尺寸工程中移動公差在新車開發中的應用

田飛

上海銳鎂新能源科技有限公司杭州分公司 浙江杭州 310002

隨著中國汽車市場不斷發展，人們對汽車的要求越來越高，導致汽車換代不斷加快，汽車開發周期不斷縮短。新車型開發中，車身是其余所有零部件裝配的基礎，其制造質量直接影響汽車整車質量，因此一直是汽車企業最關心的問題。車身一般有300～500個零部件，眾多零部件在焊裝裝配生產中常出現零部件裝配干涉、裝配困難等問題，影響車身制造質量，且需要較多的產品設計變更、零部件模具更改等，增加了開發成本及開發周期。

現代汽車制造中，普遍采用車身制造綜合誤差指數CII（Continuous Improvement Indicator）來控制車身制造質量，即“2mm工程”，CII應用于汽車工業不僅可以實現經濟的汽車制造，同時也是一個國家制造技術水平的綜合反映。車身制造綜合誤差主要由零件誤差、誤差積累和工裝設備等因素造成，在工裝設備等因素一定的前提下，尺寸工程中移動公差的應用，充分考慮制造系統的經濟工藝能力及裝配工藝性，將車身零部件公差合理分配調整，保證裝配偏差符合產品裝配精度及技術要求，減小零件誤差及誤差積累，從而減少后期設計變更，降低開發成本，縮短開發周期，并提升制造綜合誤差指數CII。

移動公差概述

新車開發階段，如果零部件單純按照圖樣中標注的尺寸制造，由于系統誤差的影響，在裝配過程中會發生裝配干涉、裝配困難等問題，影響產品的功能和外觀，所以在設計時事先預測上述問題，考慮經濟工藝能力及裝配工藝性，在公差帶寬不變的情況下，將零件公差中心提前向某一方向偏移，來避免此類問題發生。公差中心的偏移就叫做移動公差，又稱“特殊公差”或“單邊公差”。

1.移動公差適用范圍及特點

移動公差是尺寸工程的一部分，在新車開發階段，對于影響到車身長度、寬度及高度或者關系到車身外觀品質的零件，將單一方向的修改尺寸用于制造模具、夾具和檢具，以便降低開發成本，縮短開發周期和提升產品質量。移動公差適用于乘用車、商用車各車型批量生產準備過程中的所有塑性零件。

移動公差特點如下：

1）公差帶寬不變的情況下，零部件的公差帶位置向單一方向移動。

2）從圖樣設計階段開始要反映以前車型的問題點。

3）車身塑性零件中部分零件應用。

2.移動公差開展流程

新車型開發中，當預凍結版數模發放后，尺寸工程師根據車身零件結構、產品性能要求、工藝順序及工藝能力等排查分析車身移動公差，開展移動公差設計工作，經研究院產品部門、工藝部門（沖壓工藝、焊裝工藝）、品質部門及制造部門評審，確定移動公差范圍。評審優化后，研究院產品部門編制、下發GD&T圖（移動公差），工藝部門與品質部門對模具、夾具及檢具開發時應用移動公差，零部件到廠后，各部門對零部件進行驗證，識別移動公差設定不合理、是否遺漏等，并進行修正，編制優化移動公差LIST。如圖1所示。

圖1 移動公差開展流程

3.移動公差表示

移動公差標注及符號含義，如圖2所示。

圖2 移動公差標注及符號

如圖3所示，零件（斷面）移動公差，形體可以允許增加材料一邊的輪廓度公差為0，開口尺寸只能從真實輪廓變小。形體可以允許增加材料一邊的輪廓度公差為1.0，開口尺寸只能從真實輪廓變大。

圖3 零件（斷面）移動公差

4.移動公差的主要作用

1）防止車身寬度尺寸（Y向）增大。

2）改善前圍裝配。

3）消除側圍干涉部位。

4）防止前風窗下橫梁上移（Z向）。

5）改善U形零件裝配。

6）防止包邊彎折處尺寸變化。

移動公差設定

新車型開發階段，移動公差設定原則如下：

1）白車身拼裝時，會影響車身寬度尺寸變化的零件，必須設定移動公差。如：下部車身總成（機艙、前地板及后地板總成）與側圍總成進行裝配時，下部車身總成公差累計較大，易超出車體總寬度（Y向）公差要求，出現下部車身與側圍總成干涉，白車身拼裝時無法裝配到位，導致車身總寬度（Y向）增大，影響車身整體精度。下部車身與側圍總成Y向匹配的零部件（地板本體、縱梁、門檻等），需向車身內部設定移動公差，移動公差設定值0.5mm，減小下部車身Y向寬度，吸收誤差。如圖4所示。

圖4 某后縱梁零件移動公差

2）同一方向上有多個平行的配合面或安裝孔，零件間配合過于緊密，公差帶交叉，而導致裝配干涉/困難的零件，必須設定移動公差。如：U形件，在滿足裝配條件下，U形件的移動公差，兩層板裝配只設定內板，降低工藝要求，三層板裝配設定內兩層板，移動公差設定值0.5mm，減小U形件開口尺寸，吸收誤差。如圖5所示。

圖5 某鉸鏈安裝板零件移動公差

3）包邊結構處，影響包邊尺寸的零件，必須設定移動公差。如：開閉件包邊（前后門、后背門及前機蓋包邊），包邊時會導致外板產生損耗量，包邊完成后，導致包邊尺寸變小，影響白車身外觀匹配。開閉件外板包邊翻邊，需設定移動公差，移動公差設定值0.2～0.5mm（具體值按包邊造型確定），彌補包邊時外板產生的損耗量。如圖6所示。

圖6 某前機蓋外板零件移動公差

4）移動公差尺寸的設定基本上以0.5mm為準，若移動距離超出0.5mm，要充分考慮通過結構來進行補償。

移動公差應用及驗證

移動公差設定合理性經各部門評審后，研究院產品部門輸出GD&T，并向各部門下發最終圖樣，如圖7所示。各部門接收到最終圖樣后，開展如下工作。

圖7 某后縱梁本體零件GD&T

1）沖壓工藝：制定模具應用計劃，在模具上應用移動公差補償值。

2）焊裝工藝：制定夾具應用計劃，在夾具上應用移動公差補償值。

3）品質部門：制定檢具應用計劃，在檢具上應用移動公差補償值，基準書編制下發，并在檢具上進行標識。

零部件通過在Meisterbock匹配及試制過程中進行偏差驗證，對設定的移動公差優化、調整并最終確認，指導后期生產，并編制優化完善移動公差LIST，使其在后序的新車型開發中具有實際的指導作用，將問題提前規避。

結語

移動公差按設定原則開展，將其運用到車身同類或類似結構零件中，在零件裝配前，就已經解決了裝配誤差累積導致的干涉、裝配困難等問題，從而避免了后期模具修改，降低了變更成本，縮短了開發周期，避免了實際生產中強行裝配焊接現象，使各批次零件裝配時具有很好的互換性，提升了車身制造質量。為了應對國內汽車行業激烈的競爭，提高產品品質，搶占市場先機，移動公差在新車型開發中的應用必不可少。