尺寸鏈在白車身的運(yùn)用

周金量

摘 要：前期設(shè)計(jì)階段運(yùn)用尺寸鏈校核進(jìn)行容差分配，整車培育階段運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行問題解析，穩(wěn)定階段運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整車品質(zhì)穩(wěn)定提升，打造精致車身。

關(guān)鍵詞：白車身;尺寸鏈;公差

1 前言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，產(chǎn)品越來越精致化，汽車作為國家重要的支柱產(chǎn)業(yè)，人們對汽車的審美要求也越來越高，如何打造精致白車身提升競爭力，成為各大車企的重要戰(zhàn)略。打造精致性白車身設(shè)計(jì)到車身公差和零件公差的核算和分解，運(yùn)用尺寸鏈知識可以輔助完成這項(xiàng)工作，基于此，尺寸鏈在車企不斷得到運(yùn)用和推廣。

2 尺寸鏈的概述

尺寸鏈指的是在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組。

3 尺寸鏈計(jì)算

（1）極值算法。按規(guī)則對組成環(huán)極值加減運(yùn)算，求封閉環(huán)極值如果各組成環(huán)合格，則封閉環(huán)合格。

（2）統(tǒng)計(jì)法。散差求和：組成環(huán)散差和等于封閉環(huán)散差，如果各組成環(huán)分布符合要求，封閉環(huán)分布符合要求。

統(tǒng)計(jì)算法（概率法）求解思路：根據(jù)加工精度正態(tài)分布性（6σ原理），某個(gè)尺寸出現(xiàn)極大值和極小值的概率是非常小的，那么“所有增環(huán)都為極大或極小值，同時(shí)所有減環(huán)都為極小值或極大值”的概率將更小。

因此可以適當(dāng)降低組成環(huán)的精度，即增大組成環(huán)的公差，以降低成本。具體計(jì)算方法為其中，T0為封閉環(huán)公差，Ti為各組成環(huán)公差。

4 運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行尺寸校核（容差分配）

（1）具體內(nèi)容：1）現(xiàn)狀把握，收集需要進(jìn)行尺寸校核模塊的相關(guān)約束條件。包括制造和裝配定位方式，制造和裝配工藝、手法，相關(guān)零部件和使用工裝夾具公差，測量點(diǎn)公差等。2）輸入相關(guān)約束進(jìn)行3DCS建模分析。3）3DSC輸出分析報(bào)告，針對分析報(bào)告找出風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和對風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)最大貢獻(xiàn)尺寸。4）對風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行容差重新分配。

（2）尺寸校核實(shí)例：前輪外傾角尺寸校核。1） 現(xiàn)狀把握。不良項(xiàng)目：左/右前輪外傾角不合格。不良發(fā)生率：左前外傾角NG：0.17%，右前外傾角NG：0.07%?，F(xiàn)狀：左前外傾角NG的情況為超出上限值超差，實(shí)測15′（超出10′），右前外傾角NG的情況為超出下限值超差，實(shí)測-55′（超出-50′）;前輪外傾角規(guī)格范圍：-20′±30′。2）3DCS建模分析。3DCS建模引用公差：副車架安裝孔 ±1.5;擺臂安裝孔及定位螺柱±1.5;轉(zhuǎn)向器 ±0.2 ;前懸與轉(zhuǎn)向器過孔±0.8;前懸與轉(zhuǎn)向器孔銷間隙±0.1;前懸安裝孔±0.5;前懸與前懸安裝孔孔銷間隙±1.0。3）3DCS建模計(jì)算結(jié)果。經(jīng)計(jì)算結(jié)果可知：前輪外傾角超差風(fēng)險(xiǎn)值為0.65%;在當(dāng)前公差設(shè)置下，影響最大的因素為前懸上轉(zhuǎn)向器安裝孔位置度。因此，為了改善前輪外傾角超差風(fēng)險(xiǎn)值，需重新優(yōu)化前懸上轉(zhuǎn)向器安裝孔位置度公差值，經(jīng)過驗(yàn)證，建議將前懸上兩安裝孔公差由0.8（±0.4）變更為0.4 （±0.2）。4）公差重新分配后計(jì)算結(jié)果。重新分配后，經(jīng)計(jì)算CPK值達(dá)到1.4，風(fēng)險(xiǎn)值為0，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，外傾角公差為-20′±23′，滿足需求。

5 運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行復(fù)合問題解析

（1）方法步驟。1）現(xiàn)場問題點(diǎn)反饋，或者VQ指摘，并現(xiàn)場實(shí)車確認(rèn)問題點(diǎn)。2）列出尺寸鏈（關(guān)鍵點(diǎn)：確定基準(zhǔn)，一般以車身坐標(biāo)系基準(zhǔn)作為尺寸鏈基準(zhǔn);鏈環(huán)找對;知道組成環(huán)公差）。3）使用檢具、三座標(biāo)測量等方法測量各組成環(huán)的偏差值并進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算，找出超差的尺寸環(huán)。4）根據(jù)尺寸鏈分析計(jì)算結(jié)果制定改善對策，原則上是通過將超差的尺寸環(huán)改善到合格范圍內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)尺寸環(huán)合格;在超差尺寸鏈難以修改時(shí)，在保證不引發(fā)二次不良的前提下允許通過修改其他尺寸環(huán)達(dá)到目標(biāo)尺寸合格。

（2）運(yùn)用實(shí)例：側(cè)圍與油箱口段差改善。1）不良現(xiàn)狀把握。不良項(xiàng)目：側(cè)圍與油箱口段差不良。不良發(fā)生率：100%。不良現(xiàn)狀：油箱蓋與側(cè)圍配合位置3段差，油箱蓋低1.0～1.5mm，或下角位4號點(diǎn)反凸0.5mm （DTS基準(zhǔn)-0.5±0.5mm）。

2） 尺寸鏈分析。

A0：側(cè)圍與油箱蓋段差 封閉環(huán);? A1：側(cè)圍外板斷面精度，增環(huán);A2：油箱蓋單品精度，減環(huán);A3：鎖舌位置;A4：安裝調(diào)整;A0=A1-A2-A3-A4。

3）尺寸鏈計(jì)算。理論計(jì)算校核：

均方根法：

理論計(jì)算油箱蓋段差也很難滿足DTS要求，需人工調(diào)整進(jìn)行偏差吸收;不良主要原因?yàn)閭?cè)圍外板存在1mm極差，焊裝出車無法調(diào)整到1mm以內(nèi)，而且調(diào)整工時(shí)太長易造成油箱蓋鈑金。

4）對策制定。①松螺母二次調(diào)整和進(jìn)行油箱蓋預(yù)彎，存在油箱蓋變形風(fēng)險(xiǎn);②側(cè)圍外板極差優(yōu)化;③整車外觀基準(zhǔn)優(yōu)化，外觀基準(zhǔn)由-0.5±0.5mm優(yōu)化為-0.5±1.0mm。

6 運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控

（1）方法步驟。1）列出需要監(jiān)控模塊裝配尺寸鏈，制作監(jiān)察表。2）定期將各尺寸環(huán)實(shí)際測量精度輸入到監(jiān)察表，計(jì)算出封閉環(huán)精度。3）當(dāng)計(jì)算得出的封閉環(huán)超出公差時(shí)，提前進(jìn)行分析預(yù)判是否會(huì)導(dǎo)致相關(guān)裝配外觀不良并進(jìn)行實(shí)車儀裝確認(rèn)。4）根據(jù)實(shí)車儀裝狀態(tài)確定超差點(diǎn)是否需要改善。若實(shí)車裝配OK，列為風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，持續(xù)跟蹤變化趨勢，如無惡化，可暫時(shí)不做改善;若實(shí)車裝配NG，則應(yīng)該馬上調(diào)查原因，并進(jìn)行對策改善。（2）運(yùn)用實(shí)例：尾門尺寸監(jiān)察表。

7 結(jié)束語

通過本文學(xué)習(xí)，可以了解尺寸鏈如何在汽車制造過程中運(yùn)用。通過尺寸鏈在前期設(shè)計(jì)階段的公差校核，品質(zhì)培育階段的問題解析，以及品質(zhì)維護(hù)階段的質(zhì)量監(jiān)控，有助于精致白車身的打造和維護(hù)，此外，還有助于尺寸鏈本身的推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉亮，張杰，喬濤.簡析汽車白車身尺寸開發(fā)與控制[J].時(shí)代汽車，2019（05）：127-129.