關(guān)于SPC技術(shù)在汽車白車身制造中的應(yīng)用研究

袁萌，邢文濤，楊焱，周超，李琦

關(guān)于SPC技術(shù)在汽車白車身制造中的應(yīng)用研究

袁萌，邢文濤，楊焱，周超，李琦

（奇瑞商用車（安徽）有限公司河南分公司，河南 開封 475000）

白車身制造精度是汽車外觀質(zhì)量的載體，直接影響整車外觀匹配和整體性能進而影響客戶滿意度和整車品牌形象。我國自主品牌汽車要想在競爭中贏得一席之地，提高汽車白車身制造精度是關(guān)鍵所在。SPC統(tǒng)計學(xué)方法對白車身制造過程進行質(zhì)量控制并進行分析，根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)措施，從而達到過程異常預(yù)警、降低過程浪費、提升過程能力，從而確保白車身制造精度。

白車身；外觀匹配；精度；過程能力

1 背景

隨著我國國民經(jīng)濟和汽車行業(yè)的快速穩(wěn)健發(fā)展，間接推動國民對汽車消費需求的提高。雖然2018年由于受到購置稅優(yōu)惠政策的全面退出和宏觀經(jīng)濟增速回落的影響，汽車銷量較2017年有所回落，但2018年汽車產(chǎn)銷量仍分別有2780.9萬輛和2808.1萬輛的產(chǎn)量。汽車作為消費者高品質(zhì)生活的重要組成部分，人們對汽車外觀匹配及制造質(zhì)量要求日益增高。面對在合資企業(yè)中激烈的競爭趨勢，我國自主品牌汽車要想在競爭中贏得一席之地，提高汽車白車身制造精度是關(guān)鍵所在。運用SPC分析技術(shù)可以有效及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)警制造過程中的偏差，從而提升白車身制造精度。

2 統(tǒng)計過程控制（SPC）簡介

SPC技術(shù)是對數(shù)據(jù)進行收集、描述、分析并解釋的技術(shù)，它可以用來揭示各種看似偶然現(xiàn)象背后的規(guī)律。SPC技術(shù)即應(yīng)用統(tǒng)計過程方法對過程進行控制，使生產(chǎn)過程保持平穩(wěn)。因此，若想提高白車身制造精度，可借助統(tǒng)計過程控制的方法和特點，從而可及時的對白車身外觀品質(zhì)提升采取有效地控制手段。

3 白車身的概念

汽車白車身通常是指車身內(nèi)板結(jié)構(gòu)件及外觀覆蓋件焊接總成，即未進入涂裝噴漆處理和總裝零部件裝配之前的車身。白車身總成由車身骨架和裝配件兩部分組成。骨架總成是由前艙、前后地板、左右側(cè)圍、頂蓋四部分焊接而成的車身主體，是整車的裝配載體。裝配件主要包括：四門（左右前后門）、前后蓋（發(fā)動機蓋和后行李箱蓋）、翼子板、前后防撞梁等，各裝配件通過螺栓安裝連接的形式裝配到車身骨架總成上，從而組裝成一個白車身。圖1為白車身總成3D數(shù)字模型。

圖1 白車身總成3D數(shù)字模型

4 白車身制造工藝

整車制造工藝是一個比較復(fù)雜的制造過程，其包沖壓工藝和焊接工藝，噴漆及零件加工和熱處理、總裝裝配工藝等。白車身的制造工藝主要包括沖壓和焊接工藝。

4.1 沖壓工藝流程及特點

沖壓工藝流程：原材料（板料和卷料）入庫→開卷線→大件清洗涂油、小件開卷剪切→沖壓生產(chǎn)線→安裝模具調(diào)試首件合格→投入批量生產(chǎn)→合格件防銹→入庫

沖壓特點：產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度高，重量輕，剛度好，互換性好，高效低耗，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化。因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是白車身生產(chǎn)的龍頭工藝。

4.2 焊接工藝流程及特點

焊接工藝流程：沖壓件→分總成→總成→白車身骨架→白車身總成。

焊接工藝特點：鑒于沖壓件的材料大都是含有良好焊接性能的低碳鋼鋼材，因此焊接是白車身制造中常用的焊接方法。白車身制造過程中應(yīng)用最多的是電阻焊，其占據(jù)整個焊接總量中的70%左右。除此之外即為二保焊，它主要用于電阻焊焊接困難的位置。沖壓件大都是薄壁板件，所以在焊接過程中必須用夾具定位板件后進行焊接，以保證各零件搭接面處在焊接時處于的貼合的狀態(tài)。圖2為門內(nèi)板焊接的示意圖。

圖2 門內(nèi)板焊接的示意圖

焊裝夾具就是為白車身各點焊、CO2 保護焊、裝配等總成部件保證合格尺寸的專用定位器具。目前有的夾具類型有：點焊夾具、CO2夾具、裝配夾具、高頻固化夾具、滾邊胎膜夾具及在線沖孔夾具等。

夾具的設(shè)計結(jié)構(gòu)要求：夾具設(shè)計需保證操作具備安全性和便捷性兩個重要特性，符合人機工程學(xué)，軸向翻轉(zhuǎn)、平面旋轉(zhuǎn)、平移、等動態(tài)機構(gòu)應(yīng)具備安全防護裝置和到位鎖死裝置此兩項重要裝置；四面防塵機構(gòu)需設(shè)置在所有平移滑軌內(nèi)。

5 SPC技術(shù)在白車身四門裝配的應(yīng)用實例

自車身制造過程中的四門兩蓋匹配問題，是影響自車身和整車外觀匹配的重要問題。四門兩蓋裝調(diào)在整車中的具有十分重要的地位，四門兩蓋匹配的好壞直接影響整車外觀的美觀以及整車性能，也使得產(chǎn)品市場競爭力不強。

圖3為焊裝車間CP5檢驗點測量四門匹配數(shù)據(jù)。左右前后門間隙標準：4.5±1.2mm，平度標準：-0.5~1.0mm。左右后門與側(cè)圍間隙標準: 4.5±1.2mm，平度標準：-0.5~1.0mm。從圖中可以看出右側(cè)前后門上端平度為1.3mm，屬于不合格超差點。連續(xù)對后面5臺車進行測量，發(fā)現(xiàn)此點均不合格。

圖3 焊裝車間CP5檢驗點測量四門匹配數(shù)據(jù)

四門總成在檢具上的平度標準為：±0.5mm，右前門此點的數(shù)據(jù)為-0.4mm（合格），右后門此點的數(shù)據(jù)為1.0mm（不合格）。圖4為右側(cè)前后門在檢具上的測量數(shù)據(jù)。

圖4 右側(cè)前后門在檢具上的測量數(shù)據(jù)

圖5 25組右后門測量數(shù)據(jù)

為了能夠準確反映生產(chǎn)過程的實物質(zhì)量，每次連續(xù)抽取5個樣本，連續(xù)抽取25組數(shù)據(jù)進行右后門總成數(shù)據(jù)測量。對右后門與右前門上段匹配位置處進行數(shù)據(jù)平度值檢測，測量數(shù)據(jù)如圖5所示。通過數(shù)據(jù)得出右后門此測點平度Xbar-R圖，如圖6所示。通過數(shù)據(jù)可以看出此點超出標準值較多，整個制造過程處于極其不穩(wěn)定狀態(tài)。通過公式計算得出該過程能力指數(shù)CPK=-1.26，屬于過程能力嚴重不足，此為前后門平度超差的根本原因。

圖6 右后門Xbar-R

通過合理運用SPC技術(shù)工具，充分運用數(shù)理統(tǒng)計原理對檢測數(shù)據(jù)進行分析，判斷四門制造過程是否穩(wěn)定，有無偏差數(shù)據(jù)，從而尋找問題根本原因，提高白車身制造尺寸質(zhì)量。

Research on Application of SPC Technology in Automobile Body in White Manufacturing

Yuan Meng, Xing Wentao, Yang Yan, Zhou Chao, Li Qi

( Henan Branch of Chery Commercial Vehicle (Anhui) Co., Ltd., Henan Kaifeng 475000 )

The manufacturing accuracy of the body-in-white is the carrier of the appearance quality of the car, which directly affects the appearance matching and overall performance of the vehicle and thus affects customer satisfaction and the brand image of the vehicle. In order to win a place in the competition, China's self-owned brand cars are the key to improving the manufacturing precision of automobile body-in-white. The SPC statistical method carries out quality control and analysis on the body-in-white manufacturing process, and takes corresponding measures according to the analysis results, thereby achieving process abnormality warning, reducing process waste, improving process capability, and thus ensuring the manufacturing accuracy of the body-in-white.

Body in white; Appearance quality; Accuracy; Process capability

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.050

U466

A

1671-7988(2021)03-161-03

U466

A

1671-7988(2021)03-161-03

袁萌（1988.01-），河南商丘人士，研究生，工程師，奇瑞商用車（安徽）有限公司河南分公司制造技術(shù)部焊裝技術(shù)科工藝師，從事汽車焊接工藝技術(shù)提升方面的研究與管理工作。