白车身尺寸精度控制方法

王虎凛

摘 要：在汽车生产过程当中，汽车的质量通常是指汽车的强度和汽车的精度，汽车的强度对成品车的作用主要体现在汽车的安全性、抗腐蚀性等等，它取决于车身钢板的材料以及生产过程中的连接技术方法。汽车的精度通常体现在汽车驾驶的性能上，比如舒适性、NVH等，它主要取决于产品的设计、白车身生产过程中车身尺寸精度的控制，零部件质量等等，而车身的尺寸精度是由白车身生产过程质量控制决定的，所以全世界的汽车巨头厂商都在通过不断的研究白车身生产过程质量的控制，从而推动全球的汽车走向更高的品质。本文列出了影响车身尺寸准确性的因素，并分析了控制车身尺寸精度的有效解决方案。

关键词：汽车;白车身尺寸;精度控制;方法

0 引言

随着国内经济的快速发展，人民生活水平普遍提高，汽车保有量稳步增长。为了吸引消费者的注意力，汽车制造商正在积极更新汽车外观，但在大多数情况下，只是车身结构的变化，而其余组件并未发生重大变化。所谓白车身是指将冲压件或者外来件及总成固定在工装夹具上通过热连接或者冷连接技术将零件连接在一起并且未进入喷漆车间之前的车身框架，称为白车身。白车身的尺寸精度在成品车的质量中起到了非常重要的作用。影响车身制造过程复杂性的因素很多，整个汽车制造的尺寸精度取决于各种因素的综合作用。

1 车身尺寸精度影响因素

1.1 测量过程

通过测量和分析系统可以分析和测量车身尺寸数据，可以有效地确定被测零件是否存在尺寸质量问题。CMM是悬臂、龙门和多关节臂坐标测量机等现代汽车制造中常用的车身尺寸测量设备，这些设备的高测量精度和可编程控制功能使其适用于车身和子装配零件的高频测量。测量分析系统会自动绘制出车身尺寸质量的线性分布图，并生成分析报告，从而使技术人员可以方便地进行分析。

1.2 零件偏差

车身焊接件基本上是冲压件，主要分为两类：一种是表面的外壳，另一种是冲压内部结构。其形状都特别复杂，以至于它们都必须满足标准精度要求。零件需要经历各种过程，例如冲压、剪切、弯曲、拉伸、膨胀、翻边等，必须根据图纸标准进行设计。在包装和运输过程中由于冲压零件而引起的变形是尺寸偏差的一个因素，并且外观检查无法识别变形，即使进行了修理，也无法完全恢复到设计尺寸。因此，应根据零件的特性设计包装和运输方式，以消除这种偏差。冲压件的回弹是影响冲压件尺寸的最大因素，冲压后，产生应力和应变，形状和尺寸发生变化。上述所有原因均是由于冲压模、人造工件或冲压机的问题所致。为了保证冲压件的尺寸精度，应使用三坐标测量机参照零件图进行例行检查，以确保冲压件符合图纸的设计要求。

1.3 操作过程

在非自动化生产线中控制过程偏差最有效的方法是实施操作程序的标准化，并且在实施标准化操作后，可以最大程度地减少手动操作中的不一致、不稳定和不确定性。例如在最初某车型预批量生产过程中，车顶组件前后横梁的Z尺寸波动很大。分析的结果是，在车顶总成的配合面上以及盖板横梁的内外板上有44个焊接点，焊接点的焊接顺序大大影响了车顶配合尺寸的准确性。通过调整和优化焊接顺序，有效地改善和控制了尺寸偏差和尺寸稳定性。在线测量的尺寸监视中，还发现行李箱开口两侧的法兰区域的Z尺寸波动很大。分析表明，焊枪电极臂和零件在焊接过程中受到干扰。在改善优化焊枪的电极臂的形状和位置之后，有效地提高了凸缘区域的Z尺寸的稳定性。

2 尺寸精度质量控制

2.1 基于测量的尺寸精度控制

车身尺寸数据的检测、尺寸数据的采样和跟踪是实现整个车辆组装过程的基础。测量方法确定车身装配过程监控的准确性和有效性。三坐标测量是檢测车身零件子组件和车身框架中重要的检测方法，具有很高的测量精度和可编程控制功能，已成为国内外汽车制造商的重要测试设备。在三坐标测量机的机器坐标系下，参考点根据车辆设计标准设置车辆坐标系。在车辆坐标系中，车身可以划分为不同的功能区域，然后在每个功能分区中，建立一个局部坐标系，该局部坐标系由该分区的参考点组成。在车辆的组装过程中，功能尺寸还必须考虑各种组装零件之间的相对尺寸精度，即功能尺寸。功能尺寸是定义的尺寸，以确保每个零件、子组件和组件之间的制造尺寸均符合产品的设计要求，以确保下一级别的装配尺寸的准确性。

2.2 基于装配的尺寸精度控制

三坐标的测量结果与装配偏差不同的原因是因为设计偏差、冲压过程偏差、模具偏差和零件装配偏差。此时，重要的是要确保整个车辆的装配和功能符合质量标准，如果需要稳定的偏差，则必须相应地调整定义的测量公差。比如在奥迪Q3生产的早期阶段，车间装配线报告说，左右尾灯的装配间隙和平面度不符合质量标准，三坐标测量符合公差标准。差异的原因是由于侧围外板的冲压部分的尺寸偏差和侧围外板组件的全散件组装部分的焊接变化，考虑到这一点，将尾灯定位参考工具调整到组件的实际偏差，以满足组件尺寸质量标准，并且当前的测量偏差超过公差标准要求。这样，实际零件尺寸不符合设计标准，而尾灯装配的外观质量是合格的，需要对测量公差标准进行相应的调整。

2.3 装配质量控制

装配质量又称为白车身尺寸也是白车身制造过程中的重中之重，白车身是由成千个零件分总成拼接而成，在这个过程中由于工装夹具的磨损程度、零件本身的尺寸偏差、设备维护的不及时，人工操作的不稳定性等因素影响，有可能在一个工序之内的工差会很小，但是由于工差积累会导致最终焊接出的白车身精度超差严重，影响总装装配。白车身可以分为以下几个区域：UB下车身区域、侧围区域、四门两盖以及覆盖件区域等，每一个大区域又分为很多个小区域，装配质量需要从每一个小区域开始就进行严格的把控，确保整车的质量精度。

3 结论

精确的车身尺寸控制可以真正反映汽车制造商的制造水平，这也是汽车生产过程中非常重要的质量控制环节。通过对车身尺寸精度的质量控制，可以及时识别制造车身早期阶段的一些质量问题，促进对问题的探索，有效提高制造质量并在增强品牌影响力方面发挥着重要的作用。

参考文献：

[1]叶德昭.车身制造尺寸质量的控制方法[J].装备制造技术，2013

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[2]刘培，黄玲，石小明，等.基于三坐标测量机的白车身质量控制[J].汽车零部件，2013（05）：45-47.