汽車車身制造過程中質(zhì)量控制研究

張柳明

摘 要：在整車制造中，汽車車身制造是一項非常重要的內(nèi)容。良好的車身質(zhì)量能夠顯著提升汽車的安全性、舒適度、美觀性及動力性，但在車身制造過程中不可避免的會產(chǎn)生吃尺寸偏差，因此，采取有效方法加強車身制造過程的質(zhì)量控制至關重要。

關鍵詞：汽車車身；制造過程；質(zhì)量控制

1 汽車車身制造過程中尺寸偏差分析

1.1 汽車車身制造過程中尺寸偏差的來源

汽車車身一般是由大量的薄板沖壓零件在生產(chǎn)線上經(jīng)快節(jié)奏、大批量的焊裝而成，而且車體裝配又分為多個步驟、多個層次?？偠灾囓嚿碇圃旃に嚇O為復雜，通常會涉及到眾多的中間環(huán)節(jié)，極大的增加了車身制造過程中尺寸偏差的控制難度。經(jīng)分析，尺寸偏差的產(chǎn)生原因主要有以下幾點：沖壓件尺寸偏差、焊接變形、夾具定位不穩(wěn)定以及操作工藝的影響。具體偏差來源，如圖1所示。

此外，新產(chǎn)品車身的制造過程階段包括試生產(chǎn)階段、啟動生產(chǎn)階段、單班生產(chǎn)階段以及翻班生產(chǎn)階段。一般來講，階段不同，制造特點就會有所不同，因而車身質(zhì)量的影響因素也會有所差異。

1.2 汽車車身制造過程中尺寸偏差的影響

一般來講，汽車車身制造過程中不可避免的會產(chǎn)生尺寸偏差，其影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①降低車身密封性與舒適度，比如車窗尺寸偏差引發(fā)的風噪聲；

②降低車身的操作性能，比如玻璃升降不順暢、兩蓋四門閉合困難；

③底盤、發(fā)動機、內(nèi)飾及配套件等裝配不良；

④油漆、門窗、燈等表面質(zhì)量及縫隙平整度下降，比如車身前燈縫隙不均勻。

2 汽車車身制造過程的質(zhì)量控制方法

2.1 采用先進的車身制造工藝

2.1.1 提高模具設計質(zhì)量

模具設計質(zhì)量與整車開發(fā)周期及車身質(zhì)量之間有著直接緊密的關聯(lián)。一般來講，對于成功的模具設計而言，其基礎保障在于計算機輔助手段的應用。汽車車身模具設計主要從工藝及結構兩方面入手，在工藝設計中，首先要分析產(chǎn)品圖及相應的數(shù)學模型，在此基礎上確定整形模與成形模的關系、拉延筋位置及數(shù)量、工藝補充面、沖壓方向等相關工藝參數(shù)，從而使零件沖壓時產(chǎn)生的表面損傷、起皺、拉裂、回彈、壓邊力等問題得到有效解決。

2.1.2 改進車身組裝工藝

鋼板是汽車車身零件的主要構成材料，因而傳統(tǒng)的車身組裝大都會采取點焊工藝。但隨著科技的進步，鋁合金已逐步應用到車身材料中，此時點焊工藝已不再適合，基于這一點，汽車制造企業(yè)開始應用一些新的車身組裝工藝，比如溶融焊接、機械聯(lián)接、壓接、摩擦攪拌聯(lián)接等。實踐證明，這些新型組裝工藝能夠產(chǎn)生與點焊工藝相當甚至高于點焊工藝的聯(lián)接強度，車身組裝效果良好。

以機械聯(lián)接工藝下的自穿鉚接工藝為例，該工藝能夠對材質(zhì)不同的金屬板件進行聯(lián)接，而且不會對零件表面產(chǎn)生任何破壞，作業(yè)環(huán)境好，能夠產(chǎn)生較高的聯(lián)接強度，不會產(chǎn)生熱輻射、火焰及飛濺的火花；當然，該工藝也存在一些缺陷及不足之處，比如對設備專業(yè)性要求較高、聯(lián)接件表面不平整、鉚釘尾部比零件表面高、鉚釘輸送不方便等問題。

2.1.3 加強車身表面分塊的合理化

合理的車身分塊對車身質(zhì)量的影響也是非常大的。條件允許的情況下，盡可能選用大體積甚至一體化的零件。

現(xiàn)階段，汽車整體頂蓋以及整體側圍在車身制造過程中都得到了普遍的應用，所謂整體側圍是集成了傳統(tǒng)意義上分散制造的A、B、C柱，門檻、頂蓋邊梁及后翼子板，實現(xiàn)了零件的一體化。而對于車身其它部位的零件，也應盡量采取一體化的設計方式。相比分塊組裝工藝，一體化結構的零件設計與組裝工藝能夠節(jié)省設計圖紙與相關費用成本、提高車身焊裝尺寸及表面精度、提高管理效率，確保汽車車身質(zhì)量得到有效的控制。

2.1.4 完善車身本體組裝工藝

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)汽車制造業(yè)的車身焊裝線已實現(xiàn)全自動的運作模式，線上全部作業(yè)由機器人來操作，這種運作模式提高了作業(yè)效率及質(zhì)量，提高了生產(chǎn)的安全性。特別是結合在線激光檢測系統(tǒng)，能夠顯著提高車身焊接的速度與精度，從而實現(xiàn)對車身制造質(zhì)量的有效控制。

此外，隨著科技的快速發(fā)展，電動工具會逐步取代原有的氣動工具，相比氣動工具，電動工具噪音污染小，而且電動工具受計算機系統(tǒng)的控制，能夠實時動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)線作業(yè)狀況，提高車身組裝的準確率，從而使車身制造質(zhì)量得到有效保障。

2.2 應用以持續(xù)提高質(zhì)量為中心思想的“2 mm”工程

汽車車身上的測點結果在固定的公差范圍之外時，車身系統(tǒng)就會發(fā)出報警提示。而統(tǒng)計過程控制原理是以檢測量歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)對當前控制界限進行計算，以此來判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)。比如，以汽車車身測點歷史測量數(shù)據(jù)為依據(jù)繪制相應的控制圖，以此查看系統(tǒng)狀態(tài)。通常情況下，這兩類過程控制法能夠發(fā)揮明顯的功效，但是汽車車身制造工藝復雜程度極高，往往會產(chǎn)生上百個車身零件過程監(jiān)測點，在很大程度上增加了車身制造過程狀態(tài)判定的難度。

基于此，上海通用結合車身制造特點，在汲取兩類過程控制法優(yōu)勢的基礎之上提出了“2 mm”工程過程控制方法，并取得了顯著的應用效果。

“2 mm”工程的中心思想是車身尺寸質(zhì)量的持續(xù)改善，它要求車身尺寸關鍵測點的波動范圍在2 mm以內(nèi)，該技術主要利用關鍵測點（單個測點及整車測點）的6 σ值來評定車身尺寸的質(zhì)量，而且從持續(xù)質(zhì)量改進指數(shù)的曲線圖中可看出車身尺寸質(zhì)量的變化趨勢。

一般來講，車身測點數(shù)據(jù)的采集工作是由三坐標測量機負責完成的，但由于我國一些車企硬件設施條件受限，無法開展頻次較高的采樣作業(yè)，因此，對于車身尺寸質(zhì)量穩(wěn)定性評價工作而言，統(tǒng)計過程控制方法并不適合。

目前，我國車身制造車間內(nèi)的車身尺寸質(zhì)量評價方法及指標主要是“2 mm”工程。實踐證明，“2 mm”工程的應用有助于車身制造過程中尺寸質(zhì)量問題的發(fā)現(xiàn)及改進，實現(xiàn)了車身制造過程中良好的質(zhì)量控制。

3 結 語

總而言之，我國汽車生產(chǎn)與制造企業(yè)應轉變汽車車身技術含量低這一傳統(tǒng)落后觀念，重視車身技術的引進與研發(fā)，不斷改進與完善車身制造與組裝工藝，加強汽車車身制造過程的質(zhì)量控制，最大程度的避免車身制造缺陷，增強車身安全性能及整車質(zhì)量，提升汽車品牌形象及消費者滿意度，從而推動我國汽車行業(yè)的健康高效可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 韓雙，石磊.汽車車身制造過程質(zhì)量控制分析[J].科技致富導向，2015，（1）.