加强质量攻关减少KT车型后桥半轴花键磨损故障

陈黄丽

厦门金龙联合汽车工业有限公司 福建省厦门市 361023

1 KT车型后桥半轴花键磨损故障问题描述

KT系列后桥从我司供应源共出厂1979台，发生故障13起，其中我司故障7起，竞争对手6起（重复发生故障的车辆由于干扰因素较多，暂不计入），平均故障里程约1万km，故障比率0.66%。通过检查故障件发现，半轴外花键和轮毂单元内花键均有不同程度的磨损，严重的会有半轴内退的情况发生，导致半轴油封和桥壳受损。

2 KT车型后桥半轴花键磨损故障质量攻关

根据出现的质量问题，制定整改计划进行质量攻关，提出相应的质量整改措施。

2.1 制定质量攻关计划

（1）由售后部负责收集相关车辆售后信息，提供故障描述和故障件；

（2）供应商生产部和质检课负责产品批次的排查，即从2015年至今，各批次生产数量、使用轮毂半轴的批次、提供典型批次样桥；

（3）供应商品管部负责提供各批次的检验报告，生产批次排查和事故件拆解及检测；

（4）项目组负责故障根本原因分析及验证，临时措施和永久措施的制定和验证。

2.2 现状调查

对目前轮毂单元的生产现状进行调查，在生产过程及质量控制中查找原因。半轴轮毂单元总成是由半轴、挡圈、O型圈、轮毂单元等四个零件装配而成的。

2.2.1 评价方法

关于测量评价手段，项目小组充分讨论后确定以下两种：

（1）台架试验。技术部与相关具有资质的检测机构取得联系，并确定该机构可承接后桥半轴总成疲劳强度的台架试验，公司将最终改进方案的整桥样件送去做台架试验，以验证方案的有效性。

（2）在线检测。由于台架试验的实施周期较长，必须找到一种可以替代的且短期内可以做到的方案。分析认为，半轴和轮毂单元配合紧密程度是影响使用效果的主要因素，配合紧密程度会直接反应到脱出力上，小组讨论确定，采用测量总成压装后脱出压力检测的评价手段，以此来验证措施的改进效果。

2.2.2 库存件检测

由于故障件花键齿已剪切或压溃，不能测量正确数据，因此项目组从库存中抽取4组零件进行压装，检测压入力和压脱力，半轴生产日期分别是1501/1601/1601/1602，检测结果如表1。

由表1可以得出结论，此结构设计压力值3-7T，从检测结果看压入力控制比较稳定，但压脱力普遍低于压入力，说明此结构虽满足设计要求，但仍有优化空间。对库存件压装拆解后获得两个发现：

半轴花键副压装时齿顶之间的过量挤压作用，造成轮毂单元掉屑，留有痕迹；

4号总成的半轴花键齿顶表面存在压装时的啃食痕迹，其余总成没有，反映出压装过程中的不稳定因素。

表1 检测结果表

2.3 临时整改措施的制定

根据目前收集到的故障模式均为零件配合处花键磨损，导致两个零件松脱，目前可行的临时措施是向终端用户提供成套（已压装好）的半轴轮毂单元总成，此状态总成中的半轴花键配合尺寸是经过优化的，同时为增加花键联接强度，压装过程中涂抹“高强度螺纹锁固密封剂”。

项目小组讨论确定两种临时措施验证方法：一是检测压脱力，二是统计其他售后市场优化件质量表现。

2.4 检测压脱力

故障车辆技术状态压脱力测试结果如表2，花键半轴尺寸优化后状态压脱力测试结果如表3，花键半轴尺寸优化加涂抹密封剂后状态压脱力测试结果如表4。

经过压脱力试验检测后发现，优化后的半轴压脱力较压入力提升约5%，加胶后压脱力提升25.7%，加胶前后对比增加约20%，防脱效果明显。统计2017年初至今的竞品车同类车型售后市场已优化半轴车辆的质量表现，优化后半轴正常使用里程已接近15000公里，无失效反馈，说明措施有效。

2.5 故障原因及关键因素分析

对KT车型后桥半轴花键磨损故障问题进行分析，可以从材料、人员、设备、方法、环境、测量等多个方面进行故障问题分析，如图1。

小组对分析出的潜在原因制定确认计划，并逐一进行确认。

（1）在确认工装方面的原因时发现：设备运行状态良好、点检正常、压力符合工艺要求，但压力监控不精确，可做进一步优化，压装过程未使用专用工装，有压偏的风险（前面拆解已发现啃食痕迹），影响花键副过盈联接可靠性。

（2）在确认配合尺寸设计方面的原因时发现：1）材质：轮毂单元花键65Mn符合轮毂内花键选择通用原则，轴40Cr符合传动轴花键选择通用原则，材质选择能够满足要求；2）尺寸：a.花键大径配合过盈量偏大（前面拆解发现的内花键被切削的现象），有造成配合面拉伤的风险，最终导致配合力不足；b.键侧配合间隙过大，不利于承受冲击载荷的工况。

通过以上所有潜在因素的分析确认，小组确定导致KT半轴花键异常磨损的主要原因包括以下两个方面：压装过程无专用工装的问题、花键配合尺寸设计不当。

表2 故障车辆技术状态压脱力测试结果表

表3 花键半轴尺寸优化后状态压脱力测试结果表

表4 花键半轴尺寸优化加涂抹密封剂后状态压脱力测试结果表

图1 故障问题分析图

2.6 制定对策

小组对前面分析的两个主要原因分别制定如下对策，并制定实施计划：

2.6.1 压装过程无专用工装的问题

（1）半轴轮毂单元总成压装调整用新设备生产，该设备有专用定位工装，同时能够监控压装力和半轴位移，确保压装过程的同轴度和压装力符合要求；

（2）更新现有标准作业指导书。

2.6.2 花键配合尺寸设计不当

（1）优化现有设计方案，将齿顶配合改为齿侧配合，提升配合副过盈联接可靠性。

（2）增加涂胶措施，提升联接强度。

2.7 效果验证

为验证采取上述措施后的改善效果，小组计划通过以下阶段来实施：

（1）改进后总成压装后测量压脱力，并观察花键配合面的接合情况，验证新设备、新设计、新工艺的效果。

（2）将改进后半轴总成装配整桥，装配到耐久车辆上做道路试验。

3 结语

KT车型后桥半轴花键磨损故障问题对汽车的质量产生了较大影响，为了克服这一难题，我公司组建了KT车型后桥半轴花键磨损质量缺陷整改项目组，按照科学的步骤进行质量攻关。采用临时措施解决了目前存在的质量问题，使该问题不再发生。制定整改对策对该质量问题的关键进行生产上的修正，通过验证发现，该整改措施有效解决了KT车型后桥半轴花键磨损故障问题，为之后出现的类似质量问题提供了技术参考。