白車身開發過程中的焊接精度控制探討

黃亞輝 莫潔初

摘 要：社會經濟與科學技術的發展，使人們的生活水平和生活質量不斷提高，人們的出行方式也發生了很大變化，汽車已經成為了人們出行的代步工具。經濟的發展促進了汽車行業的快速發展，汽車的質量和安全性已經成為人們日益關注的焦點，而在白車身的開發過程中，其焊接精度的控制對于汽車的質量和安全性有著重要的作用。一般來說，對白車身的焊接精度進行有效控制可以有效保證車身的質量，保證整車的性能以及裝配效果。文章就對白車身在開發過程中的焊接精度控制進行深入分析與探討。

關鍵詞：白車身；開發；焊接精度；控制

白車身在焊接過程中容易出現偏差，其主要原因是在裝配的過程中，由于零部件的耦合、公差的積累以及傳播等因素致使白車身在焊接過程中出現偏差，當然，可以通過控制檢具、夾具以及模具的精度來有效控制公差積累，從而達到對白車身偏差的有效控制。一般而言，白車身匹配的精度都會有相應的規定值，如果超過其規定值，不僅會影響汽車的生產節拍，還會影響汽車產品的成本以及汽車制造的質量。汽車行業競爭日趨激烈，汽車制造商要想在激烈的市場競爭中保持優勢地位，必須要保證白車身的質量，并在白車身開發過程中有效控制焊接精度[1]。

1 白車身設計質量的有效控制

白車身在開發過程中，必須要有效控制車身設計的質量。首先是主斷面的設計報告，在車身的設計中，主斷面發揮著重要的作用，能夠檢驗焊接的可行性，對總成件彼此之間的裝配關系以及白車身的結構進行有效確定。主斷面初步設計的完成是以Base Market車型的逆向3D數據以及公司的數據資料庫為依據，并結合專家的具體經驗，從而確定《主斷面初步設計報告》。一般在設計工程中，在對相關件的結構或工藝進行調整時，出現了偏差，必須要嚴格按照《主斷面初步設計報告》的流程來進行，設計人員不能擅自偏離其報告；在完成3D數模之后，要以《主斷面初步設計報告》為基礎，對零件截取斷面的相應部位進行檢測，認真分析偏離數據，對主斷面的定義進行修改或更改設計方案，使得發布的三維數模具有科學性[2]。其次是設計硬點報告，設計硬點是對白車身各個安裝點的3D坐標進行確定，對安裝點結合面的中心坐標進行選擇，從而有效控制白車身安裝點的設計。再次就是參考點系統——RPS，白車身在設計過程中，車身關鍵控制點就是RPS，它能有效保證零部件尺寸的穩定，RPS是車身設計的依據，貫穿于白車身制造的各環節，RPS的設計能把白車身總成檢測控制點以及焊接夾板的夾持控制點有效統一，從而保證車身的工藝和設計基準的一致性，其保白車身的質量。最后就是品質基準書，雖說三維數模能夠直接用于模型制造，但對零件的公差以及功能信息無法準確反映，而品質基準書能夠制定公差，明確相關信息，為白車身鈑金件模具的制造提供依據。

2 沖壓件尺寸誤差的有效控制

對沖壓件尺寸誤差進行有效控制，主要是以白車身鈑金件模具制造為基礎，在前期工藝設計時，要合理布局設計模具和制件，加強其控制，保證沖壓件的質量。沖壓件尺寸誤差的有效控制表現在三個方面：一是沖壓件設計的精度控制，設計人員要以《主斷面初步設計報告》為基礎進行設計，不能對結構和工藝隨意改動，過程開發人員要仔細驗證和評審易出問題的零件部位，并不斷引進3DCS等新技術，分析和驗證零件部位，同時建立尺寸工程控制體系來有效控制公差，如果結果零件的尺寸要求高，可以對其采用整體沖壓件，從而減少車身的裝配誤差，避免焊接變形。二是對成型沖壓件的精度控制，一般回彈會影響沖壓件的形狀，為了提高結果零件的精度，可以在沖壓件成型時，進行有限元數值的模擬實驗，并預測回彈的結果進而修改模具。三是對沖壓件生產過程的精度控制，為了有效控制沖壓件的精度，必須要有效控制檢測手段，一般的日常檢測是采用檢具來進行檢測工作，發現問題后及時采取措施有效預防，但值得注意的是，在沖壓件生產的過程中，必須要保證沖壓工藝的參數，這樣可以有效控制沖壓件的質量[3]。

3 公差的有效分配

公差的有效分配包括三個方面：一是設計依據，在設計前期，要先制定公差的階段，以廠家提供的零件加工和裝配能力為依據，進行多方論證分析，從而確定白車身各零件匹配的公差，保證相關尺寸的穩健設計。二是建立尺寸工程控制體系，有效開展尺寸公差的管理，一般在尺寸工程中對產品進行開發時，必須要以產品為對象進行分析，如定位基準、定位優化、裝配順序以及加工與裝配的公差等分析工作，同時分析產品外觀間隙面差控制、評價等尺寸公差，從而有效保證最終形成的產品能夠得到客戶的認可，尤其是在產品關鍵功能部位的尺寸以及產品的外觀上，如果偏差較大，產品結構零件就不能順利裝配，產品外觀將不美觀，影響產品銷量。三是3DCS三維尺寸控制體系，在對公差進行有效分配時，可以充分利用3DCS等公差仿真軟件，以此對公差的早期數字進行有效驗證，3DCS公差仿真軟件可以有效支持模、夾、檢設計制造，支持車身的調試，使車身制造更為精致。

4 焊接夾具的有效控制

對焊接夾具進行有效控制，就是要保證焊接夾具設計的合理性以及使用的穩定性。首先在設計基準方面，焊接夾具的定位基準、產品設計的基準、產品裝配基準這三者要相重合，從而避免因基準不同而引起的尺寸誤差問題，這樣可以簡化裝配協調的關系，有效控制焊接夾具的裝配精度，保證夾具定位機構的一致性，以此提高車身的焊接精度。其次在制造精度方面，在設計夾具精度制造時，必須要達到相關要求，車身在試生產前要先調試夾具，對夾具的焊接精度進行檢驗，并評定夾具與零件的協調性。再次就是在裝配精度方面，一般車身在焊接時容易發生形變，這會導致裝配孔、工藝孔以及裝配面的尺寸出現偏差，因此必須要用夾具對這些部位進行嚴格控制，有效保證與車身匹配相關零件的尺寸精度，與此同時，還要考慮零部件的熱處理以及生產維護。最后就是在離線檢測方面，白車身焊接時，會磨損焊接夾具，對車身的焊接質量造成負面影響，因此在車身制造過程中，必須要進行離線檢測，對車身焊接總成進行檢測，并分析其檢測的數據，判斷焊接的穩定性，利用三坐標來檢測車身硬點，分析車身的合格率。

5 焊接變形的有效控制

有效控制焊接變形，首先要選擇適合的設備，機器人焊接可以使焊點均勻，點焊順序穩定，有效提高焊接速度；而中焊焊機可以對特殊工位的焊接進行操作。其次是有效控制工藝，產品在生產時，必須要制定明確的工藝文件，并嚴格按照工藝文件的標準控制，最后是控制焊接參數，嚴格控制焊接工藝的參數，尤其是焊接電壓、電流以及電機電壓等。

6 結束語

白車身作為汽車零部件的載體，其質量關系著汽車的安全性和可靠性，因此在白車身的開發過程中，需要嚴格控制各工序，并對其進行綜合分析，來有效控制焊接的精度，提高白車身的焊接精度。

參考文獻

[1]武萬斌，李保安，高鳳武，等.白車身開發過程中焊接精度控制[J].汽車工程師，2012，3：41-43.

[2]陳媛媛，徐浩，魏慶豐.白車身焊接誤差原因及控制方法[J].汽車與配件，2014，23：66-69.

[3]李昊，付景海，王亞旭，等.一種高精度白車身焊接臺車的設計研究[J].汽車工業研究，2014，8：61-62.