弹性垫片装配后开口大问题的调查报告论文_范大伟,郭雪,黄逸,鲁红岩

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摘要：弹性垫片的作用是防止螺母松脱，如果弹性垫片出现异常情况，螺母有脱落隐患，目前装配后发现弹性垫片开口偏大，经过调查确认是与配合的对手件手动控制杆的硬度低，导致弹性垫片的切断口与其配合面相啃，使开口变大，增加手动控制杆的焊片硬度，使该问题得到彻底解决。

关键词：弹性垫片；手动控制杆；硬度；

一、问题描述：

1、2019年9月-10月期间，A6F5AF11KL机型，手动控制杆的装配工序（图一），装配弹性垫片后出现开口大问题（要求＜1.05mm）（图五），弹性垫片的回弹力相应减弱，螺母易松脱，导致无法换挡，有安全隐患。故障率较高，采用更换弹性垫片维持生产，严重影响FTT指标和生产节拍。

2、通过拆解发现手动控制杆与手动控制轴接触位置、弹性垫片与手动控制杆接触位置、弹性垫片与螺母接触位置存在不同程度的压痕、划伤、啃伤。而且手动控制杆与弹性垫片接触面存在堆起现象（图六）。

二、临时围堵措施：

针对以上问题，采取了临时围堵措施

1、通过现场观察操作者的装配工艺，发现垫片随着螺母旋转，在力矩达到要求时，开口会增大，反之，符合标准要求。对未装机的垫片目视检查发现存在3种切断口状态，立即组织装机验证，如图二（差、有擦伤微翘、装机量300件、故障数量210、故障率70%）、图三（中、有压痕微翘、装机量300、故障数量150件、故障率50%）、图四（较好、无擦伤压痕、装机量300、故障数量60件、故障率20%）。通过以上验证，图四状态的产品故障率有所降低，但故障现象未彻底消除，临时采用目视挑选方式维持生产。

2、螺母的力矩工艺要求是15-20N•m，实际现场是按上限设定的20 N•m，为了验证力矩是否对开口有影响，临时将力矩值调整至17 N•m，经过600台套的装机验证，故障率再次降低，降低到10%，但仍未彻底消除。

结论：通过以上两种临时对策，可将故障率降低到10%，能够维持正常生产秩序。

三、原因分析：

通过鱼骨刺图列出了所有可能的原因分析，再进行现场逐一分析、验证并排查。

1、人的因素：未按工艺操作规范使力矩值调大或调小

通过现场检查，操作者先用风枪将螺母预紧（力矩值约2N•m），使螺母与弹性垫片压靠，然后使用限扭扳手手动将螺母拧紧，达到力矩要求值。限扭扳手的力矩值是按操作规范事先由专人设定完成，操作者无权自行调整，故未按工艺操作规范不是导致垫片开口大的原因。

2、设备的因素：由于是手工拧紧，不存在设备因素。

3、方法：力矩值设置不合理

由于螺母螺纹与对手件手动控制轴螺纹是M8×1.25规格的，经过查阅相关标准允许力矩设计值是15-20 N•m，当前是按上限20 N•m设定。限扭扳手的力矩是由现场工程师使用专用工具对其进行调整并校验，力矩值设定好后操作者是无法随意自行调整的。当力矩值未达到要求时，系统会发出报警信号，存在力矩不准确情况。经过确认，力矩设置是符合要求的。

4、材料：相关装配零部件，硬度及尺寸设置不合理，需要优化

①弹性垫片：相关尺寸均符合图纸要求，自由高度要求值：4.2-5.25mm，实际测量4.21-4.39mm；公称厚度要求值：1.9-2.3mm，实际测量2.1-2.21mm。硬度均符合图纸要求，表面硬度HRC要求40-50，实际测量40.4-45.1；心部硬度HRC要求40-50，实际测量44.6-48.3，以上测量50件。

②手动控制杆：尺寸均符合图纸要求，异型孔径要求Ø11.1- Ø 11.3，实测：11.10-11.11；圆孔径要求Ø8.7- Ø 8.8，实测：8.72-8.77；异型孔宽度要求6.04-6.15，实测：6.12-6.14，以上测量数量50件。硬度是实测值，小焊片表面硬度HV127，心部硬度HV200；本体表面硬度HV183，心部硬度HV189。

从弹性垫片和手动控制杆的尺寸和硬度的测量结果来看，没有发现异常情况，但是手动控制杆装配后的压痕，是异常的（图六），与弹性垫片接触的平面有一侧有被啃伤现象，另一侧有堆起现象。经过分析，是由于手动控制轴与手动控制杆在螺母拧紧时，压紧弹性垫片的同时出现此异常压痕。

经过确认装配过程，发现如果有开口大的垫片，都存在（图六）所示的问题，垫片存在打滑问题是由于垫片两面所受的摩擦力不等，主因是由于手动控制杆有堆起现象，当垫片受压时垫片被垫起使摩擦力不等导致打滑，随着螺母带动垫片旋转，切断口与堆起相切，力矩达到要求时开口增大。初步分析是由于手动控制杆材料的硬度偏软导致此故障发生。

为验证是否是硬度问题，要求供应商重新制作硬度比原来偏高的产品，由原来的HV127提高到HV290，只提高小焊片的硬度。经过两轮次300件的装机验证，垫片开口符合要求（表6），拆解后手动控制杆与垫片接触面无（图六）现象。

表6

四、永久措施

通过以上的分析验证，垫片开口大问题，得出根本原因如下：是由于手动控制杆小焊片硬度偏低装配后变形导致，针对以上原因，采取的永久措施是要求供应商将硬度值由HV127提高到HV290，对应后续装机，跟踪3小批，此问题达到了整改效果。此质量问题分析经验已在公司其他项目上进行了推广应用。

结束语

综上所述，本文以某自动变速器在装配中出现的弹性垫片开口大问题为例，首先对垫片的切断口外观进行挑选验证确认，临时围堵对应，然后通过排查相应装配零件尺寸及硬度确认，并做相应改进验证，检查是否存在装配后开口大问题，并找出原因，排除故障。

参考文献：

［1］朱东华等，机械设计基础.哈尔滨工业大学.机械工业出版社.

［2］GB/T1222-2007，《弹簧钢》标准规范.

［3］SPHC-JIS G 3131标准规范.

［4］45-GB/T 699-1999标准规范.

论文作者:范大伟,郭雪,黄逸,鲁红岩

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/18

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