汪小霞，蘇偉

（安徽江淮股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥230001）

白車(chē)身的精度控制

汪小霞，蘇偉

（安徽江淮股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥230001）

車(chē)身精度決定了整車(chē)的可靠性和安全性，是車(chē)身質(zhì)量的重要保障。指出車(chē)身精度主要受產(chǎn)品設(shè)計(jì)、沖壓成型、焊接夾具、焊接變形和操作變形等多方面的影響，給出有效控制車(chē)身精度的具體措施，對(duì)提高車(chē)身精度意義重大。

白車(chē)身；精度；影響因素；控制措施

0 引言

車(chē)身是整個(gè)汽車(chē)零部件的載體，其精度的好壞將直接影響汽車(chē)品質(zhì)、企業(yè)形象和銷(xiāo)量，例如外觀(guān)品質(zhì)差、裝配困難、NVH效果差、天窗漏雨等都是精度差的直觀(guān)表現(xiàn)，所以車(chē)身精度控制是現(xiàn)代汽車(chē)制造技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，非常有必要對(duì)其誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入和全面分析，并圍繞精度目標(biāo)采取有效措施，保證車(chē)身的整體精度［1］。

1 車(chē)身精度的影響因素

影響車(chē)身精度的因素眾多，涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、沖壓成型、焊接夾具、焊接變形和操作過(guò)程變形等多個(gè)方面［2］。如圖1所示，從產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段到制造的每個(gè)工藝過(guò)程，都與車(chē)身精度息息相關(guān)。

1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)身精度的影響

保證產(chǎn)品質(zhì)量必須從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定了零件的沖壓工藝性、焊接工藝性以及焊接夾具的基本結(jié)構(gòu)，而沖壓件尺寸誤差、焊接夾具結(jié)構(gòu)合理性以及焊件的焊接穩(wěn)定性都是影響車(chē)身焊接精度的主要因素，所以?xún)?yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是車(chē)身精度控制的根源。

1.2 沖壓件尺寸偏差對(duì)車(chē)身精度的影響［3］

沖壓件尺寸不合格一般都會(huì)產(chǎn)生裝焊誤差，主要表現(xiàn)為零件無(wú)法在夾具上裝夾，或與其他零件之間不貼合或接合，過(guò)渡不協(xié)調(diào)，從而造成無(wú)法裝焊或裝焊后產(chǎn)生了強(qiáng)制變形，對(duì)車(chē)身精度影響較大，目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)沖壓件精度控制主要通過(guò)檢驗(yàn)手段達(dá)到控制要求。日常檢驗(yàn)一般采用檢具檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)糾正并采取預(yù)防措施。

1.3 焊接夾具對(duì)車(chē)身精度的影響

產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，焊接夾具是保證車(chē)身裝焊精度的最重要因素，焊接夾具的作用是保證所要焊接零件之間的相對(duì)位置和焊接件的尺寸精度。減小裝焊過(guò)程中的變形，以提高裝焊效率。它對(duì)車(chē)身精度的影響主要表現(xiàn)在以下方面：工裝夾具設(shè)計(jì)不合理、夾緊力的影響、定位元件失效等。

1.4 操作過(guò)程對(duì)車(chē)身精度的影響［4］

操作人員是影響過(guò)程精度的主觀(guān)因素，也是最容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的過(guò)程之一，應(yīng)按工藝規(guī)范和操作規(guī)程嚴(yán)格實(shí)施，確保零件焊接數(shù)量、焊接順序準(zhǔn)確無(wú)誤，對(duì)零件應(yīng)輕拿輕放，避免野蠻操作，導(dǎo)致孔、面變形，提高操作的準(zhǔn)確性，減少其對(duì)車(chē)身精度的影響。

2 車(chē)身精度的控制措施

精度控制是一個(gè)系統(tǒng)工程。以產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程為基礎(chǔ)，見(jiàn)圖2，車(chē)身開(kāi)發(fā)分成方案階段、設(shè)計(jì)／驗(yàn)證階段、投產(chǎn)啟動(dòng)階段等3個(gè)階段，車(chē)身精度應(yīng)分別在這3個(gè)階段進(jìn)行針對(duì)性控制。精度控制的重點(diǎn)是在方案階段通過(guò)同步SE分析，提前暴露設(shè)計(jì)和制造的問(wèn)題，并在設(shè)計(jì)階段通過(guò)產(chǎn)品設(shè)變、工藝優(yōu)化等技術(shù)手段進(jìn)行規(guī)避修正，從而達(dá)到提升車(chē)身精度的目的。

2.1 方案階段的精度控制2.1.1 先期質(zhì)量策劃

汽車(chē)產(chǎn)品能否開(kāi)發(fā)成功，和企業(yè)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中是否有效運(yùn)用質(zhì)量策劃關(guān)系很大。質(zhì)量策劃在方案階段，就應(yīng)針對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及性能要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和整車(chē)布局合理性進(jìn)行分析；針對(duì)新產(chǎn)品的關(guān)鍵制造工藝、設(shè)備能力、檢測(cè)能力等的適應(yīng)性、關(guān)鍵配套件及材料供應(yīng)可能性進(jìn)行分析，為后續(xù)的設(shè)計(jì)、制造提供規(guī)避措施。先期質(zhì)量策劃是保證車(chē)身質(zhì)量、控制車(chē)身精度的綱領(lǐng)性文件。

2.1.2 同步SE分析

同步工程是現(xiàn)代車(chē)企控制車(chē)身精度的主要手段，同步SE分析的主要內(nèi)容一般有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、工藝流程的設(shè)置、公差分配分析、工裝定位系統(tǒng)的確定和人機(jī)工程的模擬等。

（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越合理，工藝可行性越高，制造過(guò)程控制難度越低，車(chē)身精度就越高。在同步SE分析過(guò)程中，按照沖壓、焊裝工藝審查性規(guī)范進(jìn)行對(duì)標(biāo)審查。圖3是在數(shù)模分析中，審查到側(cè)圍外板與后裙板的搭接關(guān)系不符合焊接工藝規(guī)范，故應(yīng)按流程向產(chǎn)品部門(mén)提交ECR報(bào)告，修改優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，利于焊接工藝的實(shí)現(xiàn)，避免后期制造的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）工藝流程的設(shè)置

工藝流程的設(shè)置是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的SE分析，確定產(chǎn)品的焊接順序、焊接方式以及車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)布置方案，盡最大可能保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)焊接的可行性以及精度穩(wěn)定性。圖4是某車(chē)型貨廂，產(chǎn)品數(shù)據(jù)中車(chē)型貨廂總拼時(shí)，先合拼地板總成、側(cè)圍總成和前圍總成，而這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品強(qiáng)度太差，在工位轉(zhuǎn)序中，側(cè)圍容易外張變形，經(jīng)SE分析后，決定調(diào)整焊接順序的調(diào)整，將后門(mén)框上橫梁總成移到此工位焊接，提前消除因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的變形。

（3）公差分配分析

公差是為了保證零部件品質(zhì)特性要求而設(shè)定的尺寸允許變動(dòng)范圍，公差分析一般分為一般公差和特殊公差，必須在模具加工之前完成。在同步SE分析過(guò)程中，重點(diǎn)分析特殊公差和公差累積導(dǎo)致的裝配、精度問(wèn)題。圖5為多層板件焊接過(guò)程中的公差累積，一旦在數(shù)模分析中發(fā)現(xiàn)公差累積超過(guò)公差帶允許范圍，應(yīng)通過(guò)調(diào)整裝配方式和焊接順序來(lái)保證零部件乃至車(chē)身總成均為合格狀態(tài)。

（4）工裝定位系統(tǒng)的確定

工裝定位系統(tǒng)是保證車(chē)身焊接精度的關(guān)鍵因素，目前各主機(jī)廠(chǎng)均要求定位系統(tǒng)必須具有繼承性，即總成夾具、檢具所用定位必須從單件定位中選取，且同一總成夾具、檢具定位必須一致 （總成檢具定位塊可適當(dāng)減少）。在SE階段，首先應(yīng)識(shí)別單件的定位孔信息，參照如圖6所示定位工藝標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)產(chǎn)品數(shù)模與工藝要求不符時(shí)，要求及時(shí)整改產(chǎn)品，保證后期實(shí)際生產(chǎn)中的定位精度。

（5）人機(jī)工程的模擬

以前經(jīng)常出現(xiàn)夾具在制造完成之后產(chǎn)生干涉或者由于操作空間不足而造成修改甚至報(bào)廢的情況，現(xiàn)在通過(guò)同步SE數(shù)模分析，對(duì)各部件之間進(jìn)行干涉檢查和空間關(guān)系的判定，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)關(guān)系模擬仿真，檢查焊點(diǎn)可達(dá)性、操作方便性以及在此基礎(chǔ)上選擇合適的焊鉗型號(hào)。如圖7所示，在數(shù)模模擬過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)尾燈處有部分焊點(diǎn)無(wú)法焊接，為了實(shí)現(xiàn)其可焊性，在側(cè)圍局部形成沉臺(tái)并改變焊槍方向，達(dá)到提升焊接質(zhì)量的目的。

2.2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段的精度調(diào)試

在試制調(diào)試階段，對(duì)零部件進(jìn)行實(shí)物匹配，驗(yàn)證前期設(shè)計(jì)中工裝方案、人機(jī)工程、特殊公差設(shè)置是否合理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)零部件之間干涉、匹配間隙過(guò)大等不良搭接關(guān)系時(shí)，制定零部件修正指示書(shū)，指導(dǎo)零部件夾具或模具整改，從而提升車(chē)身總成質(zhì)量和精度。

圖8是江淮某車(chē)型發(fā)艙總成人工上件工位，在試制調(diào)試過(guò)程中，圖示孔洞內(nèi)焊點(diǎn)與焊槍干涉，操作困難，影響節(jié)拍。焊接工藝人員結(jié)合調(diào)試實(shí)際情況，分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，制定整改方案，將人工操作困難的焊點(diǎn)移動(dòng)到下一工序機(jī)器人焊接，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)拍提升。

圖9是發(fā)艙縱梁總成工位，在試制調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)此工位副車(chē)架安裝點(diǎn)處缺少Z向支撐點(diǎn)，當(dāng)輪包總成滑移過(guò)來(lái)與縱梁分總成焊接時(shí)，給縱梁分總成一個(gè)Y向推力，而縱梁又缺少Z向支撐，導(dǎo)致發(fā)艙縱梁總成上后副車(chē)架安裝點(diǎn)下沉，影響裝車(chē)精度和四輪定位。在框示處位置增加一處Y向支撐，并調(diào)整夾具氣壓調(diào)整，可解決副車(chē)架安裝點(diǎn)下沉問(wèn)題，保證裝車(chē)精度和四輪定位。

2.3 投產(chǎn)階段的精度監(jiān)測(cè)

在正式投產(chǎn)階段，應(yīng)定時(shí)利用檢具對(duì)車(chē)身單件、總成進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果與公差尺寸允許偏差表進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并查找原因，制定措施糾偏，且定時(shí)用三坐標(biāo)測(cè)定調(diào)整檢具夾具精度。

3 結(jié)束語(yǔ)

車(chē)身誤差是在裝配過(guò)程中耦合、傳播和積累形成，車(chē)身精度關(guān)系著整車(chē)的可靠性和安全性，對(duì)汽車(chē)質(zhì)量起著決定性作用，它是一個(gè)既有靜態(tài)又有動(dòng)態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)，需要全員參與，對(duì)從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)直至生產(chǎn)出成品的全過(guò)程進(jìn)行綜合控制，才能達(dá)到最終的目標(biāo)［4］。

【1】張無(wú)憂(yōu).焊接夾具影響車(chē)身制造精度［J］.汽車(chē)車(chē)身制造，2010（5）：4－8.

【2】王永華.焊裝夾具在車(chē)身制造過(guò)程中的管理［J］.汽車(chē)制造業(yè)，2002（2）：67－70.

【3】武萬(wàn)斌，李保安，高鳳武，等.白車(chē)身開(kāi)發(fā)過(guò)程中的焊接精度控制［J］.汽車(chē)工程師，2012（3）：41－46.

【4】謝強(qiáng).淺談白車(chē)身焊接精度控制［J］.車(chē)身制造工程，2012（19）：22－25.

Precision Control for Body?in?white

WANG Xiaoxia，SUWei
（Technical Center，Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei Anhui 230001，China）

Body accuracy determines the reliability and safety of the vehicle.It’s the important guarantee of the body quality.It was pointed out that body accuracy wasmainly affected by the product design，punch forming，welding jig，welding deformation and operation de?formation etc.Concretemeasures to control the body accuracy were presented.It’s significant to improve the accuracy of vehicle body.

Body?in?white；Body accuracy；Influencing factor；Controlmeasures

2014－05－14

汪小霞，女，碩士，工程師，從事焊接工藝方面的相關(guān)工作。E?mail：11373833＠qq.com。