沖壓件品質基準書設計方法

楊誼麗，王雙枝

沖壓件品質基準書（SQM）是新車型開發沖壓同步工程領域的重要交付物之一，沖壓件品質基準書的設計需要基于以下輸入文件，分別為產品設計人員輸出的孔功能描述表和焊裝工藝人員輸出的夾具式樣書（MCP）及總成品質基準書。沖壓件品質基準書要根據這些輸入文件設定沖壓件在檢具上的定位、S面及夾緊點并約束單件檢測位置和尺寸公差，以保證根據沖壓單件品質基準書制作檢具能夠正確有效地對沖壓件進行檢測。沖壓單件與各級小總成、大總成的主定位點應具有繼承性[1]，使單件檢具能夠真實準確地反映沖壓件在車身系統的狀態。沖壓件公差要根據白車身、分總成的公差進行系統分解，在滿足車身匹配的前提下降低制造成本，縮短開發周期。

一、沖壓件品質基準書設計流程

品質基準書設計流程如圖1所示，首先應選擇沖壓件放置方向，其次要選擇定位點，定位點應與夾具定位點統一，再次要設置測量點及測量方式，最后設置測量公差。

二、沖壓件品質基準設計原則及方法

1.品質基準書模板

每一個沖壓件均需按照標準模板編制一份品質基準書，將所有沖壓件的品質基準書整理成冊便成為該車型的沖壓件質量標準手冊。編制品質基準書時需要以下輸入文件：零件三維數模、焊點布局圖、夾具式樣書（MCP）、特殊公差文件、沖壓件孔功能描述表。品質基準書中主要對沖壓件在檢具上的定位方式、S面及夾緊點布置、檢測手段及零件檢測公差的設定進行描述[2]，品質基準書模板如圖2所示。

2.品質基準書設計方法與原則

（1）檢測放置方向 以某一方向截面圖表示沖壓件在檢具上的放置方向，并在圖中標出零件相對于車身坐標系旋轉的角度。

為準確真實體現沖壓件的精度狀態及其對車身的影響，沖壓件放置在檢具上的方向盡量與其在車身坐標系中的位置一致，特別是車身上的安裝件如翼子板、車門內板等。如考慮到便于操作等原因，可將沖壓件旋轉±90°或±180°。沖壓件的取放要方便，如經過旋轉角度后，零件內部仍有局部負角，可在檢具上適當逃料。要有利于檢測數據的讀取和確認，如U形不帶凸緣梁類件，盡量凹形放置，以便于周邊面的測量。如側面有孔且精度較高，不便于銷子劃線和精度確認時考慮將件凸形放置。螺釘車削試制和車身精度調試時，會采用在沖壓件上劃線的方法進行精度分析，因此同一總成的件可考慮放置方向一致。如左側圍總成的件-Y向朝上放置，地板總成的件+Z向朝上放置。

圖1 品質基準書設計流程

圖2 品質基準書圖

（2）定位及夾緊點布局 概括顯示檢具定位孔（見圖3中SB93、SB94）、S面及夾緊點（見圖3中SB01、SB93）的位置和數量。此外還顯示斷面規、測量邊和測量孔的位置。

定位及夾持：依據沖壓件在檢具和夾具上定位的一致性原則，因此沖壓件在檢具上定位孔、S面及夾持點位置選取應參考焊裝MCP文件中沖壓件在夾具上的定位和支撐方式，但要綜合考慮沖壓件回彈、剛性、配合關系等因素進行適當選取，以避免沖壓件和檢具干涉并保證放置的穩定性。

斷面規和檢測塊：參考焊點布局圖樣，如果焊點所在面沒有孔且不能通過周邊面進行檢測，而此面精度對焊接質量又有較大影響，則需要對這個面設置斷面規或檢測塊進行檢測。斷面規用于測量一個截面面差，因此焊點呈直線狀布局時適用，當焊點呈片狀布局則需布置多個斷面規進行檢測，為便于加工、裝配和標定，斷面規放置方向盡量與車身坐標系保持一致。對于車身外覆蓋件的重要匹配面需要設置檢測塊對型面的間隙和面差進行檢測，如翼子板與發動機艙蓋配合處。

（3）定位及夾緊點斷面圖樣 在定位孔、S面和夾持點位置沿車身坐標方向或夾持方向做斷面，斷面圖樣中詳細顯示定位銷類型、S面布置、夾緊布置及方向、輪廓線檢查式樣。

定位銷類型、零貼布置、夾緊布置要參考MCP中的斷面（MCS），原則上在MCS中設置支撐面及夾緊，在SQM斷面圖相應位置也應設置S面及夾緊。但沖壓件在檢具上的定位畢竟不同于在夾具上定位，要綜合考慮沖壓件回彈[3]、剛性等因素進行適當調整，以避免沖壓件和檢具的干涉并保證放置的穩定性。

圖4是以SB93為例，將MCP和SQM斷面圖進行對比。MCP中設置了兩個夾緊點，因此單件SQM中也要在相對應位置設置兩個夾緊點，MCP中右側夾緊位置與定位銷位置重合，因此單件SQM中將定位銷設置為螺紋銷，使定位銷兼顧定位和夾緊功能。

（4）檢測點公差 對檢測邊、檢測面、檢測孔公差進行設定。根據邊、面的搭接要求和孔的功能設定相應公差范圍，公差設定要適當，既能夠保證車身精度又有利于產品的實現和工裝的精益開發。沖壓件面、止口、孔公差設定如表1所示。

表1中所述面和孔的公差為車身系統中普遍適用公差，但有時為保證白車身焊接總成匹配精度或滿足車身設計特殊要求而對沖壓單件的特定部位設定公差，這種公差稱為特殊公差。

圖3 定位及夾緊點布局

圖4 SQM與MCP定位及夾緊點斷面對比

表1 白車身孔位及面公差設定 （mm）

如車身縱梁與縱梁加強板、A柱與A柱加強板、門檻與門檻加強板等這些存在包容關系的配合零件，通常在加強板上與外層板件搭接面設置特殊公差，使加強板尺寸收縮，以降低配合難度，提升總成精度。再如前后車門由于自重，安裝在車身上易產生下沉現象，因此對側圍上的車門鉸鏈安裝孔的孔位設置特殊公差以避免門的下沉。圖5為特殊公差文件模板。

有特殊公差的沖壓件，必須參考特殊公差文件進行模具開發，即在拉深模型面或翻整類模具刀塊編制數控加工程序時，不僅以數模為依據，同時還要參考特殊公差。特殊公差中的數值實際為偏差值，以圖5 為例說明。零件兩側面為與5401182/282配合面，特殊公差值為-0.3mm，因此兩側配合面需在現有數模的基礎上向“—”方向偏置0.3mm（見圖6）。

檢具的設計不需要參考特殊公差，僅以品質基準書為依據即可。但在沖壓件檢測報告書中必須在特殊公差的部位對檢測公差進行調整。以圖5中的 為例，焊接配合面的一般公差為-0.5～+0.5mm，特殊公差值為0.3mm，再結合沖壓件在檢具上的放置方向來判斷應對特殊公差值做加法處理還是減法處理，此件在檢具上是凹形放置，按特殊公差進行偏置后與檢具S面的間隙變大了，因此特殊公差需作加法處理，因此得到 處面的公差為-0.2～0.8mm。

特殊公差文件是品質基準書的必要輸入條件。特別是在定位和夾緊點布置時必須參考特殊公差，以保證定位點的設置更加符合特殊部位的要求。

三、結語

沖壓件是車身總成的基本組成單元，但單件質量的高低并不能夠真正決定總成的精度水平[4]。只有通過建立沖壓件的品質基準書，保證模具、夾具、檢具定位的一致性并控制沖壓件的不同配合要求部位在相應的精度范圍內，才能夠提供滿足車身拼焊要求的合格沖壓件，更有利于制造出高精度的白車身。基于同步工程設計的沖壓件質量體系標準貫穿于設計、調試、生產全過程，能夠有效縮短調試周期，降低開發成本，提升車身質量。

圖5 特殊公差文件模版圖

圖6

［1］杜生亞，季國榮，江杰，陳煒.汽車白車身質量控制思路與方法的探討［J］.汽車工藝與材料，2003，（11）：34-36.

［2］陳建華.冷沖壓件的質量分析及控制［J］.川汽科技，1989，（01）：45-47.

［3］王新蓮.影響鈑金零部件質量的幾個因素［J］.中國棉花加工，2005，（04）：31-33.

［4］李鵬.車身制造及其控制過程［J］.現代零部件，2009，（01）：28-30.