淺談樣車白車身制造常見問題產生原因及控制

付濤 呂尚峰

摘要：樣車制造作為新車型開發過程的一個重要環節，可以及時發現各種產品設計問題、工藝問題和產品質量等問題，并將這些問題及時反饋給相關區域，以便在新車型設計開發的早期階段解決各種問題和潛在的產品缺陷。白車身是汽車的基礎載體框架。控制好白車身制造的質量，更是為新車型各類試驗的驗證提供了有力條件，為順利開發奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：樣車白車身制造；常見問題；原因及措施

一、車身的制造過程

白車身（Bodyinwhite，BIw）通常是指尚未裝配門蓋和發動機罩的未涂裝的車身基本骨架，轎車白車身通常由前圍、后圍、左右側圍、車頂、底板等幾大部分組成，在轎車車身生產中，白車身的裝配質量很大程度上影響到最終整車性能。轎車車身結構和制造工藝都非常復雜，同時要求具有很高的裝配精度。一般而言，典型的轎車車身由400多個零件，經過200多道裝配工序，2500個工裝定位點，由4000、6000個焊點焊裝而成。白車身產品結構和制造工藝都非常復雜，工藝質量控制十分困難。車身裝焊過程具有嚴格的層次性特點，裝配層次的設計劃分在很大程度上影響到車身的制造工藝性及整體質量。

從制造工藝角度出發，產品制造過程的質量涉及到的因素可以概括為SMIE，包括：人員（Man），機械（Machine），材料（Material），方法（Method），測量（Measurement），環境（Environment）。正是這些因素的變化波動引起的產品輸出特性的波動。每項因素都會不可避免的存在波動，這些波動都會不同程度的影響到產品的最終質量。對于轎車車身的制造過程也是這樣，各道工序的偏差匯聚成最后的車身裝配偏差。

二、車身制造尺寸檢測技術

（一）樣架檢測

樣架檢測是通過定位裝置將零件按照設計狀態定位，或者通過靠模的方法將樣架本身定位放置到工件上，通過零件與樣架之間的間隙與貼合情況，可以得到若干測量點的相對于樣架的位置數據，以及零件不同點之間的相對位置關系。具體數值依靠塞規等工具。

樣架檢測的好處是簡易，方便。通過制造精確的樣架，可以對一些結構復雜零件特定的空間曲面部位進行測量。同時便于直觀查看工件的總體偏差情況，有利于對質量故障進行分析。因此，樣架檢測至今仍然廣泛應用于車身制造工藝中各類分總成件的質量檢驗工作中。但是樣架檢測的測量值精度較差，一般只能達到0.1mm左右。在一定程度上依賴于測量人員的經驗，對某些測量點只能給出定性的數據。另一個問題是檢測速度較慢。

（二）便攜式多關節測量機

便攜式多關節測量機本質上屬于三坐標測量機大家族中的一員，但由于其不同于固定式直角坐標測量機的特殊結構和使用特點，使其成為生產現場質量控制的一種重要手段。便攜式多關節測量機利用多自由度關節開鏈機械臂結構，采用人工操縱方式移動測量頭對工件進行測量。便攜式多關節測量機具有重量輕、攜帶方便、成本低、使用簡單、柔性強（可測車內部）等諸多其它測量手段所無法比擬的優點，常用于在生產現場對車身模具、零部件和整車以及工裝夾具等進行尺寸檢測和質量控制。

三、樣車白車身制造常見問題

樣車白車身制造過程是把單件鈑金件、焊合件或沖壓件，通過焊接形式，在工裝夾具的支撐下進行集成焊合為整個車身的過程。制造過程中，常出現零件與工裝配合、零件間型面配合狀態差、焊點質量差等諸多問題，影響白車身CMM合格率、焊接強度和外觀質量等。產生的這些質量問題將嚴重影響車身強度和造車效率，更影響后期各方面的試驗驗證。

四、問題產生的原因分析及對策

（一）工藝及BOM準確性

BOM及工藝文件是現場造車的最根本依據。工藝上出現焊點缺漏或配置零件的零件圖號錯誤，將引起整車焊點缺失和零件錯用，嚴重影響后續的造車和驗證。在編制工藝文件時，工藝工程師根據IA數模對現有焊點數據進行確認，形成工藝文件需反饋產品工程師進行確認，同時進行會簽并發布。同時，制造第一臺車時，要求相關產品工程師現場確認和跟蹤驗證造車，發現缺漏及時反饋并工藝更新，保證后續造車清單和工藝的正確性。

（二）零件狀態影響

軟工裝開發周期短，交樣時間緊，樣件采用軟模具沖壓形成。有些型面需要用手工校正，才能達到配合要求。邊界和孔位則是通過線切割完成。沖壓樣件在夾具定位上型面配合狀態差，造成錯位或是離空。搭接面配合不好，焊點出現虛焊或者燒穿現象，同時在焊接壓力作用下，容易變形造成尺寸偏差，而有時在焊合總成上無法消除這些誤差。焊合件尺寸的超差，進而導致整車CMM合格率超差嚴重，同時會出現切邊不合、搭接邊的尺寸無法滿足布焊點空間以及導致邊緣焊等問題。

因此，需對供應商制造質量進行管控，在零件單件時就需嚴格把關，制定沖壓件和焊合件質量管理的各項標準和流程，促使供應商按制定的開發流程完成各序工作，形成交付文件。

零部件工程師負責零件預驗收/終驗收，首批次零件全檢，后續交樣，關鍵零件全檢，非關鍵零件50%抽檢。確認關鍵零件與非關鍵零件清單狀態，審核交樣文件。不符合交樣要求的，形成問題清單，查找原因，提出整改計劃，對各項問題進行跟蹤落實。

（三）夾具工裝的影響

在樣車試制階段，夾具由于集成性較大，在某一工位焊接會受到相鄰夾具影響。焊接時，焊鉗與工裝干涉，空間小。在焊接過程中，焊鉗不好控制方向，容易產生焊點扭曲或是邊緣焊。由于被干涉，一般能定位的焊點較少。在移出補焊過程中，容易造成零件變形而導致尺寸偏差。此外，車身工程師確認能在拼臺上焊接的點，形成工藝文件。

（四）焊接設備的影響

試制軟工裝生產線場地局限。為滿足各車型焊接的柔性生產，每個拼臺布置的焊鉗種類最大程度通用。在較少情況下，無法較好滿足各個工位焊接合理性要求，會造成一定的焊接困難，出現焊點扭曲。在焊接參數的選擇上，需設置多組焊接規范，滿足不同板厚的焊接。在每個項目開始造車前，必須要對所用的焊鉗參數進行檢測，用試片檢查，完成記錄表格。首臺車每個工位焊接完成后，要求做非破壞檢查。

總之，由于整車外觀匹配質量的提升大幅度地依賴于車身尺寸偏差波動范圍的控制而車身尺寸偏差的控制不僅僅是簡單的制造過程控制，同車身零件尺寸公差的分配合理性及公差分配的有效性有著密不可分的聯系。而目前我國汽車行業車身的整體裝配質量還落后于世界先進水平，因此，有必要對車身的誤差分配進行深入的研究。

參考文獻：

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