王鵬 趙國(guó)初

上汽通用汽車(chē)有限公司VME尺寸工程科 上海市 200120

隨著社會(huì)的發(fā)展，乘用車(chē)的外觀造型和匹配質(zhì)量在人們的購(gòu)車(chē)標(biāo)準(zhǔn)中所占的比重越來(lái)越高[1]，匹配質(zhì)量也是各個(gè)整車(chē)廠的重要質(zhì)量目標(biāo)之一，但由于尺寸工程比較復(fù)雜，其穩(wěn)定性控制相對(duì)困難，需要持續(xù)的關(guān)注與維護(hù)，因此從整車(chē)開(kāi)發(fā)及制造的各個(gè)階段進(jìn)行尺寸系統(tǒng)的研究與維護(hù)就尤為重要。

1 制造質(zhì)量

制造質(zhì)量即注重來(lái)料質(zhì)量，注重進(jìn)廠后的加工過(guò)程控制，但隨著造型日新月異的變化，匹配界面的敏感度增加，僅僅依靠“制造質(zhì)量”來(lái)保證整車(chē)尺寸配合已經(jīng)成為艱難的任務(wù)，往往零件尺寸質(zhì)量0.1mm的提高會(huì)耗費(fèi)大量的人員及設(shè)備資源，這就需要工程設(shè)計(jì)方面的研究和突破；

2 工程設(shè)計(jì)質(zhì)量

2.1 “尺寸鏈”簡(jiǎn)介

“尺寸鏈”是指一組相互聯(lián)系，且按一定順序排列的封閉尺寸組合[2]。它包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)、零件、工裝等所有的影響因素。尺寸鏈與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)關(guān)系緊密，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越穩(wěn)健，制造工藝設(shè)計(jì)越優(yōu)化，尺寸鏈越短，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。反之，結(jié)果則會(huì)相反。

2.2 提高“設(shè)計(jì)質(zhì)量”的實(shí)質(zhì)－縮短尺寸鏈

（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)案例。傳統(tǒng)加油小門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般包括，側(cè)圍外板、加油管罩、加油小門(mén)三個(gè)零件。如圖1所示：

另一種結(jié)構(gòu)是加油小門(mén)直接定位在側(cè)圍外板上，如圖2所示：

通過(guò)圖1及圖2的對(duì)比可以看出，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，縮短了尺寸鏈，減少了影響因素，提高尺寸穩(wěn)定性

（2）制造工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)案例。后風(fēng)擋與側(cè)圍的配合區(qū)域的安裝工藝一般是后舉門(mén)通過(guò)安裝工裝固定在白車(chē)身上，后風(fēng)擋再安裝在后舉門(mén)上，形成后風(fēng)擋與側(cè)圍的配合界面，后風(fēng)擋通過(guò)自身銷(xiāo)釘定位在后舉門(mén)上，如圖3所示：

另一種是不使用后風(fēng)檔定位銷(xiāo)，而是通過(guò)工藝方案，使用間隙塊來(lái)保證后風(fēng)擋和側(cè)圍的相對(duì)間隙后，再把后風(fēng)擋固定在后舉門(mén)上，即以側(cè)圍的位置為基準(zhǔn)，如圖4所示：

通過(guò)圖3和圖4的對(duì)比我們可以看出，通過(guò)制造工藝設(shè)計(jì)的改進(jìn)，大大縮短了尺寸鏈，減少了影響因素，尺寸的穩(wěn)定性也有顯著提高。

3 “造型質(zhì)量”階段

造型不僅是客戶(hù)的外觀感受，也已經(jīng)成為一種保證整車(chē)尺寸配合重要的技術(shù)方案。造型方案的核心在于弱化和簡(jiǎn)化尺寸配合，同時(shí)兼顧感官質(zhì)量的有力方法。

圖1 傳統(tǒng)加油小門(mén)結(jié)構(gòu)、工藝示意圖

圖2 模塊式加油小門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 后風(fēng)擋自身銷(xiāo)釘定位工藝示意圖

圖4 后風(fēng)擋間隙塊定位工藝示意圖

圖5 軟件渲染整車(chē)示意圖

3.1 造型評(píng)估方法

在整車(chē)開(kāi)發(fā)前期，造型開(kāi)發(fā)的過(guò)程也是尺寸敏感性評(píng)估的關(guān)鍵時(shí)期，通過(guò)虛擬評(píng)估及物理模塊評(píng)估，達(dá)到優(yōu)化造型，滿(mǎn)足尺寸友好性及改善感官質(zhì)量的目的。

（1）虛擬評(píng)估。虛擬評(píng)估即利用渲染軟件對(duì)工程數(shù)模進(jìn)行渲染，將車(chē)體顏色及自然光源等環(huán)境因素加入到評(píng)估中去，最大程度上還原真車(chē)狀態(tài)。在造型確定的初始階段，可通過(guò)虛擬評(píng)估對(duì)造型的尺寸友好性進(jìn)行評(píng)判，提出分型線(xiàn)優(yōu)化，平整度弱化等有利于尺寸可達(dá)性的要求，以達(dá)到優(yōu)化匹配界面的目的。如圖5所示。

（2）物理模擬塊評(píng)估。通過(guò)虛擬評(píng)估可以判斷出大部分的問(wèn)題，但是一些敏感且較難評(píng)判的區(qū)域還是存在，這就需要通過(guò)物理評(píng)估的方式進(jìn)行評(píng)估；物理評(píng)估有整車(chē)模型及桌面模型兩種形式；整車(chē)模型是基于整車(chē)數(shù)模，采用1：1完全模擬實(shí)車(chē)制造出的，全尺寸呈現(xiàn)整車(chē)各項(xiàng)特征，可以充分有效的評(píng)估問(wèn)題，如圖6a所示，評(píng)判A柱區(qū)域的匹配狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；桌面模型是針對(duì)特定匹配特征制作的局部模型，其優(yōu)點(diǎn)在于可在DTS范圍內(nèi)調(diào)整間隙平整度，充分評(píng)估實(shí)際造車(chē)過(guò)程中的可能性，將實(shí)車(chē)制造的更改風(fēng)險(xiǎn)降到最低；如圖7所示，大燈，前蓋與翼子板匹配處的老鼠洞問(wèn)題，在實(shí)車(chē)制造的前期進(jìn)行識(shí)別。

3.2 造型優(yōu)化評(píng)估方案

（1）弱化匹配敏感度。采用了造型方案和未使用造型方案的兩種車(chē)型對(duì)比，參見(jiàn)圖7：

從主視角觀察，通過(guò)屋檐式造型方案，掩蓋了零件的分型線(xiàn)，弱化了尺寸配合Gap和Flush的敏感度，因此此處界面的配合即使有所偏差，也不影響到客戶(hù)的滿(mǎn)意度。

（2）設(shè)定公差釋放區(qū)域。采用了造型方案和未使用造型方案的兩種車(chē)型對(duì)比，如圖8所示，前蓋前后方向的配合，左圖車(chē)型沒(méi)有公差釋放區(qū)域，前端與前保，后端與翼子板都有重要的尺寸配合，這對(duì)制造的要求高，很難同時(shí)兼顧前后兩端的尺寸配合，而右圖車(chē)型，后端通過(guò)造型設(shè)定了公差釋放區(qū)域，保證前蓋與翼子板前端配合即可，降低了制造難度。

（3）減少零件配合界面。采用了造型方案和未使用造型方案的兩種車(chē)型對(duì)比，圖9所示，左圖車(chē)型前大燈有三個(gè)配合界面：前蓋、前保、翼子板，而有圖車(chē)型通過(guò)造型方案，對(duì)分型線(xiàn)進(jìn)行了調(diào)整，使得大燈只有兩個(gè)配合界面：翼子板和前保，配合界面越少對(duì)工程和制造而言，需要兼顧的零件越少，越容易實(shí)現(xiàn)DTS的目標(biāo)。

圖6 整車(chē)模型示意圖

圖8 設(shè)定公差釋放區(qū)域造型方案對(duì)比圖

圖7 屋檐式造型方案對(duì)比

以上所舉方案是造型方案的幾種示例，在實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，類(lèi)似的方案還有很多，只要及時(shí)跟蹤與推進(jìn)，在不影響造型主意圖的情況下，造型方案是整車(chē)開(kāi)發(fā)的理想手段。

4 結(jié)語(yǔ)

造型質(zhì)量越高，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)、以及最后的制造質(zhì)量控制等挑戰(zhàn)就會(huì)越小，也越容易滿(mǎn)足DTS的目標(biāo)和客戶(hù)的要求。所以在整車(chē)開(kāi)發(fā)前期運(yùn)用造型優(yōu)化方案解決尺寸匹配問(wèn)題，既是造型工程師和產(chǎn)品工程師面臨的挑戰(zhàn)，也已經(jīng)成為工程技術(shù)中心的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

圖9 減少配合界面造型方案對(duì)比圖