某車型玻璃導(dǎo)槽生產(chǎn)過程質(zhì)量分析

劉琴　劉金強

【摘 要】玻璃導(dǎo)槽是車門的重要組成部分，密封條裝配在玻璃導(dǎo)槽中，為玻璃提供升降通道。玻璃導(dǎo)槽尺寸合格是保證玻璃順暢升降的重要因素。文章通過介紹某車型玻璃導(dǎo)槽各工序質(zhì)量統(tǒng)計分析，選用了控制分析、試驗設(shè)計等工具，系統(tǒng)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行了分析、診斷，并采取了相應(yīng)的措施進行改進，比較全面地對玻璃導(dǎo)槽的整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，可以提前預(yù)測風(fēng)險和采取措施，保證玻璃導(dǎo)槽生產(chǎn)過程穩(wěn)定，質(zhì)量合格。

【關(guān)鍵詞】玻璃導(dǎo)槽；統(tǒng)計分析；試驗設(shè)計

【中圖分類號】U463.853 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）02-0083-05

1 玻璃導(dǎo)槽生產(chǎn)過程介紹

玻璃導(dǎo)槽是車門的重要組成部分，密封條裝配在玻璃導(dǎo)槽中，為玻璃提供升降通道，玻璃導(dǎo)槽尺寸合格是保證玻璃順暢升降的重要因素。導(dǎo)槽的生產(chǎn)過程如下：①步輥壓切斷，將鋼帶按要求的截面形狀尺寸輥壓成型，并按所需的長度切斷，要求截面形狀尺寸、導(dǎo)槽長度正確，無毛刺；②沖切導(dǎo)槽端頭，保證沖切尺寸正確。③沖倒刺，保證尺寸符合要求；④沖壓小支架、支架焊接螺母，保證支架尺寸正確，螺母焊接強度滿足要求；⑤導(dǎo)槽與支架總成焊接，保證總成尺寸正確，焊點直徑與強度滿足要求；⑥電泳，鹽霧滿足EDS-T-7143-480Hrs-GRADE2的要求；⑦檢驗、包裝入庫。通過以上7個步驟生產(chǎn)出玻璃導(dǎo)槽。

2 玻璃導(dǎo)槽質(zhì)量統(tǒng)計分析

下面按生產(chǎn)步驟運用質(zhì)量管理學(xué)知識對玻璃導(dǎo)槽的生產(chǎn)過程進行研究。

2.1 玻璃導(dǎo)軌輥壓切斷工序

重點關(guān)注導(dǎo)槽的截面形狀尺寸（如圖1所示）：①20.0 mm±0.25 mm，②13.0 mm±0.25 mm，③23.0 mm±0.25 mm。該工序尺寸的保證主要是取決于調(diào)整輥壓工序的技術(shù)人員對滾輪的安裝調(diào)試水平。尺寸測量工具是游標(biāo)卡尺，由于游標(biāo)卡尺每年會送到相關(guān)檢定機構(gòu)進行校準(zhǔn)，所以只要游標(biāo)卡尺在安全檢定期限內(nèi)，則不必對游標(biāo)卡尺進行測量系統(tǒng)分析，而只需要針對產(chǎn)品進行過程能力評估。

由于截面尺寸是一個計量特性值，所以可選用基于正態(tài)分布的計量控制圖。同時，由于該零件是大量生產(chǎn)，容易取得數(shù)據(jù)，因此確定采用靈敏度高的X-R圖。首先選?、?0.0 mm±0.25 mm進行分析，然后采用類似方式分析后面2組數(shù)據(jù)。

（1）取預(yù)備數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)合理分成25個子組，參見表1。

（2）計算各組樣本的平均數(shù)X。例如，第一組樣本的平均值：

X1=■=19.820

其余參見表1中第（7）欄。

（3）計算各組樣本的極差Ri。例如，第一組樣本的極差：

R1=max{X1j}-min{X1j}=19.90-19.76=0.14

其余參見表1中第（8）欄。

（4）計算樣本總均值■與平均樣本極差R。

由于∑Xi=499.52，∑R=7.32，因此：■=19.981，R=0.293。

（5）計算R圖的參數(shù)。

先計算R圖的參數(shù)。從參數(shù)表可知，當(dāng)子組大小n=5，D4=2.11，D3=0，代入R圖的公式，得到：

UCLR=D4 R=2.11×0.293=0.618

CLR=R=0.293

LCLR=D3 R=—

如圖2所示，R圖判穩(wěn)。接著再建立X圖，從參數(shù)表可知A2=0.58，再將■=19.981，R=0.293代入X圖的公式，得到X圖：

UCLX=■+A2 R=19.981+

0.58×0.293=20.151

CLX=■=19.981

LCLX=■-A2R=19.981-

0.58×0.293=19.811

因為第13組X值為20.152，小于LCLX，所以過程的均值失控。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這組數(shù)據(jù)屬于過程中的某種突發(fā)原因，但之后未再出現(xiàn)，因此可以直接將其剔除。去掉第13組數(shù)據(jù)后，重新計算R圖與X圖的參數(shù)。此時：

R'=■=■=0.296

■=■=■=19.974

代入R圖與X圖的公式，得到R圖：

UCLR=D4 R'=2.11×0.296=0.625

CLR=R'=0.296

LCLR=D3 R=—

從表1可見，R圖可判穩(wěn)。計算X圖如下：

UCLX=■+A2 R'=19.974+0.58×0.296=20.146

CLX=■=19.974

LCLX=■-A2 R'=19.974-0.58×0.296=19.802

將其余24組樣本的極差值與均值分別標(biāo)在R圖與X圖上，與圖2類似，不再贅述，此時過程的變異度與均值均處于穩(wěn)態(tài)。

（6）與規(guī)范進行比較。

對于給定的質(zhì)量規(guī)范TL=19.75，TU=20.25，利用R和■計算CP 。

■■=■=■=0.127（d2查參數(shù)表得2.33）

CP=■=■=0.66

由于■=19.974，與容差中心M=20.00不重合，所以需要計算CPK ：

K=■=■=0.104

CPK=（1-K）CP=（1-0.104）×0.66=0.59

再計算過程性能指數(shù)：

PP=■=■=0.59，式中■S=■=0.142。

PPK=（1-K）PP=（1-0.104）×0.59=0.53

該公司對零部件過程能力指數(shù)要求為CPK≥1.33，明顯目前CPK≤1.33，目前過程能力嚴(yán)重不足，應(yīng)采取緊急措施和全面檢查。通過停工檢查發(fā)現(xiàn)，有一組滾輪出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致目前過程能力不足。立即向維修人員報修，更換了磨損滾輪。查看輥壓工序設(shè)備點檢表中是否包含了滾輪是否有磨損項目檢查，PFMEA中是否分析到該失效模式，控制計劃中是否有相應(yīng)的控制方法，是否制訂了滾輪定期維護計劃。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致該問題出現(xiàn)的根本原因是設(shè)備維修人員對滾輪定期維護計劃未執(zhí)行，新員工上崗對該項設(shè)備點檢沒有理解清楚。針對上述原因立即采取了相應(yīng)措施，將設(shè)備維修人員是否按期執(zhí)行設(shè)備維護計劃與績效考核掛鉤，對新員工重新培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可上崗。以上措施全部執(zhí)行后，重新對尺寸①20.0 mm±0.25 mm進行過程能力評估，按照上文的評估步驟重新計算，繪制均值-極差圖，計算CPK≥1.33，確定當(dāng)前的統(tǒng)計過程狀態(tài)是滿足設(shè)計、工藝及顧客的要求。

（7）延長統(tǒng)計過程狀態(tài)下的均值-極差的控制限，重新進入控制用控制圖階段，實現(xiàn)對過程的日?？刂?。

尺寸②13.0 mm±0.25 mm，③23.0 mm±0.25 mm采用同樣的步驟進行分析控制。

2.2 玻璃導(dǎo)槽沖切導(dǎo)槽端頭工序

重點保證沖切尺寸8.0 mm±0.15 mm正確，這取決于沖切模定位是否準(zhǔn)確。為了研究導(dǎo)槽的該質(zhì)量特性8.0 mm±0.15 mm的變化規(guī)律，從某天生產(chǎn)的該工序產(chǎn)品中隨機抽取100個進行測量，獲得數(shù)據(jù)如下：8.02，7.92，8.00，7.96，8.07，7.99，8.03，7.94，7.99，8.06，8.03，8.12，8.02，8.01，8.04，7.97，8.00，8.03，8.08，7.97，8.09，7.96，8.06，8.04，7.92，8.10，8.05，7.90，8.00，8.15，8.07，8.08，8.02，8.00，7.93，8.02，8.03，8.01，7.98，8.00，8.03，7.98，8.04，7.85，8.03，7.96，8.09，8.00，8.08，8.07，7.92，8.01，7.98，8.01，7.99，8.00，8.06，8.02，8.05，8.11，8.08，7.96，8.07，7.93，8.03，8.01，7.95，8.14，7.98，8.12，8.09，7.88，8.05，8.02，8.00，7.98，8.04，7.93，8.01，8.03，8.07，8.13，8.03，8.08，7.91，8.02，8.06，8.04，7.96，8.08，8.02，8.01，7.97，8.04，8.03，7.92，8.09，7.98，8.00，8.05。

為了解這組數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，對這組數(shù)據(jù)進行了如下整理。

（1）找出這組數(shù)據(jù)中的最大值xmax和最小值xmin，計算它們的差R=xmax-xmin，R稱為極差，也就是這組數(shù)據(jù)的取值范圍。在這組數(shù)據(jù)中，xmax=8.15，xmin=7.85，則R=8.15-7.85=0.3。

由于共有100個數(shù)據(jù)，通過查直方圖分組組數(shù)選用表，取k=7，通常取組距h為接近R/k的某個整數(shù)值，在本組數(shù)據(jù)中R/k=0.3/7=0.43，因此取組距h=0.5。

（2）確定組限，即每個區(qū)間的端點及組中值。為了避免1個數(shù)據(jù)可能同時屬于2個組，因此通常將各組的區(qū)間確定左開右閉的（a0，a1），（a1，a2〕，…，（ak-1，ak〕，在本組數(shù)據(jù)中a0=7.845，則每組的組限及組中值見表2。

計算落在每組的數(shù)據(jù)的頻數(shù)及頻率確定分組后，統(tǒng)計每組的頻數(shù)，即落在組中的數(shù)據(jù)個數(shù)ni和頻率fi=ni /n，列出每組的頻數(shù)、頻率表（見表2）。

繪制頻數(shù)（頻率）直方圖。在橫坐標(biāo)軸上標(biāo)出每個組的組限，以每一組的區(qū)間為底，以頻數(shù)（頻率）為高，畫一個矩形，所得的圖形即為頻數(shù)（頻率）直方圖（如圖3所示）。由于分組采用等距方式，所以頻數(shù)直方圖與頻率直方圖的形狀是完全一致的。

通過觀察圖3，該圖的特點是中間高，兩邊低，左右基本對稱，說明該尺寸目前是屬于正態(tài)分布的，生產(chǎn)過程是穩(wěn)定的。如果該圖形出現(xiàn)其他形狀，說明有問題存在，通過分析直方圖，找到原因，采取對策，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 玻璃導(dǎo)槽沖倒刺工序

重點保證倒刺高度的位置正確（如圖1所示）：④0.65 mm±0.25 mm，⑤4.3 mm±0.25 mm，該工序尺寸的保證主要是取決于沖倒刺模具未磨損定位是否可靠，過程監(jiān)控可以采取同工序1類似的控制方式，CPK≥1.33說明過程能力滿足要求，CPK<1.33則需分析原因并采取相應(yīng)的措施提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2.4 沖壓小支架、支架焊接螺母工序

該工序的關(guān)鍵是支架尺寸正確，螺母焊接強度滿足要求。小支架結(jié)構(gòu)簡單，沖壓過程穩(wěn)定，不需要采用上述復(fù)雜的監(jiān)控方式，正常生產(chǎn)采取的監(jiān)控方式是首件確認(rèn)，生存過程中每2小時檢測1件，末件確認(rèn)，則基本可以保證小支架尺寸的一致性。螺母焊接強度要求為≥12 N·m，正常生產(chǎn)時，首件用扭力扳手測試，中間生產(chǎn)過程抽檢。焊接強度的好壞取決于焊接參數(shù)（焊接時間T、焊接電流I、電極壓力P）的好壞，特別是在項目初期，經(jīng)常需要進行試驗，從影響焊接強度的因素中尋找好的焊接參數(shù)搭配，因此采用正交試驗設(shè)計方式，利用“正交表”選擇試驗的條件，并進行數(shù)據(jù)分析，找出滿意的試驗條件，即合適的焊接參數(shù)。下面具體介紹焊接參數(shù)的確認(rèn)過程。

2.4.1 試驗的設(shè)計

（1）試驗?zāi)康模捍_認(rèn)經(jīng)濟有效的焊接參數(shù)。

（2）試驗指標(biāo)：焊接強度作為考察指標(biāo)，該指標(biāo)越大，表明試驗條件越好。

（3）確定因子與水平：影響焊接強度的因子有3個，即焊接時間、焊接電流、電極壓力。查焊接參數(shù)規(guī)范表，確定在本試驗中采用的水平，因子A焊接時間（周波）：水平1為5，水平2為6，水平3為7；因子B焊接電流（kA）：水平1為10，水平2為11，水平3為12；因子C為電子壓力（kN）：水平為3，水平2為4，水平3為5。

（4）選擇合適的正交表，進行表頭設(shè)計，列出試驗計劃：由于所考察的因子是三水平的，因此選用三水平正交表，又由于只考察3個因子，所以選用即可，詳見表3。

2.4.2 進行試驗和記錄試驗結(jié)果

有了試驗計劃后就可以按其進行試驗，并將試驗結(jié)果記錄在對應(yīng)的試驗條件后面（見表3）。為了避免事先某些考慮不到的因素影響而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，采用抽簽的方式隨機確認(rèn)試驗的次序，并確保是同一人在同一臺設(shè)備上操作，保證試驗的穩(wěn)定性，盡量避免系統(tǒng)誤差。

2.4.3 數(shù)據(jù)分析

試驗的目的是找出各個因子什么樣的水平可以使指標(biāo)達到最大，可以利用正交表的特點進行數(shù)據(jù)分析。對數(shù)據(jù)進行直觀分析如下。

2.4.3.1 尋找最好的試驗條件

第一列，該列中的1、2、3分別表示因子A的3個水平，按水平號將數(shù)據(jù)分為3組：1對應(yīng){ y1，y2，y3 }，2 對應(yīng){ y4，y5，y6 }，3對應(yīng){ y7，y8，y9 }。

“1”對應(yīng)的3個試驗都采用因子A的一水平進行試驗，這3個試驗結(jié)果的和與平均值分別為T1=y1+y2+y3=8.2+14.2+10.6=33，T1=T1/3=11?！?”對應(yīng)的3個試驗都采用因子A的二水平進行試驗，這3個試驗結(jié)果的和與平均值分別為T2=y4+y5+y6=9+16+11.8=36.8，T2=T2/3=12.3?！?”對應(yīng)的3個試驗都采用因子A的三水平進行試驗，這3個試驗結(jié)果的和與平均值分別為T 3=y7+y8+y8=8+12.4+7.5=27.9，T3=T3/3=9.3。

由以上結(jié)果可知，T1，T2，T3之間的差異只反映了A的3個水平間的差異，可以通過比較它們3個平均值的大小看出因子A的水平的好壞。從這3個數(shù)據(jù)可知因子A的二水平最好。以上數(shù)據(jù)都列在表3中。

同理可看第二列與第三列，按其中的1，2，3分別將數(shù)據(jù)分為3組，計算各自的數(shù)據(jù)和平均值，它們也都列在表3中。由此可知，因子B取二水平好，因子C取三水平好。

綜上可知使指標(biāo)達到最大的條件是A2B2C3。

2.4.3.2 各因子對指標(biāo)影響程度大小的分析

這可以從各個因子試驗結(jié)果的極差來看，這里指的是該因子不同水平對應(yīng)的試驗結(jié)果均值的最大值與最小值的差，該值大，則改變這一因子的水平會對指標(biāo)造成較大的變化，因此該因子對指標(biāo)的影響大；反之，影響就小。因子A的極差為RA=12.3-9.3=3。對因子B、C可同樣計算，它們可置于表3中最下面一行。從3個因子的極差可知因子B的影響最大，其次是因子A，而因子C的影響最小。

2.4.3.3 驗證試驗

在實際問題中分析所得的最佳條件不一定是在試驗中出現(xiàn)，為此通常需要進行驗證試驗，比如選擇條件A2B2C1，該條件不在所進行的9次試驗中。針對該條件進行了3次試驗，結(jié)果分別為14.8、15.0、17.0，其平均值為15.6，該條件也是滿足的。由于焊接參數(shù)一般設(shè)置在一個范圍內(nèi)，通過以上分析得出最好條件，確認(rèn)各參數(shù)的范圍：焊接時間5周波±1周波，焊接電流11 kA±0.1 kA，電極壓力4 kN±0.1 kN。范圍確定后再重新試驗驗證焊接參數(shù)是否正確，如有問題再重新修正，直到確定滿意的焊接參數(shù)。

2.5 導(dǎo)槽與支架焊接

關(guān)鍵要保證焊點強度滿足要求，總成尺寸正確。焊點強度的保證關(guān)鍵仍然是焊接參數(shù)。關(guān)于總成尺寸質(zhì)量管理，判斷總成零件合格與否，通常是將零件放置在零件專用檢具上檢測，可以對關(guān)鍵測點采用靈敏度高的X-R圖。專用檢具要定期進行三坐標(biāo)檢測和測量系統(tǒng)分析，確定檢具是否合格。

2.6 電泳

該步驟的關(guān)鍵是保證漆膜厚度滿足質(zhì)量要求，鹽霧試驗滿足EDS-T-7143-480Hrs-GRADE2的要求。漆膜厚度為15～20 μm，用膜厚儀檢測，鹽霧試驗按1次/批檢測。膜厚儀通過測量系統(tǒng)分析確定設(shè)備否可靠，漆膜厚度可以通過過程能力分析監(jiān)控漆膜厚度變化，一旦過程和檢測工具出現(xiàn)異常，可以及時發(fā)現(xiàn)并采取措施。

3 總結(jié)

以上通過對玻璃導(dǎo)槽生產(chǎn)過程的研究，選用了控制圖分析、試驗設(shè)計的工具，系統(tǒng)地對數(shù)據(jù)進行了分析、診斷，并采取了相應(yīng)的措施進行改進，全面地對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，可以提前預(yù)測風(fēng)險并采取措施。采取以上方式通過數(shù)據(jù)對過程監(jiān)控，有了長期保存的數(shù)據(jù)記錄，以便掌握過程的質(zhì)量水平，不管是對于過程控制，還是在產(chǎn)品設(shè)計及制定規(guī)范方面，都是十分有用的。

參 考 文 獻

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[2]趙熹華.壓力焊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

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com，2015-12-05.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]