馬鴻龍，任建新，杜紫微，魏健

（華晨汽車工程研究院 車身試制車間，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

前言

白車身試制是樣車開發(fā)流程中非常重要的環(huán)節(jié)。它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品批量生產(chǎn)之間的紐帶，為整車前期設(shè)計(jì)、試驗(yàn)提供合格的試驗(yàn)樣車，同時(shí)通過樣車試制過程驗(yàn)證各零部件設(shè)計(jì)的合理性、最終工藝狀態(tài)和尺寸匹配關(guān)系等，在批量生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)并解決前期設(shè)計(jì)和產(chǎn)品試驗(yàn)中存在的各種問題[1]。車身質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到新車型研發(fā)工作的成敗，關(guān)系到樣車的動(dòng)力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及內(nèi)外裝飾等零件的安裝，進(jìn)而影響樣車的動(dòng)力性、舒適性、平順性、操控性。因此，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制有著非常重要的意義。

1 白車身質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

白車身質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括車身尺寸精度、制造工藝和外觀質(zhì)量三個(gè)方面的內(nèi)容，如圖1。

圖1 白車身評(píng)價(jià)指標(biāo)

尺寸精度主要包括沖壓件尺寸精度、分總成尺寸精度和整車尺寸精度三個(gè)方面。制造工藝主要包括：零件干涉、孔位偏移、焊點(diǎn)質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量等。白車身的外觀質(zhì)量通常指白車身外觀品質(zhì)，一般會(huì)存在漏焊、半點(diǎn)、毛刺、飛濺、坑包、壓痕、扭曲、變形和孔遮蔽等。

2 白車身質(zhì)量影響因素

影響車身質(zhì)量的因素很多，主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、尺寸工程、沖壓件質(zhì)量、焊接夾具和焊接過程等因素，如圖2。

圖2 白車身質(zhì)量影響因素

在工程設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅要滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)要求等指標(biāo)，同時(shí)還要滿足工藝要求，在保證功能的前提下，要盡量降低工藝生產(chǎn)要求，達(dá)到縮短開發(fā)周期，降低投產(chǎn)難度的目的。

尺寸工程是一個(gè)系統(tǒng)的工程，任何工程制造領(lǐng)域都無法離開尺寸工程，它覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、零部件制造和裝配的全過程。尺寸工程通過合理的設(shè)計(jì)定位，科學(xué)的分配和制定公差，設(shè)計(jì)合理的裝配工藝以及加工工藝使產(chǎn)品達(dá)到前期設(shè)定的尺寸和功能要求[2,3]。車身尺寸工程所包含的內(nèi)容將對(duì)白車身尺寸精度產(chǎn)生決定性的影響。

白車身是由眾多沖壓件焊接而成，因此沖壓件的質(zhì)量將會(huì)直接影響白車身尺寸精度，對(duì)于白車身沖壓件來說，它需要滿足一下幾點(diǎn)要求：沖壓件需要具有很高的尺寸精度；要具有準(zhǔn)確的形狀精度；要具有較高的表面質(zhì)量；剛性好同時(shí)具有較好的工藝性[4]。

焊接夾具的精度是車身焊接精度最根本的保障。夾具的作用是對(duì)沖壓件定形、定位、夾緊，保證焊后分總成的精度。夾具的定位、夾緊元件設(shè)計(jì)的合理性和可靠性是白車身焊接精度的重要影響因素[5]。

焊接過程變形也是影響車身焊接精度主要因素，車身焊接精度偏差主要體現(xiàn)在沖壓件焊后的變形上。導(dǎo)致焊接變形的原因是多方面的，需要采取多種方法同時(shí)進(jìn)行控制，以減小焊接變形，提高車身精度。

3 白車身質(zhì)量控制方法

根據(jù)白車身質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)和影響因素，結(jié)合白車身制造各階段特點(diǎn)和制造目的，在樣車制造階段主要通過控制沖壓件質(zhì)量、焊接夾具和焊接過程來提升白車身質(zhì)量。

3.1 沖壓件質(zhì)量控制

沖壓件尺寸精度控制主要從形面、切邊、孔的大小和位置度等幾方面進(jìn)行控制。試制階段，沖壓件制作完成后，為了保證沖壓件的質(zhì)量精度，需要對(duì)沖壓件進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)工作，其中主要包括首件三坐標(biāo)檢測(cè)及后續(xù)批量沖壓件的檢測(cè)。首件的三坐標(biāo)檢測(cè)主要是針對(duì)首批樣件的型面及孔位、孔徑進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)測(cè)量報(bào)告，對(duì)模具進(jìn)行修改，提高沖壓件質(zhì)量。后續(xù)批量沖壓件的檢測(cè)，通常是利用已確定設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)模，制做對(duì)應(yīng)的檢具來檢查成型后的沖壓件的正確性。對(duì)沖壓件的質(zhì)量控制是從源頭開始關(guān)注影響尺寸精度的型面及關(guān)鍵孔位，逐級(jí)控制，進(jìn)而提高車身質(zhì)量。

3.2 焊接夾具控制

車身分總成精度偏差70%來自于夾具的偏差，因此確保夾具精度是焊接精度控制的重要前提。在夾具的設(shè)計(jì)過程中，夾具定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。夾具基準(zhǔn)的設(shè)置應(yīng)依據(jù)RPS原則，夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)繼承車身的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)[6]。由于試制夾具與量產(chǎn)夾具有一定的區(qū)別，一套試制夾具需要完成幾套量產(chǎn)夾具的工作，試制夾具的設(shè)計(jì)制造需采用一些措施來控制車身焊接質(zhì)量精度。

統(tǒng)一上下序RPS點(diǎn)。統(tǒng)一上下序RPS點(diǎn)是指由小分總成-大分總成-車身的由低級(jí)分總成向高級(jí)分總成推進(jìn)的制造過程中，定位銷、主定位面應(yīng)逐級(jí)繼承，不應(yīng)在高一級(jí)的分總成上出現(xiàn)低一級(jí)沒有用過的定位銷、主定位面。保證焊接工序間主定位點(diǎn)的繼承性，可以減小累積誤差。

夾具添加檢測(cè)部件。試制階段沖壓件存在質(zhì)量不穩(wěn)定問題，這會(huì)影響焊接后尺寸精度，在一些尺寸精度要求較高的部位（焊接面、定位孔、安裝孔）加入檢具的檢測(cè)部件，既可以用來檢查沖壓件，又可方便觀察焊接后的變形情況，若發(fā)現(xiàn)不合格情況，可利用檢測(cè)塊來修整沖壓件。

3.3 焊接過程質(zhì)量控制

車身焊接精度偏差主要體現(xiàn)在沖壓件焊后的變形上。導(dǎo)致焊接變形的原因是多方面的，需要采取多種方法同時(shí)進(jìn)行控制，以減小焊接變形。其中，焊接順序?qū)ψ冃斡绊戄^大。若焊點(diǎn)分布在同一平面上，從中間向兩側(cè)焊接的點(diǎn)焊順序，焊接變形最小，從一側(cè)向另一次焊接的順序變形量最大。若焊點(diǎn)不在同一平面上，優(yōu)先焊接功能面和功能孔周圍的焊點(diǎn)。此外，選用合適的焊接設(shè)備和使用正確的焊接參數(shù)，以及做好員工技能、標(biāo)準(zhǔn)化操作的培訓(xùn)，都能有效的減小焊接變形，提高白車身質(zhì)量。

4 總結(jié)

樣車白車身質(zhì)量控制是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到的領(lǐng)域和知識(shí)比較多，如沖壓、模具、焊接、測(cè)量等多方面技術(shù)。通過以上幾種方法已能較好控制白車身制造質(zhì)量，確保白車身達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，滿足樣車試驗(yàn)的需求。

[1] 成起,石碧亮.白車身試制技術(shù)淺談[J].汽車工藝與材料, 2014 (08):22-25.

[2] 楊思源,涂雄,李軍.尺寸工程在白車身制造過程中的應(yīng)用[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2012(26): 18-23.

[3] 孛朝旺,楊志宏,王林博,陳鴻倩.尺寸工程技術(shù)綜述與展望[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2014(3):464-470.

[4] 王同領(lǐng),趙曉柏,苑雪雷,白朋飛.沖壓件品質(zhì)控制[J].汽車工程師,2012(03):53-55.

[5] 劉瑞娟.汽車車身焊接夾具的設(shè)計(jì)規(guī)律[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(02):125-126.

[6] 尹亞雷,張東強(qiáng),胡崇興,董茂.RPS系統(tǒng)在白車身定位中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料,2015(07):18-22.