白車身尺寸精度控制方法

王虎凜

摘 要：在汽車生產過程當中，汽車的質量通常是指汽車的強度和汽車的精度，汽車的強度對成品車的作用主要體現在汽車的安全性、抗腐蝕性等等，它取決于車身鋼板的材料以及生產過程中的連接技術方法。汽車的精度通常體現在汽車駕駛的性能上，比如舒適性、NVH等，它主要取決于產品的設計、白車身生產過程中車身尺寸精度的控制，零部件質量等等，而車身的尺寸精度是由白車身生產過程質量控制決定的，所以全世界的汽車巨頭廠商都在通過不斷的研究白車身生產過程質量的控制，從而推動全球的汽車走向更高的品質。本文列出了影響車身尺寸準確性的因素，并分析了控制車身尺寸精度的有效解決方案。

關鍵詞：汽車;白車身尺寸;精度控制;方法

0 引言

隨著國內經濟的快速發展，人民生活水平普遍提高，汽車保有量穩步增長。為了吸引消費者的注意力，汽車制造商正在積極更新汽車外觀，但在大多數情況下，只是車身結構的變化，而其余組件并未發生重大變化。所謂白車身是指將沖壓件或者外來件及總成固定在工裝夾具上通過熱連接或者冷連接技術將零件連接在一起并且未進入噴漆車間之前的車身框架，稱為白車身。白車身的尺寸精度在成品車的質量中起到了非常重要的作用。影響車身制造過程復雜性的因素很多，整個汽車制造的尺寸精度取決于各種因素的綜合作用。

1 車身尺寸精度影響因素

1.1 測量過程

通過測量和分析系統可以分析和測量車身尺寸數據，可以有效地確定被測零件是否存在尺寸質量問題。CMM是懸臂、龍門和多關節臂坐標測量機等現代汽車制造中常用的車身尺寸測量設備，這些設備的高測量精度和可編程控制功能使其適用于車身和子裝配零件的高頻測量。測量分析系統會自動繪制出車身尺寸質量的線性分布圖，并生成分析報告，從而使技術人員可以方便地進行分析。

1.2 零件偏差

車身焊接件基本上是沖壓件，主要分為兩類：一種是表面的外殼，另一種是沖壓內部結構。其形狀都特別復雜，以至于它們都必須滿足標準精度要求。零件需要經歷各種過程，例如沖壓、剪切、彎曲、拉伸、膨脹、翻邊等，必須根據圖紙標準進行設計。在包裝和運輸過程中由于沖壓零件而引起的變形是尺寸偏差的一個因素，并且外觀檢查無法識別變形，即使進行了修理，也無法完全恢復到設計尺寸。因此，應根據零件的特性設計包裝和運輸方式，以消除這種偏差。沖壓件的回彈是影響沖壓件尺寸的最大因素，沖壓后，產生應力和應變，形狀和尺寸發生變化。上述所有原因均是由于沖壓模、人造工件或沖壓機的問題所致。為了保證沖壓件的尺寸精度，應使用三坐標測量機參照零件圖進行例行檢查，以確保沖壓件符合圖紙的設計要求。

1.3 操作過程

在非自動化生產線中控制過程偏差最有效的方法是實施操作程序的標準化，并且在實施標準化操作后，可以最大程度地減少手動操作中的不一致、不穩定和不確定性。例如在最初某車型預批量生產過程中，車頂組件前后橫梁的Z尺寸波動很大。分析的結果是，在車頂總成的配合面上以及蓋板橫梁的內外板上有44個焊接點，焊接點的焊接順序大大影響了車頂配合尺寸的準確性。通過調整和優化焊接順序，有效地改善和控制了尺寸偏差和尺寸穩定性。在線測量的尺寸監視中，還發現行李箱開口兩側的法蘭區域的Z尺寸波動很大。分析表明，焊槍電極臂和零件在焊接過程中受到干擾。在改善優化焊槍的電極臂的形狀和位置之后，有效地提高了凸緣區域的Z尺寸的穩定性。

2 尺寸精度質量控制

2.1 基于測量的尺寸精度控制

車身尺寸數據的檢測、尺寸數據的采樣和跟蹤是實現整個車輛組裝過程的基礎。測量方法確定車身裝配過程監控的準確性和有效性。三坐標測量是檢測車身零件子組件和車身框架中重要的檢測方法，具有很高的測量精度和可編程控制功能，已成為國內外汽車制造商的重要測試設備。在三坐標測量機的機器坐標系下，參考點根據車輛設計標準設置車輛坐標系。在車輛坐標系中，車身可以劃分為不同的功能區域，然后在每個功能分區中，建立一個局部坐標系，該局部坐標系由該分區的參考點組成。在車輛的組裝過程中，功能尺寸還必須考慮各種組裝零件之間的相對尺寸精度，即功能尺寸。功能尺寸是定義的尺寸，以確保每個零件、子組件和組件之間的制造尺寸均符合產品的設計要求，以確保下一級別的裝配尺寸的準確性。

2.2 基于裝配的尺寸精度控制

三坐標的測量結果與裝配偏差不同的原因是因為設計偏差、沖壓過程偏差、模具偏差和零件裝配偏差。此時，重要的是要確保整個車輛的裝配和功能符合質量標準，如果需要穩定的偏差，則必須相應地調整定義的測量公差。比如在奧迪Q3生產的早期階段，車間裝配線報告說，左右尾燈的裝配間隙和平面度不符合質量標準，三坐標測量符合公差標準。差異的原因是由于側圍外板的沖壓部分的尺寸偏差和側圍外板組件的全散件組裝部分的焊接變化，考慮到這一點，將尾燈定位參考工具調整到組件的實際偏差，以滿足組件尺寸質量標準，并且當前的測量偏差超過公差標準要求。這樣，實際零件尺寸不符合設計標準，而尾燈裝配的外觀質量是合格的，需要對測量公差標準進行相應的調整。

2.3 裝配質量控制

裝配質量又稱為白車身尺寸也是白車身制造過程中的重中之重，白車身是由成千個零件分總成拼接而成，在這個過程中由于工裝夾具的磨損程度、零件本身的尺寸偏差、設備維護的不及時，人工操作的不穩定性等因素影響，有可能在一個工序之內的工差會很小，但是由于工差積累會導致最終焊接出的白車身精度超差嚴重，影響總裝裝配。白車身可以分為以下幾個區域：UB下車身區域、側圍區域、四門兩蓋以及覆蓋件區域等，每一個大區域又分為很多個小區域，裝配質量需要從每一個小區域開始就進行嚴格的把控，確保整車的質量精度。

3 結論

精確的車身尺寸控制可以真正反映汽車制造商的制造水平，這也是汽車生產過程中非常重要的質量控制環節。通過對車身尺寸精度的質量控制，可以及時識別制造車身早期階段的一些質量問題，促進對問題的探索，有效提高制造質量并在增強品牌影響力方面發揮著重要的作用。

參考文獻：

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[2]劉培，黃玲，石小明，等.基于三坐標測量機的白車身質量控制[J].汽車零部件，2013（05）：45-47.