陳世濤，王海玲，李 輝，崔禮春

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

汽車白車身精度是工藝水平的重要指標(biāo)，高精度的白車身不僅可以改善總裝零部件的裝配質(zhì)量，同時也能提升車身外觀間隙品質(zhì)[1]。

門蓋系統(tǒng)在整車中的地位十分重要，很多主機(jī)廠多調(diào)用大量的人力物力來提升門蓋質(zhì)量，門蓋匹配的好壞直接影響整車的風(fēng)噪、四門閉合力及密封效果。此外，玻璃升降困難、四門下垂嚴(yán)重、四門密封不良及閉合力過大一直為門蓋系統(tǒng)的三大難點，嚴(yán)重影響了門蓋性能。因此，在產(chǎn)品制造過程中，采用何種工藝和檢測定位方案對尺寸的積累、公差的滿足相當(dāng)重要。

目前在整車開發(fā)過程中，沖壓件單件、包邊總成仍主要采用檢具進(jìn)行檢測、調(diào)試、整改、驗收，以確認(rèn)沖壓件精度是否合格、滿足裝車要求，鑒于此，檢具的結(jié)構(gòu)和功能是否可實現(xiàn)對汽車零部件準(zhǔn)確、直觀快速、有效的檢測尤為重要[2-3]。

1 車門包邊總成檢具應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，大多數(shù)車門包邊總成檢具通常以內(nèi)板的定位孔和支撐面為基準(zhǔn)來實現(xiàn)其檢測功能，具體為：根據(jù)零件在車身上的空間立體擺放，選取內(nèi)板上距離相對較遠(yuǎn)的兩個孔作為定位孔，約束空間坐標(biāo)系X向和Z向，然后以內(nèi)板上幾個相對平坦的面，作為支撐定位面，使用壓塊或夾鉗約束空間坐標(biāo)系Y向。定位后，通過檢具上相應(yīng)的檢測塊等功能附件完成檢測，使用該種車門總成檢具檢測仍存在一定問題：

（1）對車門包邊總成件進(jìn)行檢測是以內(nèi)板上的2個定位孔為定位基準(zhǔn)進(jìn)行檢測，而實際裝車過程中，車門包邊總成件與車身通過鉸鏈安裝連接，裝車后的檢測基準(zhǔn)事實上已轉(zhuǎn)化為鉸鏈孔及鉸鏈安裝面，兩種不同基準(zhǔn)下得到的檢測數(shù)據(jù)對比分析，有效性降低[4]。

（2）由于內(nèi)板止口公差，內(nèi)板止口與外板包邊間隙的存在，包邊加工時不可避免的會出現(xiàn)內(nèi)外板相對位置發(fā)生偏差，進(jìn)而導(dǎo)致包邊后的外板輪廓相對內(nèi)板也發(fā)生偏差。基于此類內(nèi)板止口及間隙偏差的存在會出現(xiàn)以下情況：常規(guī)的以內(nèi)板為基準(zhǔn)定位時，檢測的包邊總成輪廓不合格，而裝車后由于基準(zhǔn)變化，檢測結(jié)果卻是合格的，或者相反，檢測的包邊總成輪廓合格，而裝車后由于基準(zhǔn)變化，檢測結(jié)果卻是合格，也即現(xiàn)有常規(guī)的車門包邊總成檢具的檢測結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性和有效性，無法作為判斷依據(jù)有效指導(dǎo)包邊件的精度整改，若不詳細(xì)分析甚至?xí)斐烧`判、誤整改等不必要的問題。

（3）四門窗框的整體精度為車窗玻璃平穩(wěn)升降的重要影響因素，且窗框位于整體上端，采用現(xiàn)有常規(guī)總成檢具內(nèi)板定位的方式，當(dāng)車門下方的定位出現(xiàn)微小偏差，上方的窗框精度偏差會數(shù)倍放大，同樣會導(dǎo)致窗框精度測量結(jié)果實際有效性較低。

2 四重基準(zhǔn)定位系統(tǒng)設(shè)計

檢具作為控制工序間產(chǎn)品質(zhì)量的主要檢測手段，如何實現(xiàn)精準(zhǔn)、高效使用功能也就顯得非常重要，而沖壓件在檢具中的定位方式對其檢測結(jié)果的正確性與穩(wěn)定性又起著決定性的作用[5-6]。

基于單個零件、包邊總成零件、整車裝配的搭接關(guān)系，并針對基準(zhǔn)變化造成的精度檢測缺乏有效性問題，我公司某新車型開發(fā)過程中采用一種四重定位基準(zhǔn)系統(tǒng)復(fù)合的車門包邊總成檢具，該總成檢具可實現(xiàn)四種定位基準(zhǔn)下的總成周圈型面、輪廓、鎖孔、窗框等關(guān)鍵要素的精度檢測[7]。與普通總成檢具相比，該多功能總成檢具主要區(qū)別為：

（1）設(shè)置提拉式切換裝置，對車門總成Y向的正向進(jìn)行約束，實現(xiàn)以車門內(nèi)板上主/副定位孔、內(nèi)板支撐為基準(zhǔn)的內(nèi)板定位系統(tǒng)，進(jìn)行包邊總成檢測；同時設(shè)置與提拉切換裝置對應(yīng)的夾鉗，可實現(xiàn)未包邊前內(nèi)板銷總成結(jié)構(gòu)的精度檢測，將檢測分析工作進(jìn)一步細(xì)化，更便于精度偏差分析過程中問題查找及確認(rèn)。

（2）增加了可選擇的以外板為基準(zhǔn)的定位系統(tǒng)，以此基準(zhǔn)可獨立檢測，檢測功能不受影響；該種檢測方式主要以周圈設(shè)置的頂絲、壓板及限位檢測塊為基準(zhǔn)進(jìn)行包邊總成件的檢測。

（3）增加了以窗框零件上的孔為主/副定位孔、窗框周邊設(shè)置的部分壓板壓緊定位為基準(zhǔn)的窗框定位系統(tǒng)。

（4）增加了可選擇的以車門鉸鏈為基準(zhǔn)的定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)可獨立檢測，檢測功能不受影響；該方式主要以鉸鏈處的定位銷、車門下方的限位檢測塊及鉸鏈相對一側(cè)的壓板壓緊定位為基準(zhǔn)的鉸鏈定位系統(tǒng)，進(jìn)行包邊總成件的精度檢測。

以上四種定位系統(tǒng)在同一副總成檢具上實現(xiàn)，每套定位系統(tǒng)都是可拆裝、工作與不工作兩種狀態(tài)可切換，此外，四種定位系統(tǒng)相互獨立且可靈活轉(zhuǎn)換、檢測功能不受影響。因此，在車身精度提升過程中，不同定位系統(tǒng)下的精度檢測結(jié)果可以相互對比、驗證，綜合分析，進(jìn)行精度影響因素問題點的識別和工裝整改，為調(diào)試整改提供真實、明確的工作方向，實現(xiàn)人力、物力、財力投入降低，調(diào)試周期縮短。

3 檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用

以我公司新車型開發(fā)過程中的車門包邊總成檢具為例，如圖1所示，該包邊總成檢具主要包括：外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、底座、面差與輪廓檢測塊組件及窗框檢測卡板。其中，外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、窗框基座定位系統(tǒng)、鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)、面差與輪廓檢測塊組件、窗框檢測卡板均固定安裝在底座上；面差與輪廓檢測塊組件依照車門輪廓設(shè)置安裝在周圈；外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)組件均勻布置在車門下方及靠近B柱的一側(cè)，與面差與輪廓檢測塊組件互不干涉的交錯布置；如圖8所示，鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)中的鎖緊定位銷分布在與包邊總成中鉸鏈孔相對應(yīng)的位置，同時使用車門下方外板定位基座組件上的限位檢測塊及與鉸鏈相對位置一側(cè)的調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行支撐限位[8-9]。

圖1 多功能車門包邊總成檢具結(jié)構(gòu)圖

3.1 外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

如圖2所示，外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)主要由如圖2、圖3中所示的定位組件及壓板配合實現(xiàn)，定位組件分別布置在車門下方一側(cè)及相鄰靠近B柱的一側(cè)，而壓板均勻布置在輪廓周圈，其中壓板與頂絲配合使用實現(xiàn)車身Y軸方向的限位，定位組件主要進(jìn)行相應(yīng)位置輪廓邊緣切向方向上（XZ平面）的限位。

如圖3所示，具體實現(xiàn)過程如下：首先將所有頂絲、壓塊、側(cè)向頂絲和內(nèi)板定位銷組件調(diào)整到非工作做狀態(tài)，將總成制件放入，隨后調(diào)節(jié)側(cè)向頂絲，通過限位檢測塊進(jìn)行包邊總成輪廓位置在車身坐標(biāo)系XZ平面內(nèi)的調(diào)整及定位；最后，壓緊所有壓塊并利用頂絲使包邊總成件與壓塊下表面充分接觸實現(xiàn)車身Y軸方向上的限位，并使用檢測工具檢測并記錄檢測數(shù)據(jù)。

圖2 外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

除了常規(guī)精度檢測外，該外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)還可實現(xiàn)無需測量情況下周圈輪廓精度是否合格的快速判斷。如圖3所示，外板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)中的限位檢測塊在導(dǎo)滑槽中導(dǎo)滑導(dǎo)向運動，限位檢測塊上設(shè)置有基準(zhǔn)線且導(dǎo)滑槽側(cè)壁上加工有基準(zhǔn)刻度及基準(zhǔn)定位孔，在實際檢測過程中，可以調(diào)整限位檢測塊使之抵在總成零件邊緣輪廓上，然后通過基準(zhǔn)刻度偏差數(shù)值進(jìn)行判斷偏差；或者將限位檢測塊刻度基準(zhǔn)線調(diào)整至與導(dǎo)滑槽上的基準(zhǔn)零刻度對齊，然后通過測量限位檢測塊與總成零件輪廓之間的間隙判斷輪廓偏差，該種組件裝置及測量方式的應(yīng)用可實現(xiàn)包邊總成精度的初步快速判斷。

3.2 內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

圖3 外板基準(zhǔn)定位組件

如圖4所示，內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)主要包括內(nèi)板定位銷組件、提拉式切換裝置組件、夾鉗。以內(nèi)板作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行包邊總成的檢測，結(jié)合圖5、圖6，其具體操作過程如下：首先將其它定位系統(tǒng)的工作部件均調(diào)整到非工作做狀態(tài)，內(nèi)板定位銷組件、提拉式切換裝置調(diào)節(jié)至工作狀態(tài)，將制件放入檢具內(nèi)，以內(nèi)板定位銷進(jìn)行車門內(nèi)板的定位，以提拉式切換裝組件上的S面基準(zhǔn)塊為基準(zhǔn)面進(jìn)行基準(zhǔn)定位。為了提高操作安全性，可將周圈個別壓塊進(jìn)行單方向限位，防止零件掉落。待零件平穩(wěn)固定后進(jìn)行總成面差、止口的精度檢測。

圖4 內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

如圖5a、5b所示，內(nèi)板基準(zhǔn)定位銷組件結(jié)構(gòu)主要包括：定位銷1、安裝板2、轉(zhuǎn)換手柄3，其中安裝板具有倒“L”型卡槽，轉(zhuǎn)換手柄穿過倒“L”型卡槽與定位銷固定聯(lián)接，定位銷主體為圓柱形，與安裝板通過可轉(zhuǎn)動、可上下移動的滑動配合安裝。如圖5a所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換手柄放置于倒“L”卡槽底部時，定位銷下移沉至底部，處于非工作狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)換手柄位于倒“L”卡槽的平臺部上部左端時，定位銷上移處于工作狀態(tài)，即圖5b所示狀態(tài)，可以對車門內(nèi)板上的定位孔進(jìn)行定位。

如圖6a、6b所示，提拉式切換裝置的結(jié)構(gòu)主要包括：S面基準(zhǔn)塊1、安裝基座2、拉環(huán)3、彈簧4、墊片5、螺栓6，該提拉式切換裝置作為一個整體安裝在沖壓檢具本體上。其具體裝配關(guān)系及作用如下：S面基準(zhǔn)塊1頂部為基準(zhǔn)面，內(nèi)板基準(zhǔn)定位系統(tǒng)工作時，與車門內(nèi)接觸起到基準(zhǔn)面支撐作用；中部帶有法蘭結(jié)構(gòu)，用于工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)切換；下部為光滑圓桿13，起到導(dǎo)向作用，且光滑圓桿底部帶有螺紋底孔。安裝基座2通過螺釘固定安裝在檢具本體上，安裝基座2中間帶有兩個平行凸起的臺階，且兩個臺階之間形成的方形槽中間有圓形過孔。S面基準(zhǔn)塊1依次穿過安裝基座2上的圓形過孔、彈簧4，螺栓6穿過墊片5通過螺紋配合安裝在S面基準(zhǔn)塊1上。

圖5 內(nèi)板定位銷組件工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

工作狀態(tài)時，S面基準(zhǔn)塊1為拉起狀態(tài)，中部法蘭支撐在安裝基座的臺階上，此時彈簧3處于壓縮狀態(tài)。工作時將板件放在檢具上，S面基準(zhǔn)塊1上的基準(zhǔn)面與板件接觸，起到檢測支撐作用。工作狀態(tài)切換時，將拉環(huán)3提起并旋轉(zhuǎn)90度，S面基準(zhǔn)塊1下沉至方形槽內(nèi)，如圖6b所示，進(jìn)入非工作狀態(tài)。

圖6 提拉式切換裝置組件工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

通過該種提拉式切換裝置的應(yīng)用，可實現(xiàn)多功能總成檢具不同定位系統(tǒng)狀態(tài)下避免過定位，同時也可有效避讓干涉。此外，當(dāng)進(jìn)行精度校正或數(shù)據(jù)變更整改時，可通過在安裝基座下增加墊片或加工安裝面實現(xiàn)，操作簡單方便。

3.3 窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

車門窗框沖壓件多為輥壓件，匹配安裝車窗玻璃，焊接后總成成體精度要求較高，否則容易導(dǎo)致玻璃升降不穩(wěn)、異響，玻璃升降機(jī)易損毀，使用壽命短，因此，為提高窗框部分及整體精度，在車門包邊總成檢具中增加窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)的檢測方式。

如圖7所示，窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)主要包括窗框定位銷及窗框壓板，生產(chǎn)檢測過程中首先使其它定位系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)置于非工作狀態(tài)，將總成制件放置在在檢具上并通過窗框定位銷對窗框沖壓件上的孔定位實現(xiàn)總成的孔定位，然后通過窗框壓板對窗框部分位置進(jìn)行夾持壓緊，周圈可適當(dāng)使用壓塊非夾緊限位，提高操作安全性，定位完成后即可進(jìn)行窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)下的總成精度檢測。

圖7 窗框基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

3.4 鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

汽車車門總成主要通過鉸鏈安裝于車身，在整車精度評測中，車門總成精度將以鉸鏈為連接載體實現(xiàn)精度公差及尺寸工程相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)的轉(zhuǎn)移。因此，鉸鏈基準(zhǔn)系統(tǒng)下的車門總成精度檢測亦十分必要。

如圖8所示，鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)主要包括壓塊、限位檢測塊、鎖緊定位銷、調(diào)節(jié)螺栓，其中，鎖緊定位銷模擬車身安裝緊固螺栓，將車門總成固定在檢具上實現(xiàn)車門閉合狀態(tài)下的精度檢測；為防止重力過大下沉，使用外板基準(zhǔn)系統(tǒng)中的限位檢測塊對車門地板輪廓進(jìn)行抵接限位。此外，在靠近B柱一側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿，對車門內(nèi)板進(jìn)行適應(yīng)性支撐，同時配合一個壓板進(jìn)行非壓緊性限位防止車門開合外張，保證精度檢測穩(wěn)定性的同時提高操作安全性。實際檢測過程中，通過鉸鏈鎖緊定位銷有效連接，并使用其它部件輔助定位后，即可實現(xiàn)整車裝配狀態(tài)下的車門總成精度檢測。

圖8 鉸鏈基準(zhǔn)定位系統(tǒng)

在實際生產(chǎn)調(diào)試驗證過程中，通過不同的定位基準(zhǔn)對汽車車門包邊總成進(jìn)行檢測，會得到四組不同狀態(tài)下的檢測數(shù)據(jù)，可結(jié)合包邊總成在裝車過程中的實際質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行判斷，從中選取更直觀、有效的一組檢測數(shù)據(jù)作為精度提升整改的依據(jù)[10]。

該四重基準(zhǔn)定位系統(tǒng)復(fù)合的多功能車門包邊總成檢具可實現(xiàn)不同定位基準(zhǔn)下的精度檢測，從而建立不同條件下單件、包邊總成及整車裝配之間的關(guān)系，為沖壓件調(diào)試整改、問題點識別提供有效的指導(dǎo)依據(jù)。檢具實物如圖9所示，已在實際生產(chǎn)中有效應(yīng)用并有效指導(dǎo)車門系統(tǒng)精度提升。

圖9 檢具實物圖

4 結(jié)束語

檢具作為沖壓件的檢測工具，其檢測結(jié)果的真實性和有效性將直接影響整車精度，本文所述的四重基準(zhǔn)定位系統(tǒng)的多功能車門包邊總成檢具可實現(xiàn)不同定位基準(zhǔn)下的精度檢測，從不同角度反應(yīng)零件的精度狀況，為質(zhì)量問題分析及不合格原因的確認(rèn)提供了有效的參考依據(jù)，避免調(diào)試過程誤判誤整改，有利于提高整改效率，為整車精度快速提升提供保障。