汽車車身制造過程的質量控制研究

林建輝

摘 要：在整車制造中，汽車車身制造是一項非常重要的內容。良好的車身質量能夠顯著提升汽車的安全性、舒適度、美觀性及動力性，但在車身制造過程中不可避免的會產生吃尺寸偏差，因此，采取有效方法加強車身制造過程的質量控制至關重要。文章首先分析了汽車車身制造過程中尺寸偏差的來源及影響，其次探討了汽車車身制造過程的質量控制方法，具有一定的參考價值。

關鍵詞：汽車車身；制造過程；質量控制

中圖分類號：TD823.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0093-02

作為一個汽車品牌的象征與標志，車身往往代表著該品牌汽車的開發能力及水平。當今時代，人們越來越注重整車品質，特別是車身質量。調查顯示，約41%的汽車質量問題來源于車身制造過程中的尺寸偏差，極大的降低了消費者滿意度。因此，加強汽車車身制造過程中的質量控制，具有十分重要的意義。

1 汽車車身制造過程中尺寸偏差分析

1.1 汽車車身制造過程中尺寸偏差的來源

汽車車身一般是由大量的薄板沖壓零件在生產線上經快節奏、大批量的焊裝而成，而且車體裝配又分為多個步驟、多個層次?？偠灾囓嚿碇圃旃に嚇O為復雜，通常會涉及到眾多的中間環節，極大的增加了車身制造過程中尺寸偏差的控制難度。經分析，尺寸偏差的產生原因主要有以下幾點：沖壓件尺寸偏差、焊接變形、夾具定位不穩定以及操作工藝的影響。具體偏差來源，如圖1所示。

此外，新產品車身的制造過程階段包括試生產階段、啟動生產階段、單班生產階段以及翻班生產階段。一般來講，階段不同，制造特點就會有所不同，因而車身質量的影響因素也會有所差異。

1.2 汽車車身制造過程中尺寸偏差的影響

一般來講，汽車車身制造過程中不可避免的會產生尺寸偏差，其影響主要體現在以下幾個方面：

①降低車身密封性與舒適度，比如車窗尺寸偏差引發的風噪聲；

②降低車身的操作性能，比如玻璃升降不順暢、兩蓋四門閉合困難；

③底盤、發動機、內飾及配套件等裝配不良；

④油漆、門窗、燈等表面質量及縫隙平整度下降，比如車身前燈縫隙不均勻。

2 汽車車身制造過程的質量控制方法

2.1 采用先進的車身制造工藝

2.1.1 提高模具設計質量

模具設計質量與整車開發周期及車身質量之間有著直接緊密的關聯。一般來講，對于成功的模具設計而言，其基礎保障在于計算機輔助手段的應用。汽車車身模具設計主要從工藝及結構兩方面入手，在工藝設計中，首先要分析產品圖及相應的數學模型，在此基礎上確定整形模與成形模的關系、拉延筋位置及數量、工藝補充面、沖壓方向等相關工藝參數，從而使零件沖壓時產生的表面損傷、起皺、拉裂、回彈、壓邊力等問題得到有效解決。

目前，我國的車身模具設計已形成了一套規范的操作體系，以確定的工藝參數為依據來決定模具部件的相關參數。此外，利用計算機輔助設計手段，有助于更好的預測，增強模具設計工作的精密性，有效避免后期模具制造過程中的手工修正。

2.1.2 改進車身組裝工藝

鋼板是汽車車身零件的主要構成材料，因而傳統的車身組裝大都會采取點焊工藝。但隨著科技的進步，鋁合金已逐步應用到車身材料中，此時點焊工藝已不再適合，基于這一點，汽車制造企業開始應用一些新的車身組裝工藝，比如溶融焊接、機械聯接、壓接、摩擦攪拌聯接等。實踐證明，這些新型組裝工藝能夠產生與點焊工藝相當甚至高于點焊工藝的聯接強度，車身組裝效果良好。

以機械聯接工藝下的自穿鉚接工藝為例，該工藝能夠對材質不同的金屬板件進行聯接，而且不會對零件表面產生任何破壞，作業環境好，能夠產生較高的聯接強度，不會產生熱輻射、火焰及飛濺的火花；

當然，該工藝也存在一些缺陷及不足之處，比如對設備專業性要求較高、聯接件表面不平整、鉚釘尾部比零件表面高、鉚釘輸送不方便等問題。

2.1.3 加強車身表面分塊的合理化

合理的車身分塊對車身質量的影響也是非常大的。條件允許的情況下，盡可能選用大體積甚至一體化的零件。

現階段，汽車整體頂蓋以及整體側圍在車身制造過程中都得到了普遍的應用，所謂整體側圍是集成了傳統意義上分散制造的A、B、C柱，門檻、頂蓋邊梁及后翼子板，實現了零件的一體化。而對于車身其它部位的零件，也應盡量采取一體化的設計方式。相比分塊組裝工藝，一體化結構的零件設計與組裝工藝能夠節省設計圖紙與相關費用成本、提高車身焊裝尺寸及表面精度、提高管理效率，確保汽車車身質量得到有效的控制。

2.1.4 完善車身本體組裝工藝

現階段，我國大多數汽車制造業的車身焊裝線已實現全自動的運作模式，線上全部作業由機器人來操作，這種運作模式提高了作業效率及質量，提高了生產的安全性。特別是結合在線激光檢測系統，能夠顯著提高車身焊接的速度與精度，從而實現對車身制造質量的有效控制。

此外，隨著科技的快速發展，電動工具會逐步取代原有的氣動工具，相比氣動工具，電動工具噪音污染小，而且電動工具受計算機系統的控制，能夠實時動態監控生產線作業狀況，提高車身組裝的準確率，從而使車身制造質量得到有效保障。

2.2 應用以持續提高質量為中心思想的“2 mm”工程

一般來講，化工、電子、機械等領域內涉及到的任意一項工藝的過程監控都可以采用工程過程控制法及統計過程控制法。其中，工程過程控制原理是設定一個檢測量及控制界限，當檢測量超越恒定的控制界限時系統就會發出報警信息。比如，汽車車身上的測點結果在固定的公差范圍之外時，車身系統就會發出報警提示。而統計過程控制原理是以檢測量歷史數據為依據對當前控制界限進行計算，以此來判斷系統的運行狀態。比如，以汽車車身測點歷史測量數據為依據繪制相應的控制圖，以此查看系統狀態。通常情況下，這兩類過程控制法能夠發揮明顯的功效，但是汽車車身制造工藝復雜程度極高，往往會產生上百個車身零件過程監測點，在很大程度上增加了車身制造過程狀態判定的難度。

基于此，上海通用結合車身制造特點，在汲取兩類過程控制法優勢的基礎之上提出了“2 mm”工程過程控制方法，并取得了顯著的應用效果。

“2 mm”工程的中心思想是車身尺寸質量的持續改善，它要求車身尺寸關鍵測點的波動范圍在2 mm以內，該技術主要利用關鍵測點（單個測點及整車測點）的6 σ值來評定車身尺寸的質量，而且從持續質量改進指數的曲線圖中可看出車身尺寸質量的變化趨勢。

一般來講，車身測點數據的采集工作是由三坐標測量機負責完成的，但由于我國一些車企硬件設施條件受限，無法開展頻次較高的采樣作業，因此，對于車身尺寸質量穩定性評價工作而言，統計過程控制方法并不適合。

目前，我國車身制造車間內的車身尺寸質量評價方法及指標主要是“2 mm”工程。實踐證明，“2 mm”工程的應用有助于車身制造過程中尺寸質量問題的發現及改進，實現了車身制造過程中良好的質量控制。

3 結 語

總而言之，我國汽車生產與制造企業應轉變汽車車身技術含量低這一傳統落后觀念，重視車身技術的引進與研發，不斷改進與完善車身制造與組裝工藝，加強汽車車身制造過程的質量控制，最大程度的避免車身制造缺陷，增強車身安全性能及整車質量，提升汽車品牌形象及消費者滿意度，從而增強汽車企業的社會經濟效益與市場競爭力，進一步推動我國汽車行業的健康高效可持續發展。

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