白車身尺寸夾具調整原則及案例分析

李觀興

摘 要 隨著汽車行業(yè)制造以及自動化水平的提高，汽車企業(yè)對于白車身尺寸精度及穩(wěn)定的要求越來越高。在高度自動化的流水線中，尺寸的高精度及穩(wěn)定性是保證生產流暢性及質量的基礎。關于與如何提高焊裝尺寸精度及穩(wěn)定性的文章很多，但是大都偏向于理論，對實際操作的指導有限。本文將結合多年尺寸方面工作經(jīng)驗，與讀者分享焊裝白車身尺寸優(yōu)化及穩(wěn)定性提高的實用方法及建議。

關鍵詞 在線檢測;車身尺寸;質量控制

1 白車身尺寸的影響因素及控制方法

白車身尺寸的影響因素很多，目前較為流行的分類為人、機、料、法、環(huán)、測六種。其中較為重要的是人、機、料。本文主要討論“機”，主要指夾具，夾具分為焊接夾具（定位夾具、輔助支撐、校形夾具）、中轉臺夾具、機械抓手、裝具等，目前夾具的結構還未形成統(tǒng)一的規(guī)格及標準，但是原則相通，即夾具的定位與零件圖紙一致、根據(jù)零件的形狀及焊點位置合理設置輔助支撐、定位及夾緊三維可調等。

2 夾具調整原則及步驟

由于加工及安裝的各種誤差，夾具在工裝公司組裝完成后，應對其進行三坐標測量，以保證各個定位元件的實際最終位置與設計相同，并將理論墊片數(shù)量用標牌固定在相應的位置。運到焊裝車間后，還應對夾具進行復測及進行修正。

當上述基礎工作完成后，車間將所生產的總成送到測量部門進行三坐標尺寸測量，尺寸工程團隊對測量結果進行分析。分析時：

關注各個零件的RPS點尺寸，即零件是否處于理論位置。夾具調整的第一步就是要把零件的RPS點尺寸“歸零”，但是調整前一定要進行全面的分析，除非確定了RPS對應的主定位元件存在偏差，不然絕不允許對主定位進行調整。

由于零件的尺寸與理論相比難免會有偏差，所以輔助支撐一般調整至與零件服帖，不要讓其影響主定位。同時，在關鍵尺寸點附近，可以有針對性將一組輔助支撐和夾緊均調整至離縫狀態(tài)，些時夾具相當于一個大檢具，通過觀察這組離縫的夾具與零件的貼合狀態(tài)，可以判斷零件的尺寸變化。

當上述基礎工作完成后，可以根據(jù)測量報告及后續(xù)裝車的實際需求進行常規(guī)的分析及優(yōu)化工作。基本步驟是先進行原因、制定臨時措施、制定夾具調整方案、調整夾具并記錄、測量驗證、二次夾具調整、解決根本原因、恢復夾具。

3 案例分享

3.1 尺寸優(yōu)化案例

如圖，測量報告顯示某分總成Z向低2mm。兩個分總成在此工位被焊接，分總成1能夠與夾具自由服帖地接觸，但分總成2與分總1在Z向方向上有明顯地干涉現(xiàn)象，導致分總2無法與其主定位支撐塊接觸，相差約5mm，即分總2在夾具上定位失效。查看兩個分總成主定位塊的墊片數(shù)量發(fā)現(xiàn)，分總1的Z向定位塊墊片數(shù)量比理論多出了3mm，即分總1的Z向整體過高，導致其與分總1Z向干涉。所以 ，第一步要將夾具墊片恢復到原始數(shù)量?；謴秃蟀l(fā)現(xiàn)，分總成2與Z向主定位塊間隙有好轉，但仍有2mm間隙。

第二步應該找出兩個分總成Z向干涉區(qū)域，并進行分析。

通過現(xiàn)場的實驗發(fā)現(xiàn)，由于分總成2的定位面與干涉面為同一零件，出現(xiàn)問題可能性極小。相反分總成1的定位面與干涉面為兩個零件，通過對前序工位的定位面的墊片數(shù)量發(fā)現(xiàn)存在同樣的問題，將墊片數(shù)量恢復到原始狀態(tài)后。將優(yōu)化后的分總成1與原來的分總成2放置到合成工位夾具上，發(fā)現(xiàn)分總2與定位面已能接觸，同樣生產一套合成件進行三坐標測量，分總成1的Z向偏差已消除。

3.2 穩(wěn)定性分析的案例

下圖為某車型后端上下對中性差值的統(tǒng)計。目標是±0.5mm。

由于篇幅有限，本例假設下部總成及側圍總成尺寸良好且穩(wěn)定，直接分析主拼工位的夾具。

如上圖所示，側圍后端的Y向支撐及夾緊夾具較多（1及2），通過觀察側圍在夾具上夾緊狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，側圍與夾具之間的應力特別大，導致這幾組Y向支撐與側圍接觸不均勻，相互之間影響制約，導致尺寸不穩(wěn)定。這種情況下，必須選定一組為主定位并讓其起主要作用，其它的作為輔助定位，并將這些輔助定位重新調整至與側圍自由服貼，消除它們的影響。此案例中，選取紅框的夾具塊作為主定位，因為其離尺寸監(jiān)控點最近，最為穩(wěn)定。調整完成后，通過反復開關夾具，判斷側圍在夾緊狀態(tài)下的穩(wěn)定性，此時需要在夾具上選取一個參考點，此案例中選取圓框中的綠塊，通過測量它與側圍的間隙來判斷Y向穩(wěn)定性。在夾緊狀態(tài)下，間隙在2～2.3mm之間，穩(wěn)定較好;但是焊接完且夾具打開后，此間隙會變大，這種情況下穩(wěn)定性難以保證。此時，需要分組閉合夾具，觀察每組夾具夾緊后的變化，發(fā)現(xiàn)Z向（第四組）夾具夾緊后，側圍與綠塊的間隙出現(xiàn)明顯變化。由于此車型側圍內外板是在總拼前就焊接完成，強度較大，所以在總拼時，Z向的夾緊同樣會影響Y向尺寸。同樣，將第4組Z向夾具調整至與零件服帖，此時焊接后夾具打開，側圍與綠塊的間隙沒有變化。

經(jīng)過上述的調整及優(yōu)化，后端的對中性尺寸穩(wěn)定性明顯提高。

參考文獻

[1] 張勤梅，雷冬雪，張春雷.汽車白車身精度控制思路與方法的探討[C]//2010中國汽車工程學會年會.0.

[2] 周濤.影響車身精度的因素探析[J].中國高新技術企業(yè)，2015（8）：69-70.

[3] 葉德昭.車身制造尺寸質量的控制方法[J].裝備制造技術，2013（6）：161-166.