簡析重型汽車車身尺寸控制

王帥等

摘要：本文介紹了汽車白車身制造過程中的尺寸控制，包括了車身尺寸控制類型、車身尺寸公差的制定和車身尺寸的檢測及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，及本單位實際生產(chǎn)過程中重型卡車駕駛室尺寸檢測控制中的應(yīng)用實例分析。

關(guān)鍵詞：尺寸；控制；檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

前言

高速的汽車工業(yè)制造技術(shù)發(fā)展過程中，汽車車身尺寸控制技術(shù)始終扮演著重要的角色。汽車車身尺寸控制技術(shù)的提升是汽車制造技術(shù)發(fā)展提高的需要，它的發(fā)展反過來促進了汽車制造能力和制造技術(shù)的提高，進而不斷的激勵促進各汽車制造企業(yè)制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

1.尺寸檢測控制技術(shù)

1.1汽車車身尺寸制造過程控制技術(shù)

1.1.1汽車車身概念

汽車車身是汽車四大部件之一，它決定了汽車的基本形狀、大小和用途。汽車車身是由薄板沖壓零件焊成組合件，然后由零件、組合件焊接成幾大分總成，由分總成焊接車身總成，裝配車門、發(fā)動機罩等形成白車身。

1.1.2汽車車身制造基本工藝

車身制造基本工藝包括：a.沖壓工藝；b.焊裝工藝；c.涂裝工藝；d.總裝配工藝。

1.1.3汽車車身制造過程尺寸控制

汽車車身制造工藝其中涉及車身尺寸控制的主要為前兩部分，而車身沖壓工藝是汽車車身生產(chǎn)源頭，汽車項目開發(fā)過程主要為車身數(shù)學模型生成模具，投產(chǎn)得到?jīng)_壓單件投入焊裝車間進行生產(chǎn)，尺寸控制的關(guān)鍵在于數(shù)學模型的準確及后期模具開發(fā)過程中尺寸的保證能力。焊裝夾具是生產(chǎn)產(chǎn)品時的一種輔助手段，它是將工件迅速準確地定位并固定于所定位置，包括引導焊槍或工件的導向裝置在內(nèi)的用于裝配和焊接的工藝裝備的總稱。隨著國內(nèi)外汽車工業(yè)的發(fā)展，焊接夾具的重要性日益突出，已經(jīng)成為車身尺寸控制不可或缺的一部分。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外汽車制造廠商對焊裝夾具的要求越來越高，這也同時促進了焊裝夾具水平的提升，反過來又提升了汽車車身的尺寸精度。

1.1.4國內(nèi)外車身制造過程尺寸控制

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，國外對車身制造尺寸控制已經(jīng)達到了相當高的水平，制造偏差普遍控制在1.8mm以內(nèi)，而隨著我國與國外發(fā)達國家汽車廠商的不斷合作與交流，我國車身制造尺寸控制也達到了一定的水平，然而制造偏差不穩(wěn)定，與世界先進水平還具有較大差距。

1.2汽車車身制造尺寸檢測技術(shù)

目前世界汽車發(fā)達國家對于車身尺寸的檢測主要以在線檢測為主，這樣就增加了尺寸檢測的可靠性及及時性，能夠有效的對車身尺寸控制過程中出現(xiàn)的問題及時進行分析處理，而我國仍有較大一部分國產(chǎn)汽車行業(yè)以下線的離線檢測為主。

由于所有制造過程在人員、機器、材料、方法、環(huán)境以及測量方面都存在變動因素，所以車身尺寸的變差不可避免，在制造上也就有了公差的概念，公差的大小、過程能力的高低取決于控制變差能力的大小，這也具體反映了車身制造的質(zhì)量水平。沖壓件在投產(chǎn)階段對車身尺寸影響非常大，車身開發(fā)階段，有4個階段會對車身尺寸產(chǎn)生較大影響，分別為產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)、試生產(chǎn)及批量生產(chǎn)，各階段產(chǎn)生的影響程度和側(cè)重點不同。要控制變差源，開發(fā)階段控制占70%，過程控制占30%。夾具設(shè)計時要考慮其結(jié)構(gòu)剛度：夾具的結(jié)構(gòu)剛度不足在長時間使用后可能導致定位基準的偏移，在設(shè)計時要特別注意BASE板、定位銷座等的強度與穩(wěn)定性。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，目前汽車焊接夾具已呈現(xiàn)模塊化、標準化的趨勢。其次，產(chǎn)品設(shè)計要避免沖壓成形工藝過于復雜，減少沖壓回彈和零件干涉現(xiàn)象，模夾具設(shè)計定位必須可靠，如夾具定位孔必須選擇傳遞沖壓的主定位孔，定位面必須選取沖壓件的可靠面。再次，工裝設(shè)計充分考慮焊鉗的焊接通道：進行焊接仿真分析，保證關(guān)鍵定位焊點的焊接，盡量避免夾具松開后補焊，并且要便于員工取放料，易于操作和維護，以防生產(chǎn)過程中因人機工程問題造成的尺寸變差。

車身制造尺寸質(zhì)量方面，目前汽車制造行業(yè)廣泛采用2mm工程質(zhì)量控制方法。2mm工程在車身制造領(lǐng)域的應(yīng)用已被認為是汽車制造企業(yè)是否在車身尺寸控制方面達到國際先進水平的衡量標準。車身制造過程中的主要偏差源在裝配過程中耦合，傳遞和積累形成車身制造的綜合偏差。

白車身制造尺寸偏差主要源于零件自身的制造偏差、零件與零件之間焊裝過程中干涉造成焊接之后的變形，加之工裝夾具定位的不穩(wěn)定性等。這些偏差都是造成整車尺寸偏差的零件與工藝的影響因素。許多汽車制造企業(yè)和設(shè)計部門都試圖通過各種改進以減小這些影響因素對于整車尺寸的影響，比如使用數(shù)值模擬方法分析沖壓工藝過程，試圖通過優(yōu)化工藝和模具設(shè)計降低沖壓件的自身偏差量問題；又如使用有限元分析技術(shù)，模擬車身薄板零件點焊過程，分析電阻點焊工藝過程，得出在合理的電極力和初始零件間隙條件下，車身零件點焊裝配過程中可以忽略因點焊熱過程產(chǎn)生的零件變形的結(jié)論，為簡化車身裝配偏差分析提供了依據(jù)。但是，車身制造尺寸偏差的原因仍然相當復雜，2mm工程應(yīng)用的目的就是發(fā)現(xiàn)影響車身尺寸穩(wěn)定性的偏差，并加以控制。

車身制造的尺寸偏差雖然是不可避免的，但如果采用科學的檢測及分析方法，尺寸偏差還是可以得到有效地控制，并且不斷減小。

1.3數(shù)據(jù)采集分析對于提升精度的重要性

以中國重汽濟南卡車公司主打車型HOWO駕駛室為例，HOWO車身目前尺寸控制的方法主要為基于對焊接工裝的檢測，沖壓單件尺寸的檢測為基礎(chǔ)，加以對下線駕駛室車身進行三坐標離線檢測進行數(shù)據(jù)分析，通過工裝檢測數(shù)據(jù)的分析加之后期的不斷調(diào)整來降低車身制造尺寸偏差，目前在對標工程中的2mm通過率維持在70%以上

2.結(jié)束語

車身尺寸控制是一個系統(tǒng)工程，在工藝規(guī)劃階段我們要從工序布置、基準選擇和工裝設(shè)計等方面進行考慮，在批量生產(chǎn)階段主要從關(guān)鍵尺寸的監(jiān)控、關(guān)鍵夾具的點檢、關(guān)鍵沖壓件的檢查及夾具的改造等方面著手進行，在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上逐步提升。汽車制造廠商要不斷探索，采用先進的制造工藝是汽車行業(yè)發(fā)展成功的基礎(chǔ)，機器人自動化設(shè)備、激光在線檢測是汽車車身制造技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的趨勢，這些技術(shù)在以后的車身尺寸控制中會得到更廣泛的應(yīng)用，使我們的控制手段更加高效、經(jīng)濟，以便在市場中立于不敗之地。

參考文獻：

[1]滑德富，COMAU機器人激光在線檢測在奇瑞A3焊裝線的應(yīng)用，汽車工藝與材料，2010

[2]麥匯彭，三坐標測量機在汽車生產(chǎn)中的作用，汽車工藝與材料，1997

[3]黃天澤黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計北京機械工業(yè)出版社1992

作者簡介：王帥（1987.06-）男，籍貫：山東省濟南市，本科學歷，助理工程師，研究方向：白車身焊裝。