車身精度與質(zhì)量的關(guān)系分析

摘要：通過兩個方面闡述車身精度與質(zhì)量之間的關(guān)系，其一是精度決定質(zhì)量，制定合理的、切實可行的車身精度是保證車身質(zhì)量的先決條件;其二運用裝配尺寸鏈原理，定量探討了裝配質(zhì)量與車身精度的關(guān)系，同時說明了車身精度不僅僅是車身上各檢測點的位置度，也包括關(guān)鍵部件的間距公差、形位公差等。

關(guān)鍵詞：車身精度;質(zhì)量;關(guān)系分析

中圖分類號：U463.8收稿日期：2022-06-10

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.08.016

1 前言

車身是由多個沖壓件在焊接夾具上，按一定的順序焊接而成的沖壓件組合體。因此，車身的質(zhì)量首先取決于沖壓件的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，其次取決于焊接分總成的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。前者是由沖壓件模具保證的，后者是由工裝夾具保證的。另外，車身的強度、剛性、表面缺陷等也是車身質(zhì)量的一個方面，本文僅從車身的尺寸精度上來研究車身的質(zhì)量。

2 精度與質(zhì)量的關(guān)系

車身的精度是工程技術(shù)人員在車身生產(chǎn)制造過程中對積累誤差的制約，是工藝生產(chǎn)過程應(yīng)遵循的規(guī)范，是質(zhì)量控制的依據(jù)。車身的實際精度，體現(xiàn)了白車身生產(chǎn)線上各種工藝、工裝、檢測設(shè)備的精度水平。

以閣瑞斯旅行車車身的精度為例，車身的精度一般是指車身上各檢測點位置度的最大誤差允許值。車身是由焊接分總成組焊而成的，而分總成是由多個沖壓件按一定次序焊接的。因此，沖壓件的精度決定了分總成的精度，分總成的精度決定了白車身的精度，三者的精度值是遞增的。換句話說，要想控制車身的質(zhì)量必須先控制沖壓件的質(zhì)量。在軍用閣瑞斯旅行車項目中，一般沖壓件的定位精度為0.1mm，安裝孔的精度為0.2mm，形面點的精度按其位置的重要度，分別為0.5mm或0.7mm，而邊緣點精度為1.0mm（圖1），地板背板與M10螺母的焊接，地板背板中心定位孔精度為0.1mm，與M10凸焊螺母焊接后，由于夾具的定位精度為0.1mm，孔徑公差為0.2mm。因此，焊接后的地板背板上的螺母位置度為0.3mm，再與地板橫梁焊接后（圖2），焊接螺母的位置度為0.4mm。如果地板背板以形面定位（公差為±0.5mm），凸焊螺母的位置度將下降至0.7mm。這只是兩個簡單的零件之間的焊接，在車身上多種復(fù)雜零件相互組焊，由于沖壓件的形面點精度較低，車身零件相互組焊時，盡可能少用形面點定位，否則車身的精度將進(jìn)一步降低。然而，由沖壓件焊接而成的分總成，它的精度又不能是多個沖壓件精度相疊加，一般制定1.5mm為焊接分總成的精度，2.0mm為白車身的精度。

根據(jù)精度要求，對分總成、白車身進(jìn)行三坐標(biāo)檢測，確定其是否合格。分總成、白車身的精度還應(yīng)按測量點位置（重要程度）的不同有所不同。例如，焊接定位點的精度是0.1mm，一個部件的相對安裝孔位為0.5mm或1.0mm（即安裝孔位間距公差），然而，這些還不足以控制車身的質(zhì)量，還有五門一蓋等分總成及車門框口等的精度要求。精度要求是質(zhì)量控制的依據(jù)，只有符合精度要求，才能保證車身質(zhì)量的有效控制。因此，從這一點上來說，沒有車身精度就沒有車身質(zhì)量。

另外，沖壓件、分總成、白車身的精度由生產(chǎn)這些產(chǎn)品的工裝、設(shè)備來保證，沖壓件的精度是由沖壓模具和檢具的精度保證和控制的，分總成的精度是由焊接夾具的精度保證的，而白車身的精度是由裝焊生產(chǎn)線上夾具的精度來保證的。隨著生產(chǎn)數(shù)量的增加，裝焊生產(chǎn)線上的定位點和夾緊點將偏移，直接影響產(chǎn)品的精度，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。因此，必須定期檢測生產(chǎn)線上工裝夾具的精度并加以維護(hù)，來保證產(chǎn)品的精度。

車身上各檢測點的位置誤差越小，精度越高，車身質(zhì)量越好，但又不能一味地追求很高的精度，因為高精度產(chǎn)品意味著高精度的工裝設(shè)備來保證，增加很大的成本投入，隨著生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，工裝夾具不做定期檢測和維護(hù)，車身的精度也將不斷下降，質(zhì)量也將越來越差。因此，制定正確合理、切實可行的車身精度是保證車身質(zhì)量的先決條件。

3 裝配精度與裝配質(zhì)量

裝配精度是設(shè)計人員對相鄰的兩外配件安裝時，形成的裝配間隙制定的公差，它與相互安裝的各個零部件的精度密不可分。即裝配間隙公差與外配件的精度和車身的精度有著直接的關(guān)系，它們之間的精度關(guān)系應(yīng)遵循工藝尺寸鏈原理。裝配精度的高低是否合理，直接影響零部件的安裝質(zhì)量，具體體現(xiàn)在安裝是否困難，縫隙是否均勻等。就像目前閣瑞斯G款前臉縫隙常常超差一樣。這里，我們主要研究的是裝配過程中的工藝尺寸鏈，以閣瑞斯項目中，前圍安裝部件前照燈、散熱器罩的安裝建立裝配尺寸鏈。

在現(xiàn)生產(chǎn)中，各零部件的裝配都是以閣瑞斯車的車身為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配的（圖3），大燈以車身前圍大燈支架上的φ6孔為定位孔，定位于A點;散熱器罩以車身前圍上的φ9孔為定位孔，定位于B點，A、B兩點的間距公差為L，它是由A、B兩定位孔的中心位置度及孔徑公差來決定的。將大燈及散熱器罩安裝到車身上后，形成兩部件的間隙，假定其公差為A0，連接A、B兩點，A、B兩點連線方向上，大燈和散熱器罩上的邊緣點為M、N，M、N分別相對于定位點A、B的位置度為A1、A2， 由L、A1、A2、A。構(gòu)成大燈、散熱器罩和車身之間的裝配尺寸鏈，如圖3所示，此裝配尺寸鏈?zhǔn)强臻g的，為了研究方便起見，將空間的裝配尺寸鏈簡化成平面尺寸鏈，A為裝配過程中形成的，是封閉環(huán)。尺寸鏈關(guān)系如下：

從式（1）可以看出：大燈和散熱器罩兩部件的間隙公差是由車身上兩部件的定位孔的間距公差和兩部件的外廓尺寸公差決定的，要想控制裝配間隙公差的大小，必須首先控制定位安裝孔的間距公差，再控制裝配部件的外廓尺寸公差。

在實際生產(chǎn)過程中，定位孔的間距公差L是由兩定位孔的中心位置度及孔徑公差來確定的。A、B兩點的位置度是由裝焊夾具來保證的，它的數(shù)值一般旅行車為土2 m，即 A、B兩點的間距公差為±4 mm;孔徑公差是由沖壓模具保證的，一般數(shù)值為±0.2 mm，孔徑公差與位置度公差相比相差甚遠(yuǎn)，可忽略不計;實際生產(chǎn)過程中，裝配部件的外廓尺寸位置度一般為+0.5 mm。因此，根據(jù)裝配尺寸鏈原理，將上述數(shù)值代入式（1），得出封閉環(huán)A的間隙公差：

散熱器罩與大燈之間的間隙公差±5 mm，是不能滿足用戶要求的，那么要想使大燈與散熱器罩的間隙公差為±2 mm，反過來推算A、B兩點的間距公差A(yù)=士1 mm。即在車身焊接過程中，控制A、B兩點的間距公差±l mm，同時控制大燈﹑散熱器罩兩部件的定位及輪廓位置度為±0.5 mm，才能保證兩部件的間隙公差±2 mm。

根據(jù)上述內(nèi)容推算過程，裝配尺寸鏈用于確定部件的裝配間隙是切實可行的。軍用閣瑞斯在實際生產(chǎn)前應(yīng)運用裝配尺寸鏈原理確定裝配間隙，實際生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿足了使用要求。另外，車身的精度不能單單用車身上各點的位置度來確定車身是否合格，對于重要部件的安裝，安裝定位孔的間距公差也是必須保證的，這直接影響部件的裝配質(zhì)量。

4 結(jié)語

只有合理地制定車身及相關(guān)系統(tǒng)的精度，分配好各級精度之間的關(guān)系，才能使質(zhì)量工作有法可依。分階段控制沖壓件、分總成、車身、外配件及相關(guān)系統(tǒng)的質(zhì)量，才能保證白車身及裝配后整車質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李智勇.機械裝備技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

作者簡介：

魏延旭，男，1984年生，工程師，研究方向為仿真工程。