汽車車身焊接尺寸公差分析與研究

楊陽

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，再加上我國政府實施的“車輛購置稅減免”、“汽車下鄉(xiāng)活動”等一系列政策，汽車已經(jīng)走進千家萬戶。各大廠商為了吸引更多的客戶，都在對車身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，提高汽車的性能優(yōu)勢，而車身尺寸精度是影響汽車質(zhì)量的重要因素。因此對汽車身尺寸開發(fā)與控制展開全面細致地分析探討，具有重要的理論意義和實踐價值。

關(guān)鍵詞：車身焊接邊;尺寸與公差;尺寸鏈

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，再加上我國政府實施的“車輛購置稅減免”、“汽車下鄉(xiāng)活動”等一系列政策，汽車已經(jīng)走進千家萬戶。各大廠商為了吸引更多的客戶，都在對車身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，提高汽車的性能優(yōu)勢，而車身尺寸精度是影響汽車質(zhì)量的重要因素。因此對汽車身尺寸開發(fā)與控制展開全面細致地分析探討，具有重要的理論意義和實踐價值。

1 汽車身尺寸的影響因素

（1）零件尺寸誤差。汽車車身的沖壓件，主要分為兩部分：一部分是車身表面的外覆蓋件，另一部分是內(nèi)部結(jié)構(gòu)沖壓件，車身的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在車身制造過程中需要經(jīng)過沖壓、剪切、彎曲、拉伸等多個過程環(huán)節(jié)，而且很多廠商都對車身尺寸提出了很高的要求，在加工過程中，每一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)誤差，而且這種差錯會一級一級放大，使得車身整體尺寸與實際需求存在很大的差距，甚至?xí)?dǎo)致車身徹底報廢。例如在沖壓環(huán)節(jié)，沖壓件的模具位置、沖壓力度都存在一定的變動區(qū)間，沖壓模具在長時間使用之后其精度和形狀也得不到保障，使得沖壓件的尺寸很容易出現(xiàn)差錯，沖壓件在包裝運輸過程中，碰撞、拖拽等操作都會容易導(dǎo)致出現(xiàn)零件變形，影響到零部件尺寸，而且這種變形大多無法通過肉眼察覺出來，這種尺寸有問題的零件會一直存在于加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，最終影響到汽車車身尺寸及整車質(zhì)量。

（2）夾具結(jié)構(gòu)不合理。夾具主要用來保證產(chǎn)品的形狀和尺寸精度符合圖紙和技術(shù)要求，必須使被裝配的零件或部件獲得正確的位置和可靠的夾緊，防止在焊接過程中出現(xiàn)零部件焊接變形問題。夾具主要具備定位和夾緊功能，在焊裝過程中，即使在焊裝夾具的夾持下，鈑金件的位移和變形還是在所難免，只是數(shù)量上是相對微小而已。為減少焊接過程中的位移和變形，對夾具定位機構(gòu)的位置、數(shù)量、夾緊力等都有相關(guān)要求。一條汽車車身焊接生產(chǎn)線，有數(shù)百套夾具，每套夾具都會影響到部分安裝點的尺寸位置。在焊接工藝中，車身的定位效果一方面受到夾具定位點數(shù)目的影響，另一方面會受到定位點分布的影響，工裝夾具的材料性能、結(jié)構(gòu)特點都會車輛的定位精度產(chǎn)生一定的影響，而且這種影響是不受人為控制的，這就導(dǎo)致汽車車身尺寸會出現(xiàn)各種各樣的偏差。

（3）操作不合理。雖然目前車身生產(chǎn)線自動化程度越來越高，但仍存在部分工序為人工操作來完成情況，而不同的員工的操作方法存在差異，操作結(jié)果也存在一些不確定性，這使得汽車車身的尺寸精度會出現(xiàn)一些誤差。焊接是目前汽車車身主要的連接工藝，完成90%以上的車身裝配工作量。焊接過程中的局部不均勻的加熱，在隨后的快速冷卻過程，以及夾具和焊鉗對零部件夾緊力等約束情況下，會產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力以及焊接變形。這類變形在量上非常隨機，且難以處理。這類變形會造成新的尺寸偏差。

2 汽車車身的精度控制策略

通過以上分析探討可以發(fā)現(xiàn)，影響汽車車身尺寸的因素是多方面的，針對這些潛在的不利因素，制定一系列針對性的改善措施，提高汽車車身的尺寸精度，是主機廠需要考慮的重要問題，具有作法如下所示：

（1）加強零件的精度控制。車身沖壓件是保證車身尺寸精度的先決條件，如果車身沖壓件的尺寸精度得不到保障，后續(xù)的加工工序也就毫無意義。在白色身加工過程中，應(yīng)該從以下幾個方面來提高車身精度：第一，簡化車輛復(fù)雜程度，降低沖壓工藝難度，有效提高汽車車身的成型性和穩(wěn)定性。這就需要汽車廠商創(chuàng)新設(shè)計出更加新穎的車身工藝。第二，創(chuàng)新應(yīng)用整體沖壓工藝，例如“整體門框”、“整體側(cè)圍”、“一體式門環(huán)”，盡量減少零部件的數(shù)量以減少尺寸鏈長度，減少總成零件的累計公差。第三、在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要保證零部件基準的有效延續(xù)性，避免出現(xiàn)基準的不合理轉(zhuǎn)換。

（2）工裝結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化、定位基準的合理化。想要有效控制車身尺寸精度，保證整車產(chǎn)品質(zhì)量，就必須要有科學(xué)合理的工裝夾具，以及合理的定位基準的設(shè)計。第一，夾具設(shè)計開發(fā)過程中，對夾具材料、結(jié)構(gòu)、硬度、精度等進行規(guī)范化要求，為調(diào)試驗證及尺寸控制打好基礎(chǔ)。對夾具設(shè)計、車身尺寸進行系統(tǒng)地驗證分析，提高裝夾工具的合理性，避免由于其它因素對汽車車身尺寸精度造成太大的不利影響。第二，構(gòu)建基準統(tǒng)一的焊接夾具，保證夾具定位基準與RPS定義一致，保證模具、夾具、檢具的基準統(tǒng)一及延續(xù)?；鶞实囊恢滦允潜ＷC車身尺寸的前提條件，基準的合理設(shè)置，以減少尺寸鏈的長度，指導(dǎo)夾具的設(shè)計開發(fā)，及調(diào)試驗證過程中的尺寸分析測量。合理的夾具結(jié)構(gòu)和定位基準，可以有效避免由于其他因素對車身尺寸精度產(chǎn)生較大的影響。

（3）提高操作的規(guī)范性、新工藝新技術(shù)的應(yīng)用?？茖W(xué)規(guī)范的操作流程可以有效避免汽車車身出現(xiàn)太大的誤差，因此在生產(chǎn)過程中，主機廠應(yīng)該針對每一個環(huán)節(jié)，制定一系列科學(xué)規(guī)范的操作方法，避免由于人為因素對汽車車身的尺寸精度造成不利影響。第一，主機廠工藝人員應(yīng)該對汽車車身的焊接工藝、焊點位置、焊接參數(shù)等做出明確的說明，并嚴格落實到實際加工當(dāng)中，確保汽車車身的焊接過程符合工藝設(shè)計要求，零部件連接方式符合產(chǎn)品定義，從而控制生產(chǎn)過程，減少人為因素影響，以有效控制汽車車身的尺寸精度。第二，引進先進的焊接工藝及新型連接方式，比如激光焊接、鉚接、膠接等方式;提升自動化率;采用自適應(yīng)焊接方式;增加在線檢測設(shè)備及機器人視覺系統(tǒng)等新技術(shù)，減少人為因素的影響。自動化的應(yīng)用，對于車身尺寸能更為有效的進行控制，新工藝新技術(shù)的發(fā)展，也將不斷推動汽車行業(yè)的提升。

3 結(jié)語

如今汽車保有量越來越多，種類越來越豐富，人們對于汽車的要求也不僅僅只是作為代步了，對于功能、性能、造型、內(nèi)外觀匹配質(zhì)量、用戶體驗等的要求越來越高。車身作為整車零部件的承載體，尺寸精度的好壞直接影響著整車的質(zhì)量水平，嚴重時甚至?xí)斐砂踩[患。主機廠需要加強零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平、零部件精度的控制、工裝夾具的結(jié)構(gòu)合理性及維保、操作的規(guī)范性等因素，從而有效提升及控制汽車車身的尺寸精度，提升整車的質(zhì)量水平，以及主機廠的造車能力和綜合實力。

參考文獻：

[1]闞天水.汽車車身焊接邊尺寸公差分析與研究[J].汽車實用技術(shù)，2019（08）：63-66.