如何有效進行產品的尺寸控制

隨著整車廠對產品尺寸要求越來越高，要使總成尺寸達到產品圖紙要求，需要對沖壓件及總成制造過程從嚴控制，其控制能力綜合反映了一家企業的產品開發和質量控制水平。上海拖拉機內燃機有限公司(簡稱：拖內公司)結合自身產品的特點，通過不斷地總結和探索找到了一個適合自己的尺寸控制方法，即抓住根本，控制產品的變差源。

在產品開發階段，有4個階段會對產品尺寸產生較大影響，分別為產品設計、工藝開發、試生產及批量生產，各階段產生的影響程度和側重點不同。要控制變差源，開發階段控制占70%，過程控制占30%。在開發階段，產品設計和工藝開發尤為重要。

產品設計的合理性

產品設計要避免沖壓成形工藝過于復雜，減少沖壓回彈和零件干涉現象，對于沖壓件上有相對裝配關系的孔盡量在同一工序上沖壓，重要孔位盡量安排與定位孔同一工序沖壓。模夾具設計定位必須可靠，如夾具定位孔必須選擇傳遞沖壓的主定位孔，定位面必須選取沖壓件的可靠面。再次，工裝設計時要便于員工取放料，易于操作和維護，以防生產過程中因人機工程問題造成的尺寸變差。最后制訂沖壓件孔徑公差表，規定每個沖壓件的孔徑及孔位，按總成要求的80%收公差,預留20%給總成調節,保證總成尺寸合格率。

如圖1中，5個φ6.5的孔在單件圖紙上的位置度未注明要求。如按默認公差2.0來做的話，明顯低于總成1.4的要求，這樣即使零件孔位在公差之內也很難保證焊接后的總成孔位要求，故我們把沖壓件孔位公差收到1.0。

定位基準的合理性和一體化

要保證零件質量，首先定位基準滿足3，2，1原則。有些圖紙從表面看似乎符合3，2，1原則，但實際定位是不合理的。如圖3中，A1、A2、A3都是控制Z向的，但是它們不在一個平面上，A3這個面既是定位面又是配合面，即使該翻邊面有回彈、超差，在零件檢測時也不易發現。若A3放在底面更為合理，更能有效控制產品的配合面。

其次，要建立車身統一基準系統，用于統一從沖壓件、零件檢具、焊接總成、白車身裝配到總裝裝配的主定位基準原則，建立MCP(Master Control Point)清單，便于沖壓、焊接、總裝工藝在開發定位工裝時協調一致，避免因工序定位選擇不同而產生偏差。同時還要保證測量定位基準與制造夾具的定位基準一致。

夾具的定位方式

考慮到鈑金件回彈、形狀不規則、材質及沖壓工藝的影響，焊接夾具都采用過定位設計以校正零件變形，而且定位夾緊單元都設計成三維或二維方向可調以適應零件變化。在定位孔處理上除了采用過定位銷外，拖內公司對定位銷采用收公差的辦法，主定位銷比孔的公稱尺寸-0.05mm，對于如B柱總成、A柱總成在內外板裝配時利用對穿銷定位，從而提高工裝穩定性。

在試生產前，工裝夾具的安裝非常重要，只有合格的工裝才能生產出合格的產品。夾具安裝到位后，需使用測量設備(如激光跟蹤儀)對所有定位孔面進行全尺寸測量，建立完備的定位基準數據，便于生產期間的產品尺寸協調。以大尺寸、復雜零部件為先導，其余零件隨后裝上夾具，即逐次“定位-夾緊”。

一般工裝到位后的試生產需要維持6個月，以滿足投產不同階段的質量控制目標。試生產階段主要是解決實際零件和工裝夾具的匹配協調性，同時解決操作過程中的實際困難，直到到達設計要求的節拍以及質量目標才可轉入到批量生產。

數據的收集和分析

產品尺寸數據獲取的方式很多，最常用的是通過三坐標測量系統、檢具等工具都可以檢測出實際零件相對于設計數模的符合性，再對比開發初期就制定好的各測量點公差帶以及合格率的要求，從而判定產品尺寸的合格率。

基于三坐標測量系統的數據，一般復雜總成件可以得到多則上千少則數百的產品測量點數據，但是逐個分析沒有可能也不必要。目前拖內公司的做法是：先統計不合格點的狀態，然后在數據穩定的情況下對生產過程進行確認并整改。還關注不合格點的超差情況和分布，同時計算一些總裝和顧客關注的需要控制的點的過程能力(CP)，通過部分代表的點反映整個產品的質量狀態。

產品尺寸變差整改

數據收集和分析可以確定問題所在，并找出問題出現的根本原因。通過工程師的簡單確認，基本可以排除或糾正人員和方法兩方面的影響，之后，再用檢具檢查沖壓件。同時根據總成數據分析的結果，首先檢查問題點焊接夾具定位面、定位銷的位置精度，記錄偏離值并判斷是否與問題的趨勢一致，如果一致先調整到理論位置。其次將零件置于夾具之上，觀察零件與定位面和定位銷的對應狀況，調整確保零件與定位面之間無干涉部位。再次，檢查零件在夾具上定位后是否有轉動或移動現象，記錄定位銷與零件孔的對應尺寸，結合材料檢測數據和產品的尺寸數據分析結果，形成對定位銷和面的整改措施。原則上，材料有問題先整改材料，然后整改機器(焊接夾具)，但實際上只要材料狀態保持穩定，很多產品尺寸問題都是通過夾具整改完成的，因為夾具整改相對來說更有效率也更經濟。

尺寸在開發完成進入批量生產一段時期以后，材料和機器也相對穩定，這時只要定期檢測材料和機器的狀態，及時維護保持穩定就可以了，同時需要把精力轉到對人員和工藝方法的執行管理方面。在批量生產階段，通過SPC控制圖可以預防一些定位銷、面松動和磨損的情況。