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基于QFD和FMECA技术的汽车覆盖件模具设计
6 P& ` P3 }9 p0 _* g, [周敬勇、谭永明21.合肥职业技术学院(安徽合肥230011)2,青岛和硕环保科技有限公司(山东青岛266101) : j) }7 Q, {5 b% o" U/ D
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$ [1 s. C7 _+ p: E【摘要】单件及小批量生产和缺少数据积累带来的重复和低效生产,一直是困扰汽车覆盖 件模具发展的“瓶颈”。随着QFD和FMECA技术的产生,企业可以采用系统、全面和标准化的方法,在模具设计、制造及试模阶段就能发现可能出现的故障,在前期就可以进行设 计更改,从而可以避免造成损失,取得良好的经济效益和社会效益。以卡车门内板翻边整 形模具为实例,介绍了QFD和FMECA技术在汽车覆盖件模具设计中的应用方法。 3 { C# a- @1 s% X: W
关键词:质量屋;汽车覆盖件;模具;QFD和FMECA;应用
* S( t r3 U% @# K' ^1 引言 j% P; d" }8 k5 q8 D
随着经济发展和人民生活水平的日益提高,汽车 进入了普通家庭,从而也带动了汽车市场的蓬勃发 展,虽然近几年由于市场出现饱和而导致增速减缓, 但中国仍然是世界上汽车增速强劲的国家之一。
r3 M. E: k# I/ p4 F) c基金项目:安徽省高等学校省级质量工程项目 “基于行动导向的高职模具专业课程体系改革与创新 实践研究”(项目编号:2018jyxm1063);合肥职业技术 学院自然科学项目“基于逆向工程的产品建模与数控 加工研究”(项目编号:201814KJA005)。 / p5 d2 m1 h# s: q# r
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市场竞争的加剧对作为70%汽车零部件加工方式的 模具加工提出更高的要求,覆盖件模具又作为汽车模 具中最为复杂和最为重要的模具,存在生产批量少、 制造周期长、结构复杂及种类多等特点,相对质量要 求更为苛刻,它也成为保证汽车整车质量的根源核 心,各大汽车制造厂也都在该方面投入了巨大资金和 人力,以提高在市场中的竞争力。/ ~2 }" \% b# J; J
质量功能展开QFD(Quality Function Deployment)是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特 性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法。 通过质量屋可以清晰地体现问题和产生原因间的关 系及权重,根据因果更好地进行质量改善。FMECA(Failure Mode and Criticality Analysis)以是以 工程实践为基础,分析产品所有可能的故障模式及其可能产生的影响,并按每个故障模式产生影响的严重程度及其发生概率予以分类的一种自下而上的归纳 分析方法- o3 v. M$ B2 T2 N, x! j( ?2 O
应用QFD和FMECA技术对汽车覆盖件模具质量问题和产生原因进行解析总结,通过逻辑关系推导展示问题的相连关系,为覆盖件模具的设计和质量的提 升提供合理依据。 * j2 s6 D8 f$ f- P
2 QFD在覆盖件模具设计上的应用0 ^8 |) ]' k9 d: U/ e
作为产品质量的源头,设计环节关系到产品最初的质量导向,充分的调研和问题解决经验的积累,可以 避免产品开发中的一些“弯路”。QFD在新品研发方案 制定方面,可以直观的列举要求和产生原因之间的逻 辑关系,通过“质量屋”和矩阵的形式将信息量化,便于准确、快捷、有效地找出出现各种质量的原因和影响程 度。本文以1028轻卡车门内板翻边整形模具为实例 进行的可靠性研究方法分析。如图1和图2所示,覆盖件模具的主要组成:上模板、下底板、凸模、凹模、压料 板、导板和标准件(弹簧、螺钉等),其中凸模和凹模是 最关键部件,也是问题最多的部件。汽车覆盖件问题 和翻边整形模具对应问题如图3所示。质量屋能够反 映汽车覆盖件模具设计、选材和加工装配对成品件的 质量产生的影响度,各项工程措施(质量原因的重要
计算,表明取值越大,表明该项质量原因就越重要,也就是质量控制中的“关键因素”应重点控制。通过质量屋可以清晰看出“板料偏薄”对轻卡车门内板成品件影响最大,其次是“压 料板间隙过大”和“压料板形状不符”,不仅因为尺寸 不符会影响到后续车辆组装,还会因为错位将前序拉 伸模正确形状压坏,在设计加工中需要配研和测试以 免影响制件质量。对产品影响最小的因素是“翻边切 入深度偏大”和“板料偏硬材质”,实践证明翻边时凸模伸人凹模尺寸大于设计要求,能够让翻边角度更符 合要求,但是有可能因此增加压料板的负担,而对制 件的压痕较重;选用偏硬的材料,会增加回弹系数和 冲压载荷,导致翻边角度不符。通过原因相关等级显 示,“板料偏薄”在“翻边刃口间隙大于公差”时会增加其影响效果,例如让翻边角度更加偏离要求,加剧了产品质量的降低。! @ Y" Z V2 F4 o
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质量屋的右端为制件市场竞争力的对比,通过 与“一汽模具”的对标,能够突出的显示成品件在哪些方面与对标方的差距,“一汽模具”在制件的外观 形状、压痕控制和尺寸把控上做的更为突出,后期通过在这些方面的提升,缩短与竞争对手之间的差距。 技术竞争力评估是控制制件质量而设计制造模具的 技术能力的一种对比估算,通过对比找出差距存在点,
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: ? D5 i/ P& i, j9 }7 U9 ? 通过技术方面的提升来提高制件的质量,汽车覆盖件 板料选材的厚度和硬度控制是对制件影响最大的因 素,模具制造过程中的压料形状和与板料间的间隙控 制也是模具制造质量的重要指标,在这些方面的改善 能够提升产品的整体技术水平。/ @$ V4 h8 B- n6 L z. r+ _
将模具设计和调试中出现的质量问题作为 的输人条件,模具设计质量控制系统将自动对“模具 质量数据库”进行检索和分析,快速准确地找到引起 质量问题的各种可能原因及其对质量问题的影响程 度,从而从关键因素人手有效地解决质量问题。可见QFD在模具设计质量评价和分析中能进行准确有效 的质量诊断和评价,具有一定的准确性和有效性。
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