摘 要：目前，轎車制造業(yè)對車身的裝配尺寸問題越來越關(guān)注。現(xiàn)有的裝配尺寸主要采用剛性裝配誤差理論。而實際上，轎車車身零件的裝配過程相對于剛度較大的裝配工夾具而言，具有明顯的柔性，包括沖壓件制造偏差、裝配過程偏差及裝配順序、點焊順序等裝配工藝過程。因此，為控制車身裝配尺寸，必須尋求適用于柔性特點的方法，從而幫助分析與控制車身裝配過程中產(chǎn)生的偏差。

關(guān)鍵詞：配偏差；柔性；尺寸工程；

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-02

一、引言

汽車白車身由數(shù)百個薄板沖壓件通過裝配和焊接而成，若車身裝配尺寸波動大， 則會導(dǎo)致車身零件出現(xiàn)安裝位置偏移、外觀間隙變大、風(fēng)阻及噪聲增大及漏水等問題。在實際生產(chǎn)中， 零件的尺寸和制造過程都存在波動， 必須克服這些波動才能獲得尺寸質(zhì)量較高的車身。

本文對構(gòu)成車身尺寸偏差的影響元素進(jìn)行了識別和分析，并簡述了對車身尺寸控制的方法。

二、車身裝配尺寸偏差分析

（一）車身裝配特點概述

1、車身裝配特點

轎車車身由薄板沖壓零件在不同裝配站裝配得到的最終總成件。零件的薄板特點使之相對于工裝夾具具有較大的柔性，進(jìn)而導(dǎo)致零件在運輸、定位、夾緊、點焊等環(huán)節(jié)中易于發(fā)生變形；盡管在各種偏差因素影響下，零件之間可能發(fā)生相互作用，但由于車身零件易于變形，所以仍然能夠?qū)崿F(xiàn)車身裝配。

（二）車身裝配尺寸偏差分析

車身的設(shè)計質(zhì)量優(yōu)劣將對車身的固有質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響，對設(shè)計質(zhì)量而言，主要是以下方面；結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位基準(zhǔn)設(shè)計、定位基準(zhǔn)的選擇、尺寸公差分配和尺寸鏈設(shè)計等。

車身裝配偏差由零部件及分總成尺寸偏差的累計而成，因而車身零部件的質(zhì)量是決定車身裝配偏差的一個重要的因素。工裝模夾具是車身及其零件生產(chǎn)制造工具保障，其質(zhì)量對車身裝配無疑也具有重要的影響， 車身制造工藝比較復(fù)雜，制造工藝的穩(wěn)定性，也會對車身裝配產(chǎn)生重要影響。

1、 車身裝配尺寸偏差的分類

影響車身裝配精度的偏差分為零件偏差、工具偏差和裝配偏差。

零件偏差：將零件放于夾具體前與零件裝配名義位置的偏差，包括零件設(shè)計偏差、零件沖壓過程的制造偏差、運輸偏差等；

工具偏差：由夾具偏差、點焊工具的偏差構(gòu)成，主要包括工具設(shè)計偏差、工具制造偏差及使用磨損等；

裝配偏差：薄板沖壓件經(jīng)過PCWR裝配過程之后所得到的小總成的偏差，是零件偏差和工具偏差的耦合。

2、車身裝配尺寸偏差的分析

零件裝配的設(shè)計位置

對于車身總成，車身零部件的位置偏差對車身總成的偏差有著重要的影響，而在設(shè)計狀態(tài)，車身坐標(biāo)系中車身零部件（開啟件除外）的絕對位置是惟一的。如何保證車身零部件絕對位置的精確性成為車身精度控制的一個非常重要的課題。因而在設(shè)計階段，必須引入定位的概念，對車身零件進(jìn)行定位。

車身零部件的制造質(zhì)量

由于車身總成是車身零件到車身總成逐級拼焊而成，車身的每一級分總成和每個沖壓件都具有一定的制造偏差；且車身制造的每一道工序的不穩(wěn)定因素具有工序誤差；上述車身零部件偏差和工序誤差，最終便積累成車身精度偏差。

因而在車身零部件的制造過程中，須盡量減少車身零部件的構(gòu)成數(shù)量，盡量減小車身總成的焊接級別數(shù)量，以盡量減少構(gòu)成車身精度偏差的因素。

車身總成及其零部件裝配工藝

車身總成一般由300～400個沖壓件逐級拼焊而成，期間經(jīng)過相當(dāng)?shù)拦ば蚣庸ざ?，種類包括沖壓（一般沖壓件的工藝又分成幾序）、焊接、檢測等。

對單個沖壓件而言，沖壓工藝的后幾個工序一般盡量統(tǒng)一采用前一序工藝已經(jīng)成型的定位特征（即設(shè)計階段設(shè)計的定位特征）進(jìn)行定位，這樣可以大大提高的沖壓件的單件精度。

對車身總成的拼焊而言，小總成的拼焊盡量選用構(gòu)成該總成的單件沖壓工藝定位特征；大總成的拼焊盡量選用構(gòu)成該大總成的小總成的拼焊定位特征進(jìn)行定位，以此類推，直到整個車身拼焊完成，這樣可以提高車身分總成直到白車身總成的拼焊精度。

在車身制造階段充分利用設(shè)計階段設(shè)計的定位基準(zhǔn)，充分保證車身沖壓件、車身分總成和車身總成模具、焊接夾具以及檢具定位基準(zhǔn)的一致性。這樣避免由于定位基準(zhǔn)發(fā)生變化，而產(chǎn)生的偏差。

裝配工具的偏差（定位偏差、夾具偏差、點焊工具偏差等）

RPS（reference point system）基準(zhǔn)點系統(tǒng)以汽車車身坐標(biāo)系為唯一坐標(biāo)系，所有零部件的理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)都以汽車車身坐標(biāo)表達(dá)。采用RPS基準(zhǔn)點系統(tǒng)，可使零件設(shè)計基準(zhǔn)點、工藝夾緊點、工藝定位點、測量基準(zhǔn)點統(tǒng)一，實現(xiàn)精確的坐標(biāo)控制，提高了零部件的制造精度，減少了零部件因基準(zhǔn)不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的偏差，汽車的裝配精度也得以提高，汽車生產(chǎn)過程的質(zhì)量穩(wěn)定性有了可靠保證。

因此在夾具和檢具的設(shè)計時，就必須要通過汽車零部件建立起汽車車身坐標(biāo)系。在車身零部件拼焊過程中，使得車身零部件在車身坐標(biāo)系中進(jìn)行定位，這樣會大大提高車身拼焊的精度，同樣檢測過程中，使得車身零部件在車身坐標(biāo)系中進(jìn)行定位，這樣便可如實反映出所測零部件的精度。

三、車身裝配尺寸偏差控制

（一）產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

要保證白車身裝配偏差得到有效控制，首先保證白車身在設(shè)計開發(fā)階段及制造過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)設(shè)計與制造全過程基準(zhǔn)統(tǒng)一與數(shù)據(jù)共享，從而保證產(chǎn)品制造與設(shè)計理念的一致性。

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)據(jù)模型化

沖壓件工序間尺寸傳遞基準(zhǔn)一致性

沖壓件在模具與夾具中定位基準(zhǔn)的一致原則

（二）焊接小總成件裝配尺寸的控制

控制重要尺寸原則

根據(jù)白車身總成的質(zhì)量特性要求，主要控制的尺寸有平臺基準(zhǔn)尺寸、大總成主要定位尺寸、關(guān)鍵縫隙尺寸、重要型面尺寸等。

包容與被包容的原則

可以簡單描述為兩個相互包容與被包容配合時，包在外面的零件的公差帶控制范圍必須大于被包容零件的公差帶控制范圍。

先控制型面后控制孔位原則

在車身沖壓件相互配合時，應(yīng)該先考慮零件型面的吻合程度，然后再考慮孔位及直徑的控制。

（三）車身制造工裝的控制

定位型面的選取沖壓件穩(wěn)定可靠的型面原則；

夾具定位孔的選取與沖壓件定位孔或關(guān)鍵孔一致的原則；

夾緊器布置位置與檢具夾緊點的布置位置一致原則；

焊接工藝的順序應(yīng)該遵守先定位后夾緊的原則。

四、結(jié)論

隨著汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，對汽車車身尺寸要求也日益嚴(yán)格。而車身尺寸偏差又主要由各個零部件的設(shè)計質(zhì)量、制造尺寸偏差和制造工藝尺寸偏差所決定的，因此必須有行之有效的控制手段，從各個環(huán)節(jié)，保證車身制造的精度。

本文對構(gòu)成車身裝配尺寸偏差的影響元素進(jìn)行了識別和分析，主要包括車身設(shè)計質(zhì)量、車身零部件的制造質(zhì)量、車身總成及其零部件裝配工藝和裝配工具的偏差（定位偏差、夾具偏差、點焊工具偏差等）等。

一切的方案與設(shè)想都需要投入現(xiàn)場使用，產(chǎn)生經(jīng)濟與質(zhì)量雙層效益，車身裝配質(zhì)量控制體系也是一樣。通過不斷完善車身尺寸工程，不斷提升裝配質(zhì)量，力求將整車合格率提升達(dá)到95%以上。

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