白車身試制階段車身質量的控制

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 110141）

前言

白車身試制是樣車開發流程中非常重要的環節。它是產品設計與產品批量生產之間的紐帶，為整車前期設計、試驗提供合格的試驗樣車，同時通過樣車試制過程驗證各零部件設計的合理性、最終工藝狀態和尺寸匹配關系等，在批量生產之前發現并解決前期設計和產品試驗中存在的各種問題[1]。車身質量的好壞直接關系到新車型研發工作的成敗，關系到樣車的動力系統、操縱系統、電氣系統以及內外裝飾等零件的安裝，進而影響樣車的動力性、舒適性、平順性、操控性。因此，對其進行質量控制有著非常重要的意義。

1 白車身質量評價指標

白車身質量的評價指標主要包括車身尺寸精度、制造工藝和外觀質量三個方面的內容，如圖1。

圖1 白車身評價指標

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方面。制造工藝主要包括：零件干涉、孔位偏移、焊點質量和標準件質量等。白車身的外觀質量通常指白車身外觀品質，一般會存在漏焊、半點、毛刺、飛濺、坑包、壓痕、扭曲、變形和孔遮蔽等。

2 白車身質量影響因素

影響車身質量的因素很多，主要包括產品設計、尺寸工程、沖壓件質量、焊接夾具和焊接過程等因素，如圖2。

圖2 白車身質量影響因素

在工程設計階段，產品設計不僅要滿足性能要求、經濟要求等指標，同時還要滿足工藝要求，在保證功能的前提下，要盡量降低工藝生產要求，達到縮短開發周期，降低投產難度的目的。

尺寸工程是一個系統的工程，任何工程制造領域都無法離開尺寸工程，它覆蓋了從產品設計、工裝設計、零部件制造和裝配的全過程。尺寸工程通過合理的設計定位，科學的分配和制定公差，設計合理的裝配工藝以及加工工藝使產品達到前期設定的尺寸和功能要求[2,3]。車身尺寸工程所包含的內容將對白車身尺寸精度產生決定性的影響。

白車身是由眾多沖壓件焊接而成，因此沖壓件的質量將會直接影響白車身尺寸精度，對于白車身沖壓件來說，它需要滿足一下幾點要求：沖壓件需要具有很高的尺寸精度；要具有準確的形狀精度；要具有較高的表面質量；剛性好同時具有較好的工藝性[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、夾緊元件設計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在沖壓件焊后的變形上。導致焊接變形的原因是多方面的，需要采取多種方法同時進行控制，以減小焊接變形，提高車身精度。

3 白車身質量控制方法

根據白車身質量的評價指標和影響因素，結合白車身制造各階段特點和制造目的，在樣車制造階段主要通過控制沖壓件質量、焊接夾具和焊接過程來提升白車身質量。

3.1 沖壓件質量控制

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行控制。試制階段，沖壓件制作完成后，為了保證沖壓件的質量精度，需要對沖壓件進行檢驗檢測工作，其中主要包括首件三坐標檢測及后續批量沖壓件的檢測。首件的三坐標檢測主要是針對首批樣件的型面及孔位、孔徑進行檢測，根據測量報告，對模具進行修改，提高沖壓件質量。后續批量沖壓件的檢測，通常是利用已確定設計的產品數模，制做對應的檢具來檢查成型后的沖壓件的正確性。對沖壓件的質量控制是從源頭開始關注影響尺寸精度的型面及關鍵孔位，逐級控制，進而提高車身質量。

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。在夾具的設計過程中，夾具定位系統的設計尤為重要。夾具基準的設置應依據RPS原則，夾具的設計基準應繼承車身的設計基準[6]。由于試制夾具與量產夾具有一定的區別，一套試制夾具需要完成幾套量產夾具的工作，試制夾具的設計制造需采用一些措施來控制車身焊接質量精度。

統一上下序RPS點。統一上下序RPS點是指由小分總成-大分總成-車身的由低級分總成向高級分總成推進的制造過程中，定位銷、主定位面應逐級繼承，不應在高一級的分總成上出現低一級沒有用過的定位銷、主定位面。保證焊接工序間主定位點的繼承性，可以減小累積誤差。

夾具添加檢測部件。試制階段沖壓件存在質量不穩定問題，這會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，若發現不合格情況，可利用檢測塊來修整沖壓件。

3.3 焊接過程質量控制

車身焊接精度偏差主要體現在沖壓件焊后的變形上。導致焊接變形的原因是多方面的，需要采取多種方法同時進行控制，以減小焊接變形。其中，焊接順序對變形影響較大。若焊點分布在同一平面上，從中間向兩側焊接的點焊順序，焊接變形最小，從一側向另一次焊接的順序變形量最大。若焊點不在同一平面上，優先焊接功能面和功能孔周圍的焊點。此外，選用合適的焊接設備和使用正確的焊接參數，以及做好員工技能、標準化操作的培訓，都能有效的減小焊接變形，提高白車身質量。

4 總結

樣車白車身質量控制是一個比較復雜的系統工程，涉及到的領域和知識比較多，如沖壓、模具、焊接、測量等多方面技術。通過以上幾種方法已能較好控制白車身制造質量，確保白車身達到產品設計要求，滿足樣車試驗的需求。

[1] 成起,石碧亮.白車身試制技術淺談[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用[J].重慶理工大學學報(自然科學),2012(26): 18-23.

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

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

[5] 劉瑞娟.汽車車身焊接夾具的設計規律[J].科技創新與應用,2017(02):125-126.

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