摘要：車(chē)身制造精度關(guān)乎整車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)、操控系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)品性能，是汽車(chē)品牌進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要質(zhì)量基礎(chǔ)。此外，車(chē)身精度也是企業(yè)制造水平的體現(xiàn)，車(chē)身精度的提升能有效減少產(chǎn)品的制造工時(shí)和制造成本。文章結(jié)合車(chē)身的薄板沖壓件、焊接夾具及焊接過(guò)程的特點(diǎn)，得出了影響車(chē)身精度的因素，并對(duì)提高制造精度做了相應(yīng)論述。

關(guān)鍵詞：車(chē)身精度；沖壓件；焊接夾具；焊接質(zhì)量；制造精度 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH161 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在這幾年呈現(xiàn)疾風(fēng)驟雨般的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也帶動(dòng)著煤炭、電力、鋼鐵、石油、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成了一個(gè)密切產(chǎn)業(yè)群。然而，我國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)大部分被國(guó)外品牌所壟斷，面對(duì)激烈的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)品牌迫切需要提高基礎(chǔ)研發(fā)能力和制造水平，來(lái)提高國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 薄板沖壓件的尺寸精度是車(chē)身精度的基礎(chǔ)

汽車(chē)車(chē)身通常是由幾百甚至上千個(gè)沖壓零件在焊接夾具上焊接和裝配而成。沖壓零件的尺寸精度是車(chē)身精度的基礎(chǔ)，更是整車(chē)零部件裝配精度的保證。然而，構(gòu)成汽車(chē)車(chē)身的絕大部分零件是薄板沖壓件，薄板零件具有空間曲面復(fù)雜、表面積大和剛性差易變形等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致在包裝和運(yùn)輸過(guò)程中如果受到任何磨損都會(huì)產(chǎn)生尺寸偏差，即使修復(fù)后也無(wú)法完全恢復(fù)至設(shè)計(jì)尺寸。所以，沖壓零件的尺寸偏差直接影響車(chē)身焊接的精度，因此，在裝配焊接過(guò)程中，只有借助焊接夾具的定位與夾緊，才能保證薄板沖壓零件之間正確的匹配位置和焊接間隙。此外，安排具體的工作人員定期對(duì)沖壓件的精度進(jìn)行檢測(cè)，以確保在制造源頭就為車(chē)身精度保駕護(hù)航。

2 焊接夾具的精度是車(chē)身制造精度的標(biāo)尺

車(chē)身焊接夾具是將若干個(gè)薄板沖壓件定位夾緊并焊接成一體的工具，是實(shí)現(xiàn)各零件定位和裝配的載體，被視為車(chē)身制造精度的標(biāo)尺。成百上千的沖壓零件將在焊接夾具上完成焊接裝配，無(wú)疑焊接后的車(chē)身尺寸偏差與焊接夾具的精度有著不可分割的聯(lián)系。

另外，白車(chē)身裝配尺寸的準(zhǔn)確性是基于正確的焊接夾具定位，焊接夾具結(jié)構(gòu)如圖1所示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車(chē)身的正確裝配。由于生產(chǎn)線的節(jié)拍要求，夾具的本身每天關(guān)夾多達(dá)上千次，當(dāng)夾具發(fā)生偏移或磨損時(shí)，隨之將產(chǎn)生定位偏差，這是焊接間隙出現(xiàn)變動(dòng)的主要原因，也是導(dǎo)致裝配尺寸誤差的根本，直接影響到車(chē)身制造的精度。

車(chē)身焊接夾具在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該為保證車(chē)身裝配精度做好充分的準(zhǔn)備，例如夾具的材料性能、合理結(jié)構(gòu)以及與零件的貼合度；加工工裝夾具時(shí)更加需要全面監(jiān)控零件的加工質(zhì)量與裝配精度，監(jiān)測(cè)零件的加工質(zhì)量主要考慮以下內(nèi)容：加工零件時(shí)的基準(zhǔn)選擇、零件的主要定位面與定位孔的精度及表面粗糙度、不同組但有相對(duì)關(guān)系的孔組的位置公差精度等，夾具的精度標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示；夾具加工完成后就是裝配與調(diào)試階段，在調(diào)試完成的焊接拼臺(tái)，一般會(huì)進(jìn)行同心孔實(shí)驗(yàn)，即裝上工藝零件，夾緊后在零件間的搭接處對(duì)工件鉆孔，并對(duì)鉆孔進(jìn)行測(cè)量的一種實(shí)驗(yàn)方法。其目的是通過(guò)對(duì)拼臺(tái)夾具上零件的鉆孔在夾緊和打開(kāi)狀態(tài)下的尺寸變化，分析判斷夾具在工作條件下的定位可靠性和重復(fù)性狀況，為改進(jìn)定位和夾緊提供依據(jù)。

圖1 工裝夾具結(jié)構(gòu)及支撐板夾具精度標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)廠家對(duì)焊接夾具精度的評(píng)估一般采用兩種方式：靜態(tài)檢測(cè)評(píng)估和動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估。其中，靜態(tài)評(píng)估方式使用較多。

靜態(tài)檢測(cè)指的是通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量夾具的關(guān)鍵夾點(diǎn)，即CMM檢測(cè)，測(cè)量焊接夾具的定位銷(xiāo)和定位支撐塊的空間位置尺寸，定位塊與定位銷(xiāo)的測(cè)量的位置與方法大致相同，定位塊的測(cè)量如圖2所示，需測(cè)量銷(xiāo)截面圓心、銷(xiāo)直徑、銷(xiāo)實(shí)測(cè)軸線與理論軸線夾角三個(gè)要素。三坐標(biāo)測(cè)量的流程一般為分析、測(cè)頭校準(zhǔn)、建立坐標(biāo)系、測(cè)量特征元素、構(gòu)造特征元素與評(píng)價(jià)特征元素、生成測(cè)量報(bào)告及評(píng)估測(cè)量結(jié)果，常用的CMM測(cè)量設(shè)備如圖3所示?？臻g尺寸的標(biāo)準(zhǔn)僅允許有0.1mm的誤差。

圖2 定位塊的測(cè)量

圖3 常用CMM測(cè)量設(shè)備

焊接夾具尺寸精度的靜態(tài)評(píng)估僅僅是對(duì)空間位置尺寸的檢測(cè)，而欠缺對(duì)夾具使用中耐用性和定位穩(wěn)定性的檢測(cè)。由于焊接夾具需要連續(xù)使用以及白車(chē)身生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜和焊接過(guò)程中零件對(duì)夾具的應(yīng)力，不可能周期性地對(duì)夾具進(jìn)行CMM檢測(cè)，這時(shí)就需要對(duì)焊接夾具的尺寸精度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估。

焊接過(guò)程中，定位銷(xiāo)經(jīng)過(guò)零件的反復(fù)沖擊難免出現(xiàn)松動(dòng)，此時(shí)，對(duì)零件的定位尺寸精度將發(fā)生偏差。借助輔助工具，對(duì)夾具施加拉力，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間位置尺寸的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，同樣誤差要求在0.1mm。

另外，為了避免夾緊過(guò)程中薄板沖壓件的回彈力造成的尺寸偏差，夾具對(duì)厚度不同的板件的夾緊力標(biāo)準(zhǔn)也不容忽視。夾緊力的檢測(cè)方法很簡(jiǎn)單，就是使用壓力測(cè)試儀直接測(cè)量夾點(diǎn)位置。當(dāng)然，每個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)值要求會(huì)有所不同。

3 焊接質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)車(chē)身精度的紐帶

白車(chē)身一般由前車(chē)體、下車(chē)體、側(cè)圍、頂蓋、前后側(cè)門(mén)、尾門(mén)及發(fā)蓋構(gòu)成，白車(chē)身生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，其夾緊點(diǎn)有一千多個(gè)，焊點(diǎn)多達(dá)四五千個(gè)，在生產(chǎn)線上又呈現(xiàn)出批量大、節(jié)奏快等特點(diǎn)，因此，必須重視焊接操作的質(zhì)量，也就是車(chē)身焊接精度。

焊接精度是實(shí)現(xiàn)車(chē)身精度的紐帶，是保證整車(chē)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，焊接尺寸的精度關(guān)系著最終汽車(chē)產(chǎn)品的質(zhì)量，如整車(chē)的安全性、動(dòng)力性、密封性及使用壽命等。焊接夾具和焊接變形是影響車(chē)身焊接精度的兩大重要

因素。

靜態(tài)評(píng)估檢測(cè)和動(dòng)態(tài)評(píng)估檢測(cè)能有效的控制焊接夾具的精度，然而，多數(shù)情況下，零件只有通過(guò)較大的夾具壓緊力作用才能匹配并點(diǎn)焊在一起，以實(shí)現(xiàn)零件在焊點(diǎn)處緊密貼合的目的，保持零件在焊接過(guò)程中不發(fā)生

位移。

通常，夾緊力作用下零件的強(qiáng)制變形在產(chǎn)生尺寸偏差的同時(shí)必然增加對(duì)車(chē)身精度的影響。因此，在焊接過(guò)程中為了減少夾緊變形，應(yīng)該優(yōu)先選擇零件剛性最好的平面部位作為夾緊點(diǎn)，盡量避免曲面部位的選擇。又由于焊接發(fā)熱的影響，產(chǎn)生零件的熱脹冷縮，這就要求選擇焊接夾緊點(diǎn)時(shí)還要考慮到零件的伸縮空間。

另外，零件偏差、夾具偏差也易使焊點(diǎn)發(fā)生空間位置的漂移。我們應(yīng)結(jié)合零件的特點(diǎn)在包裝形式和運(yùn)輸方式上尋求更適合的途徑，以最大化的消除沖壓零的件尺寸偏差。同時(shí)，定期檢測(cè)工裝夾具的狀態(tài)及排除潛在故障，并對(duì)故障工裝夾具采用合理的方式進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)，以減少由于其失效所造成的尺寸偏差。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)業(yè)對(duì)焊接夾具的評(píng)估鑒定缺少系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上制約了車(chē)身制造精度的發(fā)展速度。所以，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)汽車(chē)業(yè)的技術(shù)趕超歐美、日韓的制造水平，就應(yīng)從國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)現(xiàn)狀和企業(yè)實(shí)際情況出發(fā)。結(jié)合企業(yè)具體情況深入研究沖壓、焊接等一系列環(huán)節(jié)上的技術(shù)，總結(jié)出一條適合企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，然后推行到整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中加以實(shí)施，并在制造過(guò)程中通過(guò)不斷總結(jié)歸納提高車(chē)身質(zhì)量的新思路新方法，以促使中國(guó)制造的水平短期內(nèi)與世界水平接軌，探索并打造適合中國(guó)特色的制造技術(shù)的新局面。

參考文獻(xiàn)

[1] 高勇.高精度車(chē)身研究[A].2007年中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C].2007.

[2] 韓根云.汽車(chē)車(chē)身焊接夾具的設(shè)計(jì)[J].新技術(shù)新工藝，2001，（8）.

[3] 張無(wú)憂.焊接夾具影響車(chē)身制造精度[J].現(xiàn)代零部件，2010，（5）.

作者簡(jiǎn)介：周濤（1987-），男，遼寧錦州人，上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司助理工程師，研究方向：工裝夾具

設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）