會造成輕則影響生產節(jié)拍、返修，重則產品報廢的結果。因此，生產線質量保證是以預防為主，盡量避免失效模式的發(fā)生。

3.2.擰緊不到位的預防與檢測

3.2.1.擰緊不到位

擰緊不到位是指工位擰緊操作完成后，施加在工件上的擰緊力矩未滿足扭矩要求?？赡苁怯捎趩T工操作失誤所造成的擰緊中斷導致未達到最終的目標扭矩。

對于前者，由于目前裝配線上所有的存在力矩要求的擰緊均采用電動擰緊工具或擰緊軸擰緊，二者對于擰緊力矩均采用閉環(huán)控制。在啟動狀態(tài)下，電動擰緊工具對擰緊力矩處于實時監(jiān)控，只有在達到目標扭矩的情況下，工具控制器才會發(fā)送合格信號。因此在擰緊工具精度合格的前提下，擰緊力矩不合格的情況基本被杜絕。

3.2.2.扭矩衰減

采用全軸擰緊，可以有效減輕扭矩的衰減程度。

若未采用全軸的形式，而是多軸分步驟擰緊，也可采用多種措施解決問題。首先可以采用復緊的方式，待全部螺栓被擰緊后，將最先擰緊的幾個螺栓再次進行擰緊。另外也可以通過調整擰緊程序，適當放慢擰緊速度來延長擰緊時間增加應力釋放。同時可以適當增加扭矩的目標值例如可以增加0.5Nm～1N.m的扭矩進行衰減的補償。

3.3.漏裝的預防與檢測

漏裝主要是由于員工操作失誤導致裝配內容遺漏。

首先可以通過拿料檢測對該失效模式進行預防。例如可將將易漏裝的工件放置在料架上，料架的拿料口安裝有對射開關，可以感應到人的拿料動作。員工拿料時會觸發(fā)對射開關信號。該信號與線體放行互鎖?？山档吐┭b的可能性。該措施屬于預防。

其次可以通過裝配完成后的檢測，來判定是否裝配完全。如軸瓦安裝后，在安裝工位增加檢測工裝。檢測工裝上可通過接近開關判定軸瓦是否全部安裝到位。

3.4.錯裝的預防與檢測

對于屬于不同機型間、但外形類似的零部件，可以對此類部件配置條形碼或二維碼。然后通過掃碼對將要安裝的部件型號進行判斷。若將要安裝的部件與線上機型不符，則系統(tǒng)會對操作者進行提示。此手段屬于預防措施，但無法完全避免該失效模式的發(fā)生。

對于同一機型，部分零部件差異很小所導致的安裝錯誤，可以通過配置智能料架指示拿料及射燈指示安裝位置來降低該失效模式的發(fā)生率。如鏈輪室蓋M6的螺栓存在多種規(guī)格長度，且差異不多，同時螺栓數(shù)量又較多，則安裝錯誤的發(fā)生率就會增加。如果將部分螺栓放置在智能料架內，可通過亮燈指示人員拿料，也可檢測人員拿料動作。感應到人員的拿料動作后，還可通過激光射燈，指示安裝位置。

而對于部分工件安裝方向錯誤的情況，可以通過視覺檢測，判斷工件安裝方向是否正確。

3.5.安裝不到位的檢測

安裝不到位多屬于員工操作失誤，除了員工培訓、作業(yè)指導書提示，無其他預防措施。可通過視覺傳感器來檢測安裝不到位的情況。如鎖夾檢測、活塞銷卡簧安裝檢測。

3.6.綜合檢測

除了上述的針對單個特性的預防與檢測，發(fā)動機裝配線上還會配置綜合的檢測手段，對發(fā)動機總成的綜合性能進行判斷。此類檢測是對其之前所有操作工位所形成的產品特性的綜合檢測，因此不具備預防作用。

1）冷試

目前冷試技術在裝配線上的應用愈加普及。在測試過程中，發(fā)動機不是通過傳統(tǒng)的油、氣、電等能源驅動，而是由外部動力（即電機驅動器）連接曲軸，帶動飛輪，在扭矩法蘭的控制，實現(xiàn)不同轉速下的運轉。發(fā)動機在僅有空氣阻力的情況下運行，系統(tǒng)通過傳感器采集機油壓力、扭矩、點火、振動、進排氣壓力等數(shù)據(jù)，經計算機處理后，與標準合格的數(shù)據(jù)進行比對，進而判定裝配質量是否合格。

冷試技術測試效率高，精度也優(yōu)于熱試，且易于實現(xiàn)自動化。

2）熱試

熱試在對于發(fā)動機總成綜合性能的判定上，還無法徹底被冷試所替代。因此也是對發(fā)動機綜合性能測試的關鍵技術。

3）電檢

電檢可對發(fā)動機電控系統(tǒng)進行檢測。測試線路與產品線束對接后，通過信號源觸發(fā)信號，首先判定線束及各傳感器的導通性，然后對傳感器和電磁閥的工作狀態(tài)進行判定。

4.總結

以上失效模式是動力總成裝配線上幾種典型的失效模式，發(fā)生后會對產品質量造成較大的影響，因此需要對其進行控制。針對這些失效模式，本文列舉了幾種行之有效的預防和檢測手段，降低其發(fā)生的可能性，或將不合格品檢測出來。通過以上措施的實施，可大大提高動力總成裝配線的質量保證能力，提高產品質量。

參考文獻：

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作者簡介：

張玉龍，1988年，男，山東菏澤人，本科，主要從事動力總成工藝工作