白車身尺寸精度控制方法探討

王勤衛(wèi)　石啟正

摘 要：車身尺寸精度是汽車的重要參數(shù)，不僅影響著車輛的外觀，而且對(duì)整車功能性的穩(wěn)定性有著一定的影響。影響白車身尺寸的因素很多，比如制造工藝不完善，操作流程不規(guī)范，零部件尺寸精度控制差，工裝設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)差等因素。因此采用什么樣的控制方法，有效提高白車身的尺寸精度，是汽車主機(jī)廠需要考慮的重要問題。對(duì)白車身的尺寸精度控制現(xiàn)狀進(jìn)行分析探討，找出影響白車身尺寸精度的根本因素，并制定一套完善合理的應(yīng)對(duì)措施就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：白車身;尺寸精度;控制

1 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，再加上我國政府實(shí)施的“車輛購置稅減免”、“汽車下鄉(xiāng)活動(dòng)”等一系列政策，汽車已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶。各大廠商為了吸引更多的客戶，都在對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高汽車的性能優(yōu)勢(shì)，而車身尺寸精度三是影響汽車質(zhì)量的重要因素。因此對(duì)白車身的尺寸精度控制方法展開全面細(xì)致地分析探討，具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

2 白車身尺寸精度控制的重要性

車身是整車的主要載體，幾乎所有的零件都是依附在車身上的，車身尺寸精度控制最能體現(xiàn)汽車制造企業(yè)的整體實(shí)力，而且反映著汽車的整體質(zhì)量。如果車身的尺寸精度控制不到位，各個(gè)零件就會(huì)發(fā)生不規(guī)則偏移，嚴(yán)重者會(huì)形成強(qiáng)烈的共振，對(duì)駕駛?cè)思俺丝彤a(chǎn)生極大的生命威脅。除此之外，車身尺寸精度對(duì)汽車的外觀、各個(gè)零部件的性能有著巨大的影響，如果車身尺寸出現(xiàn)問題，就會(huì)大大降低汽車使用者的駕駛感受，對(duì)汽車銷量產(chǎn)生了一定的不利影響。從這個(gè)角度分析，要想全面提高汽車的質(zhì)量，就需要做好汽車車身的尺寸精度。

3 白車身尺寸的影響因素

白車身尺寸控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性過程，車身制造往往需要幾十個(gè)、甚至上百個(gè)流程，每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)給車身尺寸出現(xiàn)偏差。從車身制造角度分析，影響白車身尺寸的因素主要有零件尺寸誤差、夾具結(jié)構(gòu)不合理、操作不規(guī)范等，具體內(nèi)容如下所示：

3.1 零件尺寸誤差

白車身的沖壓件，主要分為兩部分：一部分是車身表面的外覆蓋件，另一部分是內(nèi)部結(jié)構(gòu)沖壓件，車身的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在車身制造過程中需要經(jīng)過沖壓、剪切、彎曲、拉伸等多個(gè)過程環(huán)節(jié)，而且很多廠商都對(duì)車身尺寸提出了很高的要求，在加工過程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)誤差，而且這種差錯(cuò)會(huì)一級(jí)一級(jí)放大，使得車身整體尺寸與實(shí)際需求存在很大的差距，甚至?xí)?dǎo)致車身徹底報(bào)廢。例如在沖壓環(huán)節(jié)，沖壓件的模具位置、沖壓力度都存在一定的變動(dòng)區(qū)間，沖壓模具在長時(shí)間使用之后其精度和形狀也得不到保障，使得沖壓件的尺寸很容易出現(xiàn)差錯(cuò)，沖壓件在包裝運(yùn)輸過程中，碰撞、拖拽等操作都會(huì)容易導(dǎo)致出現(xiàn)零件變形，影響到零部件尺寸，而且這種變形大多無法通過肉眼察覺出來，這種尺寸有問題的零件會(huì)一直存在于加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，最終影響到白車身尺寸及整車質(zhì)量。

3.2 夾具結(jié)構(gòu)不合理

夾具主要用來保證產(chǎn)品的形狀和尺寸精度符合圖紙和技術(shù)要求，必須使被裝配的零件或部件獲得正確的位置和可靠的夾緊，并在防止在焊接過程中出現(xiàn)零部件焊接變形問題。夾具主要具備定位和夾緊功能，在焊裝過程中，即使在焊裝夾具的夾持下，鈑金件的位移和變形還是在所難免。只是數(shù)量上是相對(duì)微小而已。為減少焊接過程中的位移和變形，對(duì)夾具定位機(jī)構(gòu)的位置、數(shù)量、夾緊力等都有相關(guān)要求。一條白車身焊接生產(chǎn)線，有數(shù)百套夾具，每套夾具都會(huì)影響到部分安裝點(diǎn)的尺寸位置。在焊接工藝中，車身的定位效果一方面受到夾具定位點(diǎn)數(shù)目的影響，另一方面會(huì)受到定位點(diǎn)分布的影響，工裝夾具的材料性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都會(huì)車輛的定位精度產(chǎn)生一定的影響，而且這種影響是不受人為控制的，這就導(dǎo)致白車身尺寸會(huì)出現(xiàn)各種各樣的偏差。

3.3 操作不合理

雖然目前車身生產(chǎn)線自動(dòng)化程度越來越高，但仍存在部分工序?yàn)槿斯げ僮鱽硗瓿汕闆r，而不同的員工的操作方法存在差異，操作結(jié)果也存在一些不確定性，這使得白車身的尺寸精度會(huì)出現(xiàn)一些誤差。焊接作是為目前白車身主要的連接工藝，完成90%以上的車身裝配工作量。焊接過程中的局部不均勻的加熱，在隨后的快速冷卻過程，以及夾具和焊鉗對(duì)零部件夾緊力等約束情況下，會(huì)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力以及焊接變形。這類變形在量上非常隨機(jī)，且難以處理。這類變形會(huì)造成新的尺寸偏差。因此對(duì)于操作過程中焊點(diǎn)的位置度要求、操作手法等的要求也是越來越高，隨著自動(dòng)化程度的發(fā)展以及新型連接方式的開發(fā)，消除或減小了操作上的一些不確定性，操作過程的影響得到了弱化，但對(duì)于人工操作的工序，就需要有一套標(biāo)準(zhǔn)完善的焊接工藝規(guī)范，以控制生產(chǎn)過程的影響，提升白車身的尺寸精度。

4 白車車身的精度控制策略

通過以上分析探討可以發(fā)現(xiàn)，影響白車身尺寸的因素是多方面的，針對(duì)這些潛在的不利因素，制定一系列針對(duì)性的改善措施，提高白車身的尺寸精度，是主機(jī)廠需要考慮的重要問題，具有作法如下所示：

4.1 加強(qiáng)零件的精度控制

車身沖壓件是保證車身尺寸精度的先決條件，如果車身沖壓件的尺寸精度得不到保障，后續(xù)的加工工序也就毫無意義。在白色身加工過程中，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來提高車身精度：第一，簡(jiǎn)化車輛復(fù)雜程度，降低沖壓工藝難度，有效提高汽車車身的成型性和穩(wěn)定性。這就需要汽車廠商創(chuàng)新設(shè)計(jì)出更加新穎的車身工藝。第二，創(chuàng)新應(yīng)用整體沖壓工藝，例如“整體門框”、“整體側(cè)圍”、 “一體式門環(huán)”，盡量減少零部件的數(shù)量以減少尺寸鏈長度，減少總成零件的累計(jì)公差。第三、在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要保證零部件基準(zhǔn)的有效延續(xù)性，避免出現(xiàn)基準(zhǔn)的不合理轉(zhuǎn)換。第四，在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，考慮到后期實(shí)際生產(chǎn)過程中的焊接變形，通過設(shè)置加強(qiáng)筋或者加強(qiáng)連接件等方式，提升零部件的強(qiáng)度，避免焊接過程或物流過程中的變形現(xiàn)象。第五，沖壓件模具開發(fā)過程中要提高模具的材料等級(jí)，提高耐磨度，以減少實(shí)際生產(chǎn)過程中的磨損，提升沖壓件生產(chǎn)的穩(wěn)定性;同時(shí)維護(hù)保險(xiǎn)的及時(shí)性和有效性也需加強(qiáng)控制。

4.2 工裝結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化、定位基準(zhǔn)的合理化

想要有效控制車身尺寸精度，保證整車產(chǎn)品質(zhì)量，就必須要有科學(xué)合理的工裝夾具，以及合理的定位基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。第一，夾具設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，對(duì)夾具材料、結(jié)構(gòu)、硬度、精度等進(jìn)行規(guī)范化要求，為調(diào)試驗(yàn)證及尺寸控制打好基礎(chǔ)。對(duì)夾具設(shè)計(jì)、車身尺寸進(jìn)行系統(tǒng)地驗(yàn)證分析，提高裝夾工具的合理性，避免由于其它因素對(duì)汽車車身尺寸精度造成太大的不利影響。第二，構(gòu)建基準(zhǔn)統(tǒng)一的焊接夾具，保證夾具定位基準(zhǔn)與RPS定義一致，保證模具、夾具、檢具的基準(zhǔn)統(tǒng)一及延續(xù)?；鶞?zhǔn)的一致性是保證車身尺寸的前提條件，基準(zhǔn)的合理設(shè)置，以減少尺寸鏈的長度，指導(dǎo)夾具的設(shè)計(jì)開發(fā)，及調(diào)試驗(yàn)證過程中的尺寸分析測(cè)量。合理的夾具結(jié)構(gòu)和定位基準(zhǔn)，可以有效避免由于其他因素對(duì)車身尺寸精度產(chǎn)生較大的影響。

4.3 提高操作的規(guī)范性、新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

科學(xué)規(guī)范的操作流程可以有效避免白車身出現(xiàn)太大的誤差，因此在生產(chǎn)過程中，主機(jī)廠應(yīng)該針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，制定一系列科學(xué)規(guī)范的操作方法，避免由于人為因素對(duì)白車身的尺寸精度造成不利影響。第一，主機(jī)廠工藝人員應(yīng)該對(duì)汽車車身的焊接工藝、焊點(diǎn)位置、焊接參數(shù)等做出明確的說明，并嚴(yán)格落實(shí)到實(shí)際加工當(dāng)中，確保白車身的焊接過程符合工藝設(shè)計(jì)要求，零部件連接方式符合產(chǎn)品定義，從而控制生產(chǎn)過程，減少人為因素影響，以有效控制白車身的尺寸精度。第二，引進(jìn)先進(jìn)的焊接工藝及新型連接方式，比如激光焊接、鉚接、膠接等方式;提升自動(dòng)化率;采用自適應(yīng)焊接方式;增加在線檢測(cè)設(shè)備及機(jī)器人視覺系統(tǒng)等新技術(shù)，減少人為因素的影響。自動(dòng)化的應(yīng)用，對(duì)于車身尺寸能更為有效的進(jìn)行控制，新工藝新技術(shù)的發(fā)展，也將不斷推動(dòng)汽車行業(yè)的提升。

5 結(jié)語

如今汽車保有量越來越多，種類越來越豐富，人們對(duì)于汽車的要求也不僅僅只是作為代步了，對(duì)于功能、性能、造型、內(nèi)外觀匹配質(zhì)量、用戶體驗(yàn)等的要求越來越高。車身作為整車零部件的承載體，尺寸精度的好壞直接影響著整車的質(zhì)量水平，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐砂踩[患。主機(jī)廠需要加強(qiáng)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平、零部件精度的控制、工裝夾具的結(jié)構(gòu)合理性及維保、操作的規(guī)范性等因素，從而有效提升及控制白車身的尺寸精度，提升整車的質(zhì)量水平，以及主機(jī)廠的造車能力和綜合實(shí)力。

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