案例解析|车门铰链安装失效(铰链车门失效螺纹案例)

铰链起源自哪里?在车门装配,铰链安装过程中遇到了什么问题?是如何解决的?希望通过本次案例与大家一起交流学习。

提起铰链,作为汽车零部件加工或者我们汽车制造行业的人员都熟悉这个部件,但是最早的铰链却是叫“合页”,这个物件诞生于距今约2200年,我们的老祖先就开始使用这个结构连接两个物体的部位,随着现代生活的发展,现代隐藏式铰链诞生了,并且很快的应用推广到各行各业,对于汽车来说,铰链也就是车门和车体连接的“合页”。

车门铰链,是能够实现车门开闭功能的隐藏部件,是整个车门系统重要的保持件,同时也是安全件,需要做3C认证,目前铰链主要分为型钢铰链、冲压铰链、锻造铰链。

案例解析|车门铰链安装失效(铰链车门失效螺纹案例) 汽修知识
(图片来自网络侵删)

车门铰链的作用

它是实现车门开闭功能必不可少的功能件;同时也是整车的安全件,跟整车的碰撞性能息息相关。
法规要求,在碰撞过程中,要求车门保持关闭,车门锁止状态不变;碰撞后,车门能够开启。
如不满足法规要求,则会导致车辆无法销售,召回等等,给企业造成巨大经济损失,“辘轳虽小,能提千斤”,车门铰链作为汽车的幕后成员,对车辆安全起到很大的作用,这个部件可不能出问题,任何的环节出了问题,都可能给我们消费者带来严重的影响。

因此,对于铰链的加工和装配中的问题,各大主机厂和零件合作伙伴均非常重视,对于整车装配过程控制及合作伙伴方的控制也是较为严格。

下面,螺丝君来介绍一个发生在整车门线装配工位车门装配后,铰链顶丝打紧后扭矩不合格的实际案例和改进过程。

一、问题描述

近期,某主机厂某车型车门装配线车门安装工位反馈右侧车门铰链无法有效打紧,对装配后静态扭矩测量,扭矩不合格。

二、铰链装配失效的分析

当失效发生后,首先拿到故障件,结合装配环境进行分析,分别从工艺过程、铰链内螺纹尺寸及材料性能等方面进行综合分析。

2.1 制造工艺过程确认

该结构在焊装车间进行预装,后进入涂装车间电泳+喷涂,最后在总装车间进行车门拆卸和装配,经过持续3天的检查,发现在焊装车间预装的过程中存在滑丝现象。

通过上述过程调查和持续的检查,目前基本锁定为铰链机构螺纹问题,但是否为单一尺寸问题导致本次失效,目前还无法准确判断,下面我们对铰链单件的状态进行确定,故障原因锁定后,再对问题发生原因进行确认和改进。

2.2 铰链螺纹尺寸和性能验证

2.2.1 现场操作验证:

2.2.2 单件分析——牙型(牙高、螺距)

结论:

经过剖切对比发现,末端未破坏螺纹表面存在破坏痕迹,经硝酸清洗后末端损坏齿牙表面存在镀层,证明齿牙在电镀前已经被破坏。

经过现场验证和调查,模拟滑丝状态与故障件状态一致,通过2.2.2验证,证明此次问题非现场操作导致的滑丝问题,故需要验证来料是否存在问题,100%排查当批次来料,发现3例已滑丝,需要重点调查合作伙伴螺纹加工过程,但静态扭矩不合格是否主要因滑丝导致,还需要进一步确认,因此我们还要继续确认产品材质、金相、硬度、及力学测试(保载、破坏)等方面是否正常。

2.2.3 单件分析——材质&力学性能 、硬度、金相

① 故障批次对应的原材料材质及力学性能检测结果

② 产品硬度检测

检测结果:

经过对比检测得出:原材料材质、力学性能、产品硬度,均与故障件无较大差异。

③金相检测结果

通过对故障件和正常件进行金相对比检测,金相组织基体基本一致, 正常件齿部硬度209HV,芯部硬度153HV,不良件齿部硬度224HV,芯部硬度163HV 两零件基本一致,排除金相与硬度异常导致扭矩不合格。

2.2.4 单件分析——铰链保载力与螺纹压溃测试

①零件保载力检测:

检测结果:

通过对比验证得出:正常批次和故障批次检测结果均OK,故排除该因素影响。

②螺纹压溃检测:

检测结果:

经过对比分析得出,螺纹压溃检测正常批次和故障批次结果OK,排除该因素影响。

三、原因锁定与问题解决

通过上述对比验证,我们将故障原因锁定到铰链螺纹尺寸加工过程,并通过5Why工具与现场加工工具的验证找到Root cause:

故障再现:

Root cause:

底孔钻孔刀具异常,刀具修补后横刃偏心,螺纹底孔钻孔偏大,从而导致最终螺纹尺寸不合格。

通过模拟横刃修补偏心加工,底孔直径7.79mm,7.80mm,7.00mm,螺纹通止规检测,通规能通过,止规不止,螺纹形状与故障件相似,故障再现。

制定措施(因不具备检测钻头尺寸能力,故通过检测加工后的零件确认钻头状态):

① 对半成品螺纹底孔首、中、末&换刀后首、末件尺寸检查;

② 对半成品螺纹小径首、中、末&换刀后首、末件尺寸检查。

合作伙伴对于加工工具钻头修复后,未验证螺纹底孔尺寸,对于螺纹的加工和管控能力不够,对此次失效采取的措施标准化至控制计划及作业指导书中,PFMEA失效模式增加钻头返修后检验要求的探测手段,上述失效过程,并同步向相关方共享经验教训。

螺丝君经验与总结

此次事故导致的铰链螺纹滑丝问题,由于螺纹加工尺寸偏差导致,但是由于铰链是关键件,如果不把整体的可能因素验证完毕,不能排除其他因素导致的扭矩不合格的现象,故需要谨慎对待该问题,此次故障调查及Root Cause的寻找,整体投入的验证资源较充分,显示了整车生产主机厂对于关键特性的管控较为严苛。

同时,生产类似零件的小伙伴们,在日常生产制造过程中,产品过程控制不要掉以轻心,过程的稳健控制和管理非常重要,对于此类问题的解决和预防,我们螺丝君有核心技术团队支持,欢迎跟我们相互交流和学习,避免小疏忽,大损失!

今天的话题,就分享到这里,不当之处,欢迎批评指正;若您有任何疑问或建议,或需要进群交流的小伙伴,可关注螺丝君微信公众号:GAF螺丝君(GAF-luosijun)

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