某車型前罩與前大燈間隙斷差公差分析淺析

王振林

摘 要：針對(duì)某型車前罩與前大燈間隙斷差的分析，闡述了公差分析在提升車身精度中的重要性，通過(guò)優(yōu)化裝配定位方案、零部件公差，有效降低了公差分析結(jié)果，為加強(qiáng)車身精度控制提供了借鑒作用，確保產(chǎn)品制造精度能達(dá)到預(yù)期的精度要求。

關(guān)鍵詞：前罩與前大燈；間隙與斷差；三維公差仿真分析

中圖分類號(hào)：U462.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）17-92-03

Abstract： For the analysis of gap and flush on a car hood and front lamp， this paper expatiate the important of tolerance analysing during the enhancing body precision. Though optimizing assembly orientation scheme， tolerance of components and parts， and that can reduce the result of analysis effectively， it provides reference function for strengthening body precision control， insuring that product machining precision can accord with target value.

Keywords： hood and front lamp； gap and flush； 3DCS

CLC NO.： U462.2 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-92-03

引言

汽車是由許多零部件組成的，一個(gè)目標(biāo)公差的體現(xiàn)也是由多個(gè)零部件公差、裝配方式、結(jié)構(gòu)形式共同決定的，加強(qiáng)尺寸鏈環(huán)的管控，有利于提高整車的裝配精度。而尺寸鏈計(jì)算可以系統(tǒng)的分配各個(gè)零部件的公差，并且可以在設(shè)計(jì)階段設(shè)定每個(gè)零部件公差至少達(dá)到多少才能滿足整車的要求，還可以在設(shè)計(jì)階段針對(duì)性的對(duì)零部件結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，使最終的狀態(tài)達(dá)到整車設(shè)計(jì)要求，以及最大化的節(jié)省制造成本。

本文通過(guò)某車型前罩與前大燈間隙、斷差尺寸鏈公差分析，闡述公差分析在汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用。

1 DTS定義

某車型前罩與前大燈造型如圖1所示。此車型前罩與前大燈間隙斷差名義值及公差定義上，考慮到前罩開(kāi)閉的安全性與造型樣式的影響，間隙（3、4、5、6位置）定義為4±1.5，斷差（3、4、5、6位置）定義為0±1.5，此車型由于a點(diǎn)到b點(diǎn)間隙方向逐漸變?yōu)閆（上下）方向，間隙（1、2位置）定義為5.5±1.5，定義DTS需要在充分考慮到主機(jī)廠與供應(yīng)商制造、控制精度能力基礎(chǔ)上，定義該處間隙、斷差名義值及公差要求，DTS與測(cè)量點(diǎn)如圖1所示：

2控制方案制定

翼子板與前罩采用一體式工裝進(jìn)行裝配，示意圖如圖2所示，即一體式工裝先自定位在車身上，定位孔選擇在前上構(gòu)件的檢測(cè)定位孔，前上構(gòu)件通過(guò)自定位方式裝配在車身上，因?yàn)榍吧蠘?gòu)件裝配層次靠后，車身上前上構(gòu)件定位銷焊接層次也靠后，所以其定位孔精度易保證，且可以使前罩與前保險(xiǎn)杠、前罩鎖直接關(guān)聯(lián)，保證其相對(duì)精度。前罩X/Y向（前后/左右）由工裝定位銷定位，前端Z向（上下）由前罩鎖扣定位，后端Z向由兩個(gè)鉸鏈面定位，前罩鎖自定位于前上構(gòu)件上，前罩總成定位方式如圖3所示。

翼子板上端開(kāi)一個(gè)圓孔和一個(gè)X向條孔，由前罩翼子板一體式工裝定位X/Y向與Y向。前端Y向自定位于翼子板支架上，翼子板前支架由夾具定位，在焊接線裝配，使翼子板前支架Y向由夾具控制，不與車身精度發(fā)生直接關(guān)系，充分保證翼子板前支架Y向精度。后端與下端Y向自定位于側(cè)圍上。Z向裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)艙里翼子板安裝支架上，支架采用L型結(jié)構(gòu)，用夾具控制Z向精度，如圖4所示。翼子板定位方式如圖5所示。

前大燈主定位B安裝定位于翼子板上，并且在翼子板側(cè)下處設(shè)計(jì)有輔助基準(zhǔn)孔，通常為垂直前大燈與翼子板間隙方向條孔或X向條孔，次定位C安裝定位于前上構(gòu)件上，前上構(gòu)件上是BC連線方向的條孔，前大燈下安裝點(diǎn)安裝于車身上（X向），如圖6所示。

3 零部件公差要求

4 公差校核與改善

公差校核通常由尺寸鏈計(jì)算實(shí)現(xiàn)，按照尺寸鏈各組成環(huán)所處的空間位置，可以將尺寸鏈分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈。然而，前大燈空間位置較為復(fù)雜，影響因素較多，所以為保證計(jì)算準(zhǔn)確性，此次校核采用3DCS軟件來(lái)進(jìn)行分析。輸入公差為正態(tài)分布，且PPK=1，分析結(jié)果如表1所示：

計(jì)算結(jié)果表明，6處測(cè)量位置間隙公差只有5、6兩個(gè)位置在設(shè)計(jì)公差±1.5以內(nèi)，斷差公差3個(gè)位置公差全部超差，說(shuō)明此控制方案與控制公差是不可行的。

因此需要對(duì)控制方案與控制公差進(jìn)行優(yōu)化，先從提升零部件、車身公差方面著手（方案二）：1、把車身上前上構(gòu)件定位銷位置度優(yōu)化為±0.4，把車身上（X向）大燈安裝面輪廓度優(yōu)化為±0.4，計(jì)算結(jié)果如表2所示：

計(jì)算結(jié)果表明，只有位置1、2、3有少量超差，其余都符合設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明此優(yōu)化方案是基本上能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的，但是把車身上前上構(gòu)件定位銷位置度優(yōu)化為±0.4，把車身上（X向）大燈安裝面輪廓度優(yōu)化為±0.4，對(duì)車身的精度要求很高，需要根據(jù)主機(jī)廠自身制造能力，看能否達(dá)成此優(yōu)化公差。

再?gòu)膬?yōu)化控制方案入手（方案三），因?yàn)榍按鬅羰且宰畲笸队胺较蜃鳛橹鞫ㄎ环较颍粗鞔味ㄎ豢走B線垂直方向，而車身上的前大燈安裝支架是X向，主次定位孔連線垂直方向與X向經(jīng)測(cè)量有60度的夾角，所以不能有效的防止前大燈的翻轉(zhuǎn)，如圖8所示。

所以優(yōu)化策略為，將此車身上（X向）前大燈安裝面繞Z軸旋轉(zhuǎn)60度，即改為大燈主次定位孔連線垂直方向面，這樣就可以有效防止前大燈翻轉(zhuǎn)，如圖9所示：

只是基于此優(yōu)化方案，而不優(yōu)化任何車身及零部件相關(guān)公差，方案三分析結(jié)果如表3所示：

計(jì)算結(jié)果表明，只有1、2、3位置有少量超差，其余都符合設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明此優(yōu)化方案基本上可以達(dá)成設(shè)計(jì)目標(biāo)，而且沒(méi)有提升車身精度，所以此方案也是比較容易付諸實(shí)際的。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)公差分析可以提前預(yù)知汽車制造的精度，再通過(guò)優(yōu)化裝配工藝、優(yōu)化零部件定位策略、加強(qiáng)零部件公差的控制來(lái)進(jìn)行改善，也可以校核DTS目標(biāo)公差實(shí)現(xiàn)的可行性，使車身精度在可計(jì)算，可監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)的操作下，制造出符合預(yù)期精度的商品車。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 5847-2004.尺寸鏈計(jì)算方法.