某車型門型鋼鉸鏈銷軸鎖緊螺紋孔滑牙問題解決

梁鋼濤

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545001

1 問題描述

6月份，車間質(zhì)量反饋某車型左上前門型鋼鉸鏈銷軸鎖緊螺紋孔滑牙故障28例，故障率PPH：0.49。該問題影響車間正常生產(chǎn)，造成質(zhì)量和成本損失，問題急需解決。

圖1

2 螺紋孔滑牙潛在失效模式分析

該車型門型鋼鉸鏈已批量供貨，加工參數(shù)與工藝已固化，對(duì)出現(xiàn)的滑牙問題，進(jìn)行潛在失效模式分析如下：

螺紋孔滑牙可能原因：

（1）螺紋底孔過大（大于7.0mm），定位螺栓安裝傾斜，安裝螺栓扭力過大（鎖緊螺栓扭力槍轉(zhuǎn)速過快），螺紋少牙；（2）螺紋孔/螺栓/銷軸的公差匹配，破壞扭矩不合格；（3）組件的硬度不夠。

3 螺紋孔/螺栓/銷軸的公差匹配分析

（1）左上/左下型鋼鉸鏈由同一臺(tái)專機(jī)上使用同一刀具加工，通過對(duì)盲孔及鎖緊螺紋孔隨機(jī)抽檢，螺紋底孔孔徑及螺牙檢測(cè)均無異常，排除螺紋孔徑影響（詳見附頁尺寸報(bào)告）。

圖2

（2）對(duì)車身側(cè)鉸鏈螺孔/螺栓尺寸/銷軸尺寸隨機(jī)各抽查30件零件測(cè)量數(shù)據(jù)分析：

鎖緊孔尺寸要求6.647-6.912，實(shí)測(cè)6.74-6.88；①螺栓長(zhǎng)度尺寸15-0.5實(shí)測(cè)14.86-14.92，②螺栓直徑要求7.7-7.8實(shí)測(cè)7.72-7.8；銷軸：①10-0.02尺寸實(shí)測(cè)9.98-10.0；②9.2+0.1實(shí)測(cè)9.22-9.24。

圖3

4 螺紋孔尺寸與螺紋破壞扭矩測(cè)量分析

對(duì)車身側(cè)鉸鏈螺孔與螺栓尺寸進(jìn)行檢查，單件均在公差范圍內(nèi)，隨機(jī)抽取30件零件進(jìn)行扭矩破壞試驗(yàn)，實(shí)測(cè)35.6-40.2N，具體見下表2。

表2

5 零件材料性能（硬度）進(jìn)行檢查分析

對(duì)銷軸/鎖緊螺釘/鉸鏈零件硬度進(jìn)行測(cè)量分析，銷軸洛氏硬度要求12-18HR，實(shí)測(cè)14HR，鎖緊螺釘洛氏硬度要求32-38HR，實(shí)測(cè)34HR，換算維氏硬度為325HV左右，Q345B材料要求170-190HV，實(shí)測(cè)185HV，換算洛氏硬度為12.4HR，都在合格范圍內(nèi)。分析結(jié)論：①銷軸硬度遠(yuǎn)低于鎖緊螺釘，無產(chǎn)生較大阻力產(chǎn)生影響忽略不計(jì)。②螺釘硬度大于鉸鏈材料硬度，螺栓鎖緊過程中受力較小，影響排除。

表1

圖4

圖5

6 缺陷件實(shí)物分析

√ 缺陷件鎖緊孔螺牙如圖已破壞，單邊破壞較嚴(yán)重，殘絲粘附在螺釘上，失效模式分析螺釘鎖緊過程中受力不均，螺牙受到較大阻力破壞掉。

圖6

√ 對(duì)螺牙硬度進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)為235-250HV，符合230-250HV要求。

圖7

√ 螺釘硬度測(cè)試為33HR，符合要求。外徑7.74與長(zhǎng)度14.85均符合要求。

√ 故障件鉸鏈螺釘安裝明顯歪斜，螺牙鎖緊時(shí)受阻力較大破壞導(dǎo)致滑牙。

圖8

圖9

圖10

√ 同類某公司車型鉸鏈鎖緊力雖定義為23±3N.m，開發(fā)階段鎖緊力為26N.m，發(fā)現(xiàn)個(gè)別有滑絲問題，批量后更改為23N.m后問題消除，實(shí)際驗(yàn)證鎖緊扭力過大，出現(xiàn)滑絲概率及風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。

結(jié)合如上逆向分析滑牙主要原因：

（1）螺紋孔加工傾斜，鎖定鎖緊不垂直時(shí)受力不均，導(dǎo)致滑牙。實(shí)際產(chǎn)品螺紋孔垂直居中，排除螺紋歪斜導(dǎo)致

（2）螺牙硬度不夠，螺牙受力受損，實(shí)際測(cè)量合格，排除螺牙硬度不夠因素

（3）螺栓安裝歪斜，螺牙鎖緊時(shí)受阻力較大破壞導(dǎo)致滑牙，兩個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象：螺栓第一預(yù)擰緊時(shí)安裝歪斜，第二螺栓鎖緊前會(huì)擰出3個(gè)牙，不排除過程脫落安裝后歪斜導(dǎo)致

（4）最終裝配扭矩為23-29N.m。同類型鋼鉸鏈最終鎖緊力為20±3 N.m，拆卸螺栓后定位螺栓與螺紋未完全嚙合便鎖緊，容易造成傷扣、亂扣、滑牙等現(xiàn)象風(fēng)險(xiǎn)大。

7 過程管控措施

綜上分析，排除螺紋孔尺寸及組件尺寸材料方面的影響，針對(duì)滑牙問題，供應(yīng)商采取如下具體管控措施；

過程管控措施：

（1）針對(duì)絲錐壽命進(jìn)行有效監(jiān)控管理，使用壽命為1000次，員工進(jìn)行點(diǎn)檢記錄，專用進(jìn)行回收避免絲錐過度使用。

（2）配置專人使用工具模研磨鉆頭，保證鉆頭研磨一致性。

（3）工藝方面M8×1.25螺紋孔加工工序?yàn)槭褂?工位專機(jī)鉆孔、絲攻，M8螺紋孔采用螺栓全檢，排除毛刺及未加工到位的問題。

圖11

（4）材料與螺栓尺寸性能嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)料檢驗(yàn)驗(yàn)收。

（5）鎖緊螺栓定扭矩預(yù)緊力按9 N.m進(jìn)行設(shè)定管理，定扭矩裝配時(shí)轉(zhuǎn)速設(shè)定為200轉(zhuǎn)/分，避免速度過快受力不均勻損傷螺牙。

（6）鎖緊螺栓裝配增加定位工裝保證與定扭槍成垂直角度，員工自檢，避免裝配歪斜螺栓及裝不到位問題，終檢工序扭力復(fù)測(cè)時(shí)對(duì)鎖緊螺釘裝配角度（裝配歪斜）進(jìn)行目視檢驗(yàn)。

圖12 某車型車門型鋼鉸鏈鎖緊螺栓滑牙故障率統(tǒng)計(jì)

8 改進(jìn)效果

所有措施斷點(diǎn)后，鉸鏈滑牙故障率由改進(jìn)前的PPH0.49降低為0，問題得到有效解決。