淺析汽車鈑金件GD&T公差設計方法

何 亮

（廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 510635）

國內外對于尺寸公差都有一系列完善的管理系統。并設置了相應的尺寸工程師以及尺寸部門，這些都是對尺寸公差更為深入的管理方式，對弈整車的概念研發階段，這些管理結構就介入到尺寸公差管理工作中。經過造型階段、產品開發、工藝檢驗、工裝研發等等階段后，尺寸公差都經過了嚴格的控制與管理，并且很多企業都選擇運用先進的公差控制計算方法或軟件對公差進行模擬計算，并預測尺寸公差范圍，并為了保證問題的及時發現與解決。GD&T就是各個汽車制造廠商最為常用的尺寸公差控制手段之一。

GD&T是具體制造公差要求，這種要求時設計部門對汽車零部件產品制定的，同時在約束指導供應商供應的零部件達到設計制定的尺寸精度要求。即零部件的制造精度在GD&T圖樣中要表示相應的精度要求。同時對汽車零部件精度的相應檢測表與檢測方案也提出相應的要求。

在編制鈑金件GD&T圖樣的過程中，需要制定多版圖樣。第一版GD&T圖樣需要明確零件基準及檢測位置的數量，這樣就可以支持檢具的招標報價。第二版GD&T圖樣應該滿足BASE下圖加工及檢具標準件采購要求，并對檢具設計提供支撐。第三部GD&T圖樣應該支持檢具加工、裝配以及檢測，并對應凍結數模。

1 GD&T公差設計原則

保證功能的實現，是GD&T公差的基本設計目的。通過設計者分析相應零件應該具備的功能，在運行尺寸鏈等工作的同時，設計制定出合理的公差。

2 GD&T公差設計方法

公差設置是GD&T編制的重點。零件的工藝水平能達到怎樣水準的制造公差是設計公差前首先需要確認的問題。制造公差累積和基準公差是鈑金件總成公差的兩個主要決定因素。確定某一環節的制造公差和基礎公差后可以推算出各個工序的公差，而正太分布統計法也是經濟實用且一般采用的計算方式。這種計算方式將各個環節的工程平方后再進行開方，又稱為六西格瑪的正太分布統計法。

2.1 基礎公差

制造工藝所能達到的水平，其設備既定公差就是基礎公差。如果在分析過程中發現，基礎公差難以滿足要求的時候，調整產品結構或調整制造工藝使一般滿足零件功能需求的方式。具體方法可以采用滑動搭接結構，或者采用機器人中頻焊接。如果以上兩種方法都不能滿足零件的功能要求，就需要對基礎公差進行提升，并采取相應措施提高鈑金單件制造工藝水平，距離可以通過提高模具加工制造工藝水平等方式。

鈑金單件的基礎公差一般會有一個參考取值范圍，但在特殊情況下也會對基礎公差進行一定的提升。

2.2 制造公差

每一種工藝在制造鈑金件總成是產生的公差叫做制造公差。這種公差的產生原因主要是在前公差基礎上后工序的工藝公差進行累計而導致的。凸焊公差是制造公差的主要組成部分。而凸焊公差又包括凸焊螺柱和凸焊螺母。

凸焊公差、點焊公差、植焊公差是比較基礎的制造公差種類。焊接設備公差與焊接夾具公差、點焊鈑金件公差共同組成點焊公差。其公差范圍一般在±（0.3～0.5）mm。

2.3 總成公差計算

計算該檢測目標與基準之間的尺寸鏈即為總成檢測目標公差。主要的尺寸鏈計算方法有如下兩種：統計法又稱概率法，即通過利用統計學原理并結合成環分布形式來推導計算出封閉環公差的計算方法。或者采用極值法，及所有組成環公差的和即使封閉環公差。

在實際的汽車生產過程中發現在調試工作結束以后，生產處于穩定的大批量生產過程狀態時，生產的實際尺寸分布處于正態分布情況，封閉環公差即目標公差激素各個組成環公差的平方和開放，這種方法也被叫做均方根法。

3 結語

汽車尺寸工程本身包含了產品設計、工裝設計、零部件設計制造等汽車制造的重要工藝過程。其中GD&T圖樣設計占據著舉足輕重的位置。在工程師繪制GD&T圖樣時，需要設計者堅持不懈地提升自我對汽車制造行業的整體認知水平，并且能夠在GD&T的基準進行準確的分析，同時完善設計資料庫，為以后新車型提供有效參考。