關于SPC技術在汽車白車身制造中的應用研究

袁萌，邢文濤，楊焱，周超，李琦

關于SPC技術在汽車白車身制造中的應用研究

袁萌，邢文濤，楊焱，周超，李琦

（奇瑞商用車（安徽）有限公司河南分公司，河南 開封 475000）

白車身制造精度是汽車外觀質量的載體，直接影響整車外觀匹配和整體性能進而影響客戶滿意度和整車品牌形象。我國自主品牌汽車要想在競爭中贏得一席之地，提高汽車白車身制造精度是關鍵所在。SPC統計學方法對白車身制造過程進行質量控制并進行分析，根據分析結果采取相應措施，從而達到過程異常預警、降低過程浪費、提升過程能力，從而確保白車身制造精度。

白車身；外觀匹配；精度；過程能力

1 背景

隨著我國國民經濟和汽車行業的快速穩健發展，間接推動國民對汽車消費需求的提高。雖然2018年由于受到購置稅優惠政策的全面退出和宏觀經濟增速回落的影響，汽車銷量較2017年有所回落，但2018年汽車產銷量仍分別有2780.9萬輛和2808.1萬輛的產量。汽車作為消費者高品質生活的重要組成部分，人們對汽車外觀匹配及制造質量要求日益增高。面對在合資企業中激烈的競爭趨勢，我國自主品牌汽車要想在競爭中贏得一席之地，提高汽車白車身制造精度是關鍵所在。運用SPC分析技術可以有效及時發現并預警制造過程中的偏差，從而提升白車身制造精度。

2 統計過程控制（SPC）簡介

SPC技術是對數據進行收集、描述、分析并解釋的技術，它可以用來揭示各種看似偶然現象背后的規律。SPC技術即應用統計過程方法對過程進行控制，使生產過程保持平穩。因此，若想提高白車身制造精度，可借助統計過程控制的方法和特點，從而可及時的對白車身外觀品質提升采取有效地控制手段。

3 白車身的概念

汽車白車身通常是指車身內板結構件及外觀覆蓋件焊接總成，即未進入涂裝噴漆處理和總裝零部件裝配之前的車身。白車身總成由車身骨架和裝配件兩部分組成。骨架總成是由前艙、前后地板、左右側圍、頂蓋四部分焊接而成的車身主體，是整車的裝配載體。裝配件主要包括：四門（左右前后門）、前后蓋（發動機蓋和后行李箱蓋）、翼子板、前后防撞梁等，各裝配件通過螺栓安裝連接的形式裝配到車身骨架總成上，從而組裝成一個白車身。圖1為白車身總成3D數字模型。

圖1 白車身總成3D數字模型

4 白車身制造工藝

整車制造工藝是一個比較復雜的制造過程，其包沖壓工藝和焊接工藝，噴漆及零件加工和熱處理、總裝裝配工藝等。白車身的制造工藝主要包括沖壓和焊接工藝。

4.1 沖壓工藝流程及特點

沖壓工藝流程：原材料（板料和卷料）入庫→開卷線→大件清洗涂油、小件開卷剪切→沖壓生產線→安裝模具調試首件合格→投入批量生產→合格件防銹→入庫

沖壓特點：產品尺寸穩定，精度高，重量輕，剛度好，互換性好，高效低耗，操作簡單，易于實現自動化。因此在批量生產中得到了廣泛的應用，在現代工業生產中占有十分重要的地位，是白車身生產的龍頭工藝。

4.2 焊接工藝流程及特點

焊接工藝流程：沖壓件→分總成→總成→白車身骨架→白車身總成。

焊接工藝特點：鑒于沖壓件的材料大都是含有良好焊接性能的低碳鋼鋼材，因此焊接是白車身制造中常用的焊接方法。白車身制造過程中應用最多的是電阻焊，其占據整個焊接總量中的70%左右。除此之外即為二保焊，它主要用于電阻焊焊接困難的位置。沖壓件大都是薄壁板件，所以在焊接過程中必須用夾具定位板件后進行焊接，以保證各零件搭接面處在焊接時處于的貼合的狀態。圖2為門內板焊接的示意圖。

圖2 門內板焊接的示意圖

焊裝夾具就是為白車身各點焊、CO2 保護焊、裝配等總成部件保證合格尺寸的專用定位器具。目前有的夾具類型有：點焊夾具、CO2夾具、裝配夾具、高頻固化夾具、滾邊胎膜夾具及在線沖孔夾具等。

夾具的設計結構要求：夾具設計需保證操作具備安全性和便捷性兩個重要特性，符合人機工程學，軸向翻轉、平面旋轉、平移、等動態機構應具備安全防護裝置和到位鎖死裝置此兩項重要裝置；四面防塵機構需設置在所有平移滑軌內。

5 SPC技術在白車身四門裝配的應用實例

自車身制造過程中的四門兩蓋匹配問題，是影響自車身和整車外觀匹配的重要問題。四門兩蓋裝調在整車中的具有十分重要的地位，四門兩蓋匹配的好壞直接影響整車外觀的美觀以及整車性能，也使得產品市場競爭力不強。

圖3為焊裝車間CP5檢驗點測量四門匹配數據。左右前后門間隙標準：4.5±1.2mm，平度標準：-0.5~1.0mm。左右后門與側圍間隙標準: 4.5±1.2mm，平度標準：-0.5~1.0mm。從圖中可以看出右側前后門上端平度為1.3mm，屬于不合格超差點。連續對后面5臺車進行測量，發現此點均不合格。

圖3 焊裝車間CP5檢驗點測量四門匹配數據

四門總成在檢具上的平度標準為：±0.5mm，右前門此點的數據為-0.4mm（合格），右后門此點的數據為1.0mm（不合格）。圖4為右側前后門在檢具上的測量數據。

圖4 右側前后門在檢具上的測量數據

圖5 25組右后門測量數據

為了能夠準確反映生產過程的實物質量，每次連續抽取5個樣本，連續抽取25組數據進行右后門總成數據測量。對右后門與右前門上段匹配位置處進行數據平度值檢測，測量數據如圖5所示。通過數據得出右后門此測點平度Xbar-R圖，如圖6所示。通過數據可以看出此點超出標準值較多，整個制造過程處于極其不穩定狀態。通過公式計算得出該過程能力指數CPK=-1.26，屬于過程能力嚴重不足，此為前后門平度超差的根本原因。

圖6 右后門Xbar-R

通過合理運用SPC技術工具，充分運用數理統計原理對檢測數據進行分析，判斷四門制造過程是否穩定，有無偏差數據，從而尋找問題根本原因，提高白車身制造尺寸質量。

Research on Application of SPC Technology in Automobile Body in White Manufacturing

Yuan Meng, Xing Wentao, Yang Yan, Zhou Chao, Li Qi

( Henan Branch of Chery Commercial Vehicle (Anhui) Co., Ltd., Henan Kaifeng 475000 )

The manufacturing accuracy of the body-in-white is the carrier of the appearance quality of the car, which directly affects the appearance matching and overall performance of the vehicle and thus affects customer satisfaction and the brand image of the vehicle. In order to win a place in the competition, China's self-owned brand cars are the key to improving the manufacturing precision of automobile body-in-white. The SPC statistical method carries out quality control and analysis on the body-in-white manufacturing process, and takes corresponding measures according to the analysis results, thereby achieving process abnormality warning, reducing process waste, improving process capability, and thus ensuring the manufacturing accuracy of the body-in-white.

Body in white; Appearance quality; Accuracy; Process capability

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.050

U466

A

1671-7988(2021)03-161-03

U466

A

1671-7988(2021)03-161-03

袁萌（1988.01-），河南商丘人士，研究生，工程師，奇瑞商用車（安徽）有限公司河南分公司制造技術部焊裝技術科工藝師，從事汽車焊接工藝技術提升方面的研究與管理工作。