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，造成質量和成本損失，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，加工參數與工藝已固化，對出現的滑牙問題，進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專機上使用同一刀具加工，通過對盲孔及鎖緊螺紋孔隨機抽檢，螺紋底孔孔徑及螺牙檢測均無異常，排除螺紋孔徑影響（詳見附頁尺寸報告）。

圖2

（2）對車身側鉸鏈螺孔/螺栓尺寸/銷軸尺寸隨機各抽查30件零件測量數據分析：

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

圖3

4 螺紋孔尺寸與螺紋破壞扭矩測量分析

對車身側鉸鏈螺孔與螺栓尺寸進行檢查，單件均在公差范圍內，隨機抽取30件零件進行扭矩破壞試驗，實測35.6-40.2N，具體見下表2。

表2

5 零件材料性能（硬度）進行檢查分析

對銷軸/鎖緊螺釘/鉸鏈零件硬度進行測量分析，銷軸洛氏硬度要求12-18HR，實測14HR，鎖緊螺釘洛氏硬度要求32-38HR，實測34HR，換算維氏硬度為325HV左右，Q345B材料要求170-190HV，實測185HV，換算洛氏硬度為12.4HR，都在合格范圍內。分析結論：①銷軸硬度遠低于鎖緊螺釘，無產生較大阻力產生影響忽略不計。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 缺陷件實物分析

√ 缺陷件鎖緊孔螺牙如圖已破壞，單邊破壞較嚴重，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

√ 對螺牙硬度進行測量數據為235-250HV，符合230-250HV要求。

圖7

√ 螺釘硬度測試為33HR，符合要求。外徑7.74與長度14.85均符合要求。

√ 故障件鉸鏈螺釘安裝明顯歪斜，螺牙鎖緊時受阻力較大破壞導致滑牙。

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，開發階段鎖緊力為26N.m，發現個別有滑絲問題，批量后更改為23N.m后問題消除，實際驗證鎖緊扭力過大，出現滑絲概率及風險會增加。

結合如上逆向分析滑牙主要原因：

（1）螺紋孔加工傾斜，鎖定鎖緊不垂直時受力不均，導致滑牙。實際產品螺紋孔垂直居中，排除螺紋歪斜導致

（2）螺牙硬度不夠，螺牙受力受損，實際測量合格，排除螺牙硬度不夠因素

（3）螺栓安裝歪斜，螺牙鎖緊時受阻力較大破壞導致滑牙，兩個環節會出現此現象：螺栓第一預擰緊時安裝歪斜，第二螺栓鎖緊前會擰出3個牙，不排除過程脫落安裝后歪斜導致

（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、滑牙等現象風險大。

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，針對滑牙問題，供應商采取如下具體管控措施；

過程管控措施：

（1）針對絲錐壽命進行有效監控管理，使用壽命為1000次，員工進行點檢記錄，專用進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螺紋孔加工工序為使用8工位專機鉆孔、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格執行進料檢驗驗收。

（5）鎖緊螺栓定扭矩預緊力按9 N.m進行設定管理，定扭矩裝配時轉速設定為200轉/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，終檢工序扭力復測時對鎖緊螺釘裝配角度（裝配歪斜）進行目視檢驗。

圖12 某車型車門型鋼鉸鏈鎖緊螺栓滑牙故障率統計

8 改進效果

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