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摘 要:随着新势力造车崛起,传统车企面临着巨大挑战,消费者有了更多选择,他们对车的需求不仅停留在整车性能配置方面,更会注重汽车造型及精良的做工。车身尺寸精度的高低是汽车质量优劣的重要指标,白车身与开闭件的外观尺寸直接体现整车的感知质量,还会影响风噪,NVH、漏水、脱漆、生锈等问题。因此优化外观尺寸匹配控制方法尤为重要。
关键词:车身精度;功能尺寸;开闭件控制;尺寸配合
1 车身尺寸控制的意义
白车身由300~500个曲面复杂薄板冲压件焊接而成,尺寸链长制造工艺复杂。它是内外饰及底盘件的装配载体,是整车尺寸属性目标达成的重要基础。整车尺寸不仅影响感知质量,还影响密封、法规等使用性能,因此控制白车身制造精度十分重要。白车身制造受人机料法环等因素影响,尺寸稳定性较差。如何找到影响白车身尺寸精度的根因成了快速有效提升车身精度的关键方法,因此有效直观评价车身尺寸就显得尤为重要。
2 车身尺寸评价方法
随着全球范围内汽车市场的蓬勃发展,新车型开发投产时间越来越短,需要对整车尺寸评价提出更高要求。整车1500~2000测点,若以白车身单点评价,各点都进行关注既抓不住重点又工作繁重,故需选择功能尺寸及局部基准评价。
2.1 功能尺寸评价
功能尺寸是为满足装配和外观匹对车身两点或多点空间位置关系进行约束,通过某种相对计算形式,直接反映车身制造过程中重要的控制尺寸。功能尺寸原型实际上相当于零件复合公差,是从装配需求出发,直观明确地提出对应的距离、平面度、对称性、位置度等要求。以车身前风窗装配为例(如图1)前风窗上部尺寸FU0502Y和前风窗下部尺寸FU0502Y的好坏,直接影响前风窗与侧围间隙。实际装车过程中,即使侧围A柱与前风窗搭接处单点存在超差,只要上下部开口偏差均在功能尺寸公差范围内,依然可以装调出符合要求的前风窗,降低了匹配难度及车身精度控制成本。
2.2 局部基准评价
局部基准评价不像功能尺寸那样需要对三坐标数据进行数学处理,它是在特定的小基准下进行尺寸测量,考虑小基准点的空间位置关系给评价尺寸带来的偏差影响。以车身CCB装配为例(见图2)若在全基准系下测量CCB中通道安装孔①、孔②位置度,当测量偏差在公差范围内,CCB单件满足公差要求时,发现CCB装配与车身孔①、孔②存在遮孔,这就需要进行详尽数据分析才能找到根因。若采用CCB局部基准评价,可以直观发现孔①、孔②位置度超差,这是由于X1-X3的X向面轮廓度一致性偏差使CCB装配后发生旋转而遮孔。
选择合适的车身评价方法,可以在数据监控过程中简化数据分析排除无效尺寸干扰,更直观反映设计要求,可以更加快速识别车身变化对装车的影响,降低工作难度。
3 开闭件装配控制策略
精良车身外观尺寸体现在开闭件与车身配合的间隙面差上,它不仅需要合理的车身评价方法,更需要合理的、尺寸链短、便于装调的开闭件装配策略来保证车身DTS达成。车身开闭件在焊装调整线装配,包含侧部车门、翼子板、发动机罩及尾门装配。现以车门装配为例,比较几种车门装配方案对车身尺寸控制的影响。
3.1 铰链与车门自定位方案
铰链在车门侧连接螺栓选用台阶自定位螺栓(如图3),铰链主定位孔为圆孔定位YZ向,次定位孔为长圆孔定位Y向,铰链安装面定位X向。先将前后门四个铰链通过工装装在车身上(如图4)A1-A4为工装在车身上的Y向定位,B为工装在车身上的XZ向定位,C为工装在车身上Z向定位,再将车门通过铰链自定位装配在车身上。优点是仅用两套工装,工序简单,工装投资成本低,定位重复性高;缺点是尺寸链较长,若DTS要求高则返修调整量大。
3.2 铰链与车门工装装配方案(车身侧内置式工装)
車门铰链通过车身侧定位面Y,主定位孔X1Z1, 次定位孔Z2作为铰链在工装夹具上的定位(如图5)。车门在铰链装配工装上定位为外板定位面Y1-Y4,主定位孔Z4X6, 次定位孔Z5(如图6),采用外板定位可以吸收车门内外板压合误差,直接保证车门外板面与铰链面的相对关系。 铰链通过铰链工装装在车门上,车门带铰链总成通过内置式工装(如图7)装配在车身上。优点是定位精度高,密封间隙易保证,工装不占用太多空间;缺点是需要铰链分装台,成本和操作难度略高。
3.3 铰链与车门工装装配方案(车身侧外置式工装)
该方案铰链装配在车门上与3.2内置式方案一致,区别在于车门带铰链总成通过外置式工装(如图8)装在车身上,门总成以车门外板面定位Y向,X向Z向靠门压合边定位。优点是尺寸链短,定位重复精度高,外观DTS更容易保证;缺点是需要铰链分装台,工装较多工序复杂,工装投资高。
结语:
对车身尺寸精度进行有效控制是一个复杂的长周期的持续性的工作,合理控制方法是车身精度稳步保持及提升的必要因素,尺寸控制方法也会随着制造技术测量技术以及数据管理等技术的进步随之改变。
参考文献:
[1]曾贺,胡,金隼.轿车车身功能尺寸系统优化设计及应用研究[J].汽车与配件,2010(372):16-18.
(宁波吉利汽车研究开发有限公司,浙江 宁波 315300)
关键词:车身精度;功能尺寸;开闭件控制;尺寸配合
1 车身尺寸控制的意义
白车身由300~500个曲面复杂薄板冲压件焊接而成,尺寸链长制造工艺复杂。它是内外饰及底盘件的装配载体,是整车尺寸属性目标达成的重要基础。整车尺寸不仅影响感知质量,还影响密封、法规等使用性能,因此控制白车身制造精度十分重要。白车身制造受人机料法环等因素影响,尺寸稳定性较差。如何找到影响白车身尺寸精度的根因成了快速有效提升车身精度的关键方法,因此有效直观评价车身尺寸就显得尤为重要。
2 车身尺寸评价方法
随着全球范围内汽车市场的蓬勃发展,新车型开发投产时间越来越短,需要对整车尺寸评价提出更高要求。整车1500~2000测点,若以白车身单点评价,各点都进行关注既抓不住重点又工作繁重,故需选择功能尺寸及局部基准评价。
2.1 功能尺寸评价
功能尺寸是为满足装配和外观匹对车身两点或多点空间位置关系进行约束,通过某种相对计算形式,直接反映车身制造过程中重要的控制尺寸。功能尺寸原型实际上相当于零件复合公差,是从装配需求出发,直观明确地提出对应的距离、平面度、对称性、位置度等要求。以车身前风窗装配为例(如图1)前风窗上部尺寸FU0502Y和前风窗下部尺寸FU0502Y的好坏,直接影响前风窗与侧围间隙。实际装车过程中,即使侧围A柱与前风窗搭接处单点存在超差,只要上下部开口偏差均在功能尺寸公差范围内,依然可以装调出符合要求的前风窗,降低了匹配难度及车身精度控制成本。
2.2 局部基准评价
局部基准评价不像功能尺寸那样需要对三坐标数据进行数学处理,它是在特定的小基准下进行尺寸测量,考虑小基准点的空间位置关系给评价尺寸带来的偏差影响。以车身CCB装配为例(见图2)若在全基准系下测量CCB中通道安装孔①、孔②位置度,当测量偏差在公差范围内,CCB单件满足公差要求时,发现CCB装配与车身孔①、孔②存在遮孔,这就需要进行详尽数据分析才能找到根因。若采用CCB局部基准评价,可以直观发现孔①、孔②位置度超差,这是由于X1-X3的X向面轮廓度一致性偏差使CCB装配后发生旋转而遮孔。
选择合适的车身评价方法,可以在数据监控过程中简化数据分析排除无效尺寸干扰,更直观反映设计要求,可以更加快速识别车身变化对装车的影响,降低工作难度。
3 开闭件装配控制策略
精良车身外观尺寸体现在开闭件与车身配合的间隙面差上,它不仅需要合理的车身评价方法,更需要合理的、尺寸链短、便于装调的开闭件装配策略来保证车身DTS达成。车身开闭件在焊装调整线装配,包含侧部车门、翼子板、发动机罩及尾门装配。现以车门装配为例,比较几种车门装配方案对车身尺寸控制的影响。
3.1 铰链与车门自定位方案
铰链在车门侧连接螺栓选用台阶自定位螺栓(如图3),铰链主定位孔为圆孔定位YZ向,次定位孔为长圆孔定位Y向,铰链安装面定位X向。先将前后门四个铰链通过工装装在车身上(如图4)A1-A4为工装在车身上的Y向定位,B为工装在车身上的XZ向定位,C为工装在车身上Z向定位,再将车门通过铰链自定位装配在车身上。优点是仅用两套工装,工序简单,工装投资成本低,定位重复性高;缺点是尺寸链较长,若DTS要求高则返修调整量大。
3.2 铰链与车门工装装配方案(车身侧内置式工装)
車门铰链通过车身侧定位面Y,主定位孔X1Z1, 次定位孔Z2作为铰链在工装夹具上的定位(如图5)。车门在铰链装配工装上定位为外板定位面Y1-Y4,主定位孔Z4X6, 次定位孔Z5(如图6),采用外板定位可以吸收车门内外板压合误差,直接保证车门外板面与铰链面的相对关系。 铰链通过铰链工装装在车门上,车门带铰链总成通过内置式工装(如图7)装配在车身上。优点是定位精度高,密封间隙易保证,工装不占用太多空间;缺点是需要铰链分装台,成本和操作难度略高。
3.3 铰链与车门工装装配方案(车身侧外置式工装)
该方案铰链装配在车门上与3.2内置式方案一致,区别在于车门带铰链总成通过外置式工装(如图8)装在车身上,门总成以车门外板面定位Y向,X向Z向靠门压合边定位。优点是尺寸链短,定位重复精度高,外观DTS更容易保证;缺点是需要铰链分装台,工装较多工序复杂,工装投资高。
结语:
对车身尺寸精度进行有效控制是一个复杂的长周期的持续性的工作,合理控制方法是车身精度稳步保持及提升的必要因素,尺寸控制方法也会随着制造技术测量技术以及数据管理等技术的进步随之改变。
参考文献:
[1]曾贺,胡,金隼.轿车车身功能尺寸系统优化设计及应用研究[J].汽车与配件,2010(372):16-18.
(宁波吉利汽车研究开发有限公司,浙江 宁波 315300)