CUBING開發與應用

侯軍+楊智+代丕云

摘 要：該文通過對車身主檢具CUBING的介紹與分析，著重闡明了在CUBING設計時所遵循的各項原則，加工制造時所需要保證的加工精度要求，以及在裝配檢測過程中的各項問題。

關鍵詞：CUBING ?車身主檢具 ?UCF ?BMG ?PMG

中圖分類號：U26 ? ?文獻標識碼：A ?文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0069-01

1 CUBING結構概述

1.1 概述

車身主檢具CUBING是一個高度模塊化檢具，可根據需要自由設計或匹配檢查項，所有模塊和零部件均可自由拆換。目前較常見的分類為整車式和分體式結構;其中整車式結構可以實現鈑金件，內、外飾件等的安裝匹配檢測;而分體式采用局部鈑金件，內、外飾件匹配檢測。可大幅度降低加工制作成本（常運用在年度車型開發階段）。

1.2 結構分類：

1.2.1 整車式（UCF）

整車式（UCF）包括：車身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG）。車身主量具（BMG）一般包括：車體、引擎蓋焊接總成BMG、翼子板、前門焊接總成、后門焊接總成、尾門焊接總成等;零件主量具部分（PMG）一般包括：外飾部分（PMG）和內飾部分—車體安裝部分（PMG）。其中，外飾部分包括前組合燈具總成、前保險杠總成、后保險杠總成、后組合燈總成、尾飾燈總成、前擋風玻璃總成、后窗玻璃總成、前罩鉸鏈總成、前后車門鉸鏈、尾門鉸鏈總成、尾門飾板本體總成和油箱蓋鎖舌。內飾部分—— 車體安裝部分（PMG）一般包括轉向支撐，A立柱內飾板，前門檻裝飾件，B立柱上內飾板，C立柱上內飾板，前門內飾板總成，尾門左右內飾蓋板，后門檻裝飾件總成和背門檻裝飾件總成。

1.2.2 分體式

分體式（也可稱UCF）結構包含整體式內單項的部分組合，例如：前臉UCF，后臉UCF。

2 CUBING設計考慮因素

2.1 設計資料

CUBING設計主要依據是產品3D數模、DTS圖紙、GD&T信息及整車測點圖。 整車式UCF上所有BMG、PMG間的間隙值、高差值按照DTS圖紙設計;DTS圖紙上未體現的配合面按照帶GD&T信息的產品3D數模設計。所有需安裝到實車上的BMG、PMG的定位基準、安裝基準按照2D圖圖紙信息進行設計，以保證基準的統一性。產品零件在車體BMG上安裝時的定位孔、定位面等應與車身實際狀況一致。

2.2 結構設計考慮因素

（1）結構上合理可靠、操作方便，能夠滿足功能要求。

（2）功能主檢具應有足夠的強度和剛性，并盡可能采用輕量化設計、制造。

（3）加工負角的處理和過渡，需要滿足裝配和檢測需求。

（4）多曲面加工，設計時需考慮其加工定位選擇，要滿足裝配和檢測需求。

（5）功能主檢具及各標準模塊采用材質為鑄鋁、航空鋁，考慮其加工定位選擇。

（6）能保證標準模型件及實物零部件取放、裝夾、搬運等操作方便。

（7）功能主檢具應配有起吊裝置或滾輪，方便叉車運輸。還應有起吊裝置、夾緊器、專用量規以及其它配件等。

（8）零部件的形狀面，其夾緊力大小以被測零部件能保證貼合在檢具的定位面上為準。

（9）零部件定位面的工作面其位置應分布合理，保證定位可靠，并且便于測量。

（10）每個獨立的（標準）模塊均應有車身坐標系下可用于測量的檢測基準。

（11）每個模塊的坐標值標牌均采用車身坐標值。

2.3 材質

CUBING加工行業內多采用：UCF＼BMG：鑄鋁牌號7000系列，采用鋁合金消失模樹脂砂型鑄造;PMG＼BMG：6061航空鋁;基板及框架：Q235。

2.4 規格要求

功能主檢具CUBING在線檢測時要操作方便，裝卸結構要穩定可靠，操作高度與人體高度、測量機行程適宜。檢具標示其車身坐標理論位置，便于三坐標測量作為基準進行矯正補償。每一部分獨立的功能匹配檢具的整體要配置移動輪和吊裝裝置，以及叉車孔的位置。功能主檢具的外觀匹配表面畫有整百坐標線，并在相應部位標示出標準的面差值和間隙值。每一部分獨立的功能主檢具的整體要有標牌。每一個模塊間的理論縫隙值、模塊的安裝位置、模塊的截斷位置、模塊上的附屬件及模塊的編號等內容要附有明確標牌指示說明。

3 CUBING主要模塊加工

3.1 加工方式

車身主檢具對型面尺寸位置精度有著較高要求，其主要采用CNC加工，對于要求很高的部分（例如：前大燈）甚至需要用5軸機床加工。其中為保證加工精度，工序分為粗加工、半精加工、和精加工3道工序，后4～5次翻面。在粗加工完后盡心消除應力處理其中包括人工時效處理和振動時效處理，在切削量上以少量多次為原則保證，減少加工過程中的應力和變形。

3.2 加工精度要求

車身主檢具不僅要求有單件的要求，而且在總裝配時，對整體裝配精度也十分嚴格;目前對于要求比較高的廠家，對A面的檢測也必須體現在主檢具上。目前大部分精度要求如下：基準面的平面度≤0.05 mm/m;基準孔的位置精度≤±0.08 mm;定位活動件配合精度H7/g6或H7/f6;產品件的安裝孔位置精度≤±0.2 mm;模塊的安裝孔位置精度≤±0.1 mm;模塊的匹配縫隙精度≤±0.1 mm;模塊的功能區表面精度≤±0.2 mm;模塊的非功能區表面精度≤±0.2 mm（要求光順）;重復安裝精度≤±0.1 mm;一般安裝匹配部位的位置精度≤±0.2 mm。

4 CUBING裝配與檢測

4.1 單件檢測

單件檢測是尺寸精度控制的關鍵，只有保證單件合格，才能夠保證總裝配的精度。

地板、骨架的檢測：可以完成基準孔、定位孔、基準面、安裝面等形位誤差和尺寸偏差。

4.2 總裝檢測

總裝檢測主要是功能面、型面以及匹配的間隙（GAP）、面差（FACE）檢測。總裝檢測同時根據精度檢測值進行適當的調節，合理分配公差以保證整體精度與間隙、面差精度的協調與合理。而BMG及PMG中，車燈輪廓周邊不少于30 mm的精加工范圍，以保證高精度對應匹配檢測，其它PMG、BMG的輪廓周邊不少于40 mm的精加工范圍。

4.3 實物的匹配

將模塊逐次更換成實物，檢查實物的裝配、定位，確認干涉，以及實物與模塊制件的匹配，確認功能面的問題。

5 結語

車身主檢具是對車身三維數模與量產車型之間一致性的精確評價，是在量產工裝之前實行的一次真正意義上產品的實物驗證。也對車身開發及量產過程中車身匹配問題點的校驗。另外，主模型造不出來或者較難造出來或者較容易造出來，本身就從某種意義上代表著項目的成功程度。故主檢具的使用使主機廠在項目可行性分析時受益匪淺。合理選擇所需部分組合開發，對于解決實際問題點提供了經濟而行之有效的途徑。該文在CUBING的宏觀設計和使用方面進行簡單的闡述，對于內部詳細的功能、結構還未深剖。該領域還有大量知識待我們去進一步學習研究。拋磚引玉，希望更多專業人士提出深刻見解，為振興民族汽車工業提供源源不斷的力量。endprint