尺寸鏈在白車身的運用

周金量

摘 要：前期設計階段運用尺寸鏈校核進行容差分配，整車培育階段運用尺寸鏈進行問題解析，穩定階段運用尺寸鏈進行質量監控，實現整車品質穩定提升，打造精致車身。

關鍵詞：白車身;尺寸鏈;公差

1 前言

隨著工業的不斷發展和進步，產品越來越精致化，汽車作為國家重要的支柱產業，人們對汽車的審美要求也越來越高，如何打造精致白車身提升競爭力，成為各大車企的重要戰略。打造精致性白車身設計到車身公差和零件公差的核算和分解，運用尺寸鏈知識可以輔助完成這項工作，基于此，尺寸鏈在車企不斷得到運用和推廣。

2 尺寸鏈的概述

尺寸鏈指的是在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯系的尺寸形成的封閉尺寸組。

3 尺寸鏈計算

（1）極值算法。按規則對組成環極值加減運算，求封閉環極值如果各組成環合格，則封閉環合格。

（2）統計法。散差求和：組成環散差和等于封閉環散差，如果各組成環分布符合要求，封閉環分布符合要求。

統計算法（概率法）求解思路：根據加工精度正態分布性（6σ原理），某個尺寸出現極大值和極小值的概率是非常小的，那么“所有增環都為極大或極小值，同時所有減環都為極小值或極大值”的概率將更小。

因此可以適當降低組成環的精度，即增大組成環的公差，以降低成本。具體計算方法為其中，T0為封閉環公差，Ti為各組成環公差。

4 運用尺寸鏈進行尺寸校核（容差分配）

（1）具體內容：1）現狀把握，收集需要進行尺寸校核模塊的相關約束條件。包括制造和裝配定位方式，制造和裝配工藝、手法，相關零部件和使用工裝夾具公差，測量點公差等。2）輸入相關約束進行3DCS建模分析。3）3DSC輸出分析報告，針對分析報告找出風險點和對風險點最大貢獻尺寸。4）對風險點進行容差重新分配。

（2）尺寸校核實例：前輪外傾角尺寸校核。1） 現狀把握。不良項目：左/右前輪外傾角不合格。不良發生率：左前外傾角NG：0.17%，右前外傾角NG：0.07%。現狀：左前外傾角NG的情況為超出上限值超差，實測15′（超出10′），右前外傾角NG的情況為超出下限值超差，實測-55′（超出-50′）;前輪外傾角規格范圍：-20′±30′。2）3DCS建模分析。3DCS建模引用公差：副車架安裝孔 ±1.5;擺臂安裝孔及定位螺柱±1.5;轉向器 ±0.2 ;前懸與轉向器過孔±0.8;前懸與轉向器孔銷間隙±0.1;前懸安裝孔±0.5;前懸與前懸安裝孔孔銷間隙±1.0。3）3DCS建模計算結果。經計算結果可知：前輪外傾角超差風險值為0.65%;在當前公差設置下，影響最大的因素為前懸上轉向器安裝孔位置度。因此，為了改善前輪外傾角超差風險值，需重新優化前懸上轉向器安裝孔位置度公差值，經過驗證，建議將前懸上兩安裝孔公差由0.8（±0.4）變更為0.4 （±0.2）。4）公差重新分配后計算結果。重新分配后，經計算CPK值達到1.4，風險值為0，根據計算結果，外傾角公差為-20′±23′，滿足需求。

5 運用尺寸鏈進行復合問題解析

（1）方法步驟。1）現場問題點反饋，或者VQ指摘，并現場實車確認問題點。2）列出尺寸鏈（關鍵點：確定基準，一般以車身坐標系基準作為尺寸鏈基準;鏈環找對;知道組成環公差）。3）使用檢具、三座標測量等方法測量各組成環的偏差值并進行尺寸鏈計算，找出超差的尺寸環。4）根據尺寸鏈分析計算結果制定改善對策，原則上是通過將超差的尺寸環改善到合格范圍內，來實現目標尺寸環合格;在超差尺寸鏈難以修改時，在保證不引發二次不良的前提下允許通過修改其他尺寸環達到目標尺寸合格。

（2）運用實例：側圍與油箱口段差改善。1）不良現狀把握。不良項目：側圍與油箱口段差不良。不良發生率：100%。不良現狀：油箱蓋與側圍配合位置3段差，油箱蓋低1.0～1.5mm，或下角位4號點反凸0.5mm （DTS基準-0.5±0.5mm）。

2） 尺寸鏈分析。

A0：側圍與油箱蓋段差 封閉環;? A1：側圍外板斷面精度，增環;A2：油箱蓋單品精度，減環;A3：鎖舌位置;A4：安裝調整;A0=A1-A2-A3-A4。

3）尺寸鏈計算。理論計算校核：

均方根法：

理論計算油箱蓋段差也很難滿足DTS要求，需人工調整進行偏差吸收;不良主要原因為側圍外板存在1mm極差，焊裝出車無法調整到1mm以內，而且調整工時太長易造成油箱蓋鈑金。

4）對策制定。①松螺母二次調整和進行油箱蓋預彎，存在油箱蓋變形風險;②側圍外板極差優化;③整車外觀基準優化，外觀基準由-0.5±0.5mm優化為-0.5±1.0mm。

6 運用尺寸鏈進行質量監控

（1）方法步驟。1）列出需要監控模塊裝配尺寸鏈，制作監察表。2）定期將各尺寸環實際測量精度輸入到監察表，計算出封閉環精度。3）當計算得出的封閉環超出公差時，提前進行分析預判是否會導致相關裝配外觀不良并進行實車儀裝確認。4）根據實車儀裝狀態確定超差點是否需要改善。若實車裝配OK，列為風險點，持續跟蹤變化趨勢，如無惡化，可暫時不做改善;若實車裝配NG，則應該馬上調查原因，并進行對策改善。（2）運用實例：尾門尺寸監察表。

7 結束語

通過本文學習，可以了解尺寸鏈如何在汽車制造過程中運用。通過尺寸鏈在前期設計階段的公差校核，品質培育階段的問題解析，以及品質維護階段的質量監控，有助于精致白車身的打造和維護，此外，還有助于尺寸鏈本身的推廣。

參考文獻：

[1]劉亮，張杰，喬濤.簡析汽車白車身尺寸開發與控制[J].時代汽車，2019（05）：127-129.