整體式車身主檢具的改進(jìn)研究

秦曉磊

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

整體式車身主檢具的改進(jìn)研究

秦曉磊

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

整體式車身主檢具（TAC）是提升整車尺寸質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，是提高汽車尺寸質(zhì)量不可或缺的一個(gè)工具，目前的主檢具還存在著一些可以改進(jìn)的地方。本文主要介紹了車身主檢具的一些可以改進(jìn)的地方以及改進(jìn)方案，供大家討論和參考。

整車主檢具；成本；人機(jī)工程；改進(jìn)

0　引言

目前汽車銷量增長(zhǎng)的放緩和趨于穩(wěn)定，要求我們不但要做好迎接汽車新一輪增長(zhǎng)的準(zhǔn)備，而且還要將現(xiàn)有的汽車技術(shù)水平做精做好。而將整體式車身主檢具做的更精更好，便是測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)人員在新常態(tài)中一項(xiàng)必要工作。整體式車身主檢具，通用汽車稱之為T(mén)AC，大眾汽車稱之為CUBING，是整車廠廠內(nèi)用來(lái)日常監(jiān)控汽車內(nèi)外飾總裝零件及門(mén)蓋總成尺寸質(zhì)量的最頻繁的檢具之一，其重要性不言而喻。目前的整體式車身主檢具還是有些可以改進(jìn)的地方，使其更經(jīng)濟(jì)，更輕，人機(jī)工程更好。

1　傳統(tǒng)整體式車身主檢具

整體式車身主檢具是按照整車數(shù)字模型1：1仿形設(shè)計(jì)制造，是由鋼結(jié)構(gòu)焊接底板、前部焊接骨架、覆蓋以各類鋁合金仿型模擬塊和門(mén)蓋輔助安裝支架／小車所拼裝而成。

整體式車身主檢具的功能是按照實(shí)車狀態(tài)對(duì)白車身外覆蓋件（四門(mén)兩蓋總稱）、內(nèi)外飾零件及部分影響上述零件狀態(tài)的功能件等進(jìn)行組合安裝并進(jìn)行尺寸匹配，然后檢查各個(gè)零部件的安裝是否能夠到位、零部件之間的裝配關(guān)系是否正確、間隙和平整度是否達(dá)到了整車尺寸匹配要求。在試生產(chǎn)、產(chǎn)品驗(yàn)證及尺寸匹配階段，由于零部件及白車身的形位還不穩(wěn)定，存在著一定的偏差超差，導(dǎo)致功能部件、內(nèi)外飾零件及外覆蓋件產(chǎn)生裝配干涉、間隙及平整度等缺陷，而整體式車身主檢具能夠非常有效的判斷問(wèn)題，判斷指向到具體問(wèn)題零部件，指導(dǎo)偏差 零部件進(jìn)行修改，為零部件產(chǎn)品的尺寸質(zhì)量指明了方向。利用整體式車身主檢具，整車廠和供應(yīng)商可以縮短產(chǎn)品尺寸開(kāi)發(fā)周期，以最短的時(shí)間內(nèi)提高產(chǎn)品尺寸質(zhì)量，在早期驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和總裝裝配工藝，降低新車型開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

2　傳統(tǒng)整體式車身主檢具的不足之處

2.1制造成本

整體式車身主檢具的制造成本主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是材料：整體式車身主檢具主要采用鑄造鋁合金、鍛造鋁合金及鋼鐵制造，價(jià)格非常的昂貴；其二是CNC加工費(fèi)用貴，整體式車身主檢具的大部分表面都需要仿造白車身或者內(nèi)外飾零部件表面進(jìn)行仿形加工，這務(wù)必會(huì)用到以小時(shí)為單位計(jì)價(jià)的高自由度CNC數(shù)控加工，而且是加工金屬是數(shù)控加工中最耗時(shí)的。

2.2改型成本

在新車型量產(chǎn)一段時(shí)間后，為了迎合顧客不斷更新的需求，整車廠會(huì)對(duì)原來(lái)車型功能及外觀進(jìn)行更改，其主要更改位置為前部的大燈、前蓋、前保及翼子板，后部的側(cè)圍、后端板、尾燈、后蓋及后保，這樣勢(shì)必需要重新制造更改部分的車身主檢具，由于整體式車身主檢具前部的結(jié)構(gòu)易于更改替換，其改動(dòng)成本尚可，但是后部結(jié)構(gòu)一般為整體式的，需要再制造一個(gè)局部車身主檢具，成本巨大，如果還牽涉到地板及內(nèi)飾更改，甚至?xí)匦略O(shè)計(jì)制造一個(gè)新的整體式車身主檢具，這將耗費(fèi)巨大。

2.3人機(jī)工程

整體式車身主檢具是一個(gè)以人員手工操作使用的檢具，所以人機(jī)工程越來(lái)越受操作人員所關(guān)注，傳統(tǒng)的整體式車身主檢具便受到了操作人員們諸多的挑戰(zhàn)。

其中最為人所詬病的是前部受限空間問(wèn)題。操作人員需要在這1 m2內(nèi)進(jìn)行大型零件前保險(xiǎn)杠總成的拆裝非常的不方便，還會(huì)有被各類導(dǎo)軌、支架及模擬塊絆倒和磕傷的安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，是鋁合金后蓋模擬塊過(guò)于沉重，達(dá)到了15~20 kg，按照標(biāo)準(zhǔn)需要兩個(gè)人操作拆裝模擬塊，但是實(shí)際只配有一個(gè)操作人員，人機(jī)工程及人員勞防安全風(fēng)險(xiǎn)很大。

2.4后備箱零件安裝功能缺失

隨著汽車尺寸技術(shù)的日趨發(fā)展，人們不僅僅開(kāi)始關(guān)注外飾外觀和乘客艙內(nèi)飾外觀，而且開(kāi)始著眼于后行李箱內(nèi)飾的外觀，這又一次挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的整體式車身主檢具。傳統(tǒng)的整體式車身主檢具在后行李箱中設(shè)計(jì)了一個(gè)或者兩個(gè)巨大的后蓋模擬塊支架，遮擋了后行李箱側(cè)飾板和行李箱蓋板的安裝空間，無(wú)法進(jìn)行這兩個(gè)零件的尺寸匹配，進(jìn)而降低了判斷零部件問(wèn)題的速度，從而影響到了后行李箱的尺寸外觀。

3　整體式車身主檢具改進(jìn)研究

根據(jù)以上總結(jié)的一些傳統(tǒng)整體式車身主檢具的不足之處，經(jīng)過(guò)和專家及供應(yīng)商的討論，可以有以下這些解決方案，并已經(jīng)或正在實(shí)施于新車型項(xiàng)目的整體式車身主檢具。

3.1 制造成本的改進(jìn)研究

制造成本的關(guān)鍵上文已經(jīng)指出，是昂貴的材料和耗時(shí)并且昂貴的CNC加工時(shí)間。所以，制造成本的改進(jìn)可以從三個(gè)方面切入：

（1）換材料。綜合考慮整體式車身主檢具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以更換局部非核心區(qū)域的材料，如前地板和后地板模擬塊。這兩塊模擬塊大面積與鋼結(jié)構(gòu)底板連接，不會(huì)對(duì)整體式車身主檢具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成影響。目前，大型模擬塊的主要材料為鑄鋁、代木（5166）及代木（470），材料性質(zhì)也有國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的。我們明顯可以發(fā)現(xiàn)，可以用國(guó)產(chǎn)5166和進(jìn)口470替換現(xiàn)有鑄鋁模擬塊，不但價(jià)格可以明顯下降，而且重量也得到不小的改善。

（2）材料組合。除了單純的將代木替換原來(lái)的鑄鋁，我們還可以將鋼管焊接骨架組合模擬塊，如圖1所示。同體積的鋼管焊接骨架比同體積的代木材料更為便宜，這樣就可以進(jìn)一步的降低這兩塊地板模擬塊的成本了。

圖1　材料組合

圖2　分塊改進(jìn)

（3）減少CNC加工時(shí)間。顯而易見(jiàn)，將非金屬代木替換鑄鋁，將會(huì)大大減少CNC加工時(shí)間，從而降低整體式車身主檢具的成本。另外利用鋼結(jié)構(gòu)焊接骨架的組合進(jìn)一步的減少了CNC加工時(shí)間，降低整體的成本。經(jīng)過(guò)制造成本改進(jìn)后的地板模擬塊預(yù)計(jì)將節(jié)約10萬(wàn)人民幣，價(jià)雖小，聊勝于無(wú)。

3.2改型成本的改進(jìn)研究

改型成本的改進(jìn)，關(guān)鍵在于減少重新制作局部及整體式車身主檢具。上文描述了改型主要更改前部的大燈、前蓋、前保及翼子板，后部的側(cè)圍、后端板、尾燈、后蓋及后保，前部直接可以更換改型后的模擬塊，不需要重新制作局部及整體式車身主檢具。而后部由于模擬塊分塊的不合理，造成了需要重新制作局部及整體式車身主檢具，所以需要重新進(jìn)行模擬塊分塊，使后部的改型只需要和前部一樣更換改型模擬塊，不需要重新制造，如圖2所示，將原來(lái)左右側(cè)圍和后端板的分塊改為將常改型區(qū)域單獨(dú)分塊的分塊方式，這樣的分塊方式可以節(jié)約主檢具改型成本約50萬(wàn)。

3.3人機(jī)工程的改進(jìn)研究

前部人機(jī)工程及受限空間的問(wèn)題關(guān)鍵在于前保拉出式的模擬塊，前有主檢具，后有前保模擬塊，左右又有導(dǎo)軌阻擋。所以，將拉出式的模擬塊改為拆卸式的模擬塊便可以改進(jìn)這個(gè)問(wèn)題，操作人員只需要將模擬塊拆下放入料架便可以進(jìn)行前保險(xiǎn)杠總成的拆裝工作，不會(huì)有模擬塊和導(dǎo)軌組成的受限空間影響操作人員的人機(jī)工程，這樣不但人機(jī)工程和受限空間得到了改善，由于模擬塊體積變小了，取消了導(dǎo)軌，整套前保模擬塊的成本也得到了一定的下降。

此外，是后蓋重量的人機(jī)工程問(wèn)題，操作不便，還容易造成操作人員受傷。其實(shí)后蓋模擬塊的功能只存在于與周邊總裝外飾件配合的地方，并不需要做這么大這么完整的后蓋模擬塊，可以分段制作局部模擬塊，和前保一樣，這樣改進(jìn)既改善了后蓋重量問(wèn)題，又降低了模擬塊成本，如圖3所示。

圖3　分段拆卸式后蓋模擬塊

3.4增加后備箱內(nèi)飾零件安裝功能

由于后蓋模擬塊安裝支架的原意，導(dǎo)致后備箱內(nèi)飾零件安裝功能的缺失。所以這個(gè)改進(jìn)工作應(yīng)該著眼于取消這個(gè)后蓋模擬塊安裝支架，上一節(jié)中，后蓋模擬塊已經(jīng)從整體式改為了分段式，所以這些分段模擬塊非常的輕便可以分別設(shè)計(jì)安裝在底板和側(cè)圍，不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)制造后蓋模擬塊安裝支架，后備箱內(nèi)飾零件的安裝問(wèn)題迎刃而解。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)汽車尺寸的日益重視，整體式車身主檢具也得到了日益的發(fā)展和重視，甚至從乘用車延伸到了商用車。這將給測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)人員提出更高的要求。另外，整體式車身主檢具作為最大最復(fù)雜的汽車檢具，同時(shí)也是投資耗費(fèi)最大的汽車檢具，所以對(duì)主檢具的改進(jìn)和革新迫在眉睫。

[1] 胡順波，辛林，李偉.論整車TAC檢具開(kāi)發(fā)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2 014,8:41~43.

[2] 侯軍，楊智，代丕云.CUBING開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014,31:69~69.

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