车身件尺寸控制技术应用研究

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1、车身件尺寸控制技术应用研究上海拖拉机内燃机有限公司褚卫东（主审论文）摘要：现代汽车大多为承载式车身，底盘、发动机、变速箱等关键总成均直接安装在车身上，安装这些动力总成的车身前后纵梁等总成尺寸必须精准且稳定，实际生产中，影响车身件尺寸的因素非常多，有效的产品设计控制、工装设计控制、工艺设计控制、尺寸测量等技术可以较好地控制零件尺寸质量。关键字：车身件尺寸控制前言现代汽车大多为承载式车身，底盘、发动机、变速箱等关键总成均直接安装在车身上，这就要求安装这些动力总成的车身前后纵梁等总成尺寸必须精准且稳定，如何控制实际生产中

2、影响尺寸精度及稳定性的因素非常重要。本文就产品设计控制、工装设计控制、工艺设计控制、尺寸测量等方面对车身件尺寸控制进行研究阐述，以达到有效控制车身件尺寸质量的目的。正文一．车身件尺寸要求。20世纪90年代初，丰田汽车车身制造提出将车身尺寸的CII指数控制在2MM之内，并形成提高车身尺寸的产品设计、工艺工装控制、生产过程控制的体系，提高了车身质量、提高了产品竞争力，美国GM汽车等公司在此基础上逐步开展了“2MM工程计划”，2mm工程在车身制造领域的应用已被认为是汽车制造企业是否在车身尺寸控制方面达到国际先进水平的衡量

3、标准，实际情况是随着整车厂高效率生产的要求，允许的尺寸偏差越来越小，尺寸合格率越来越高，增加了针对关键总成装配的硬点合格率100%合格的要求。表一:某主机厂车身件尺寸要求趋势尺寸项目1999年W-CAR2000年S-CAR2004年L-CAR2008年E-CAR2009年D-CAR2010年3082012年E182012年G60匹配面±0.9±0.7±0.7±0.9±0.7±0.7±0.9±0.5匹配孔±0.9±0.7±0.7±0.9±0.7±0.7±0.9±0.5硬点（100%合格）N/AN/AN/AN/AN/A

4、N/A±0.7±0.58我们以车身件中最典型零件前纵梁总成为例,其上部安装发动机支架及变速箱支架，下部安装前悬架支架，前部安装前保险杠，中部匹配前围板，后部匹配前地板及侧围A柱等等，其中发动机支架、变速箱支架、前悬架支架等安装点结构刚性很强（俗称硬点），尺寸超差将导致无法安装，所以对尺寸精度及波动要求很高，要求尺寸100%合格及尺寸波动在1/3公差带之内。图（1）：车身件前纵梁总成主要安装匹配要求零件尺寸质量评价时常用过程能力指数进行评价，该指数数值越大，过程能力指数是表示过程能力满足过程质量标准（公差、工序质量规

5、格）要求程度的量值。常用的过程能力指数有Cp、Cpk、Cpm，以SGM为例，尺寸要求为：Cpk>1.67时，顾客满意。1.33≤Cpk≤1.67时，顾客基本满意，生产件批准后，从开始生产后需保证Cpk>1.33。Cpk<1.33时，必须优先进行过程改进并形成纠正措施，直到Cpk>1.33。要提高过程能力指数Cpk，需要：提高精度，实际超差平均值尽可能位于规范区间的中央（设计规范名义值，一般为零），通常关于尺寸精度质量常用有车身几何质量指数（IQG值）和尺寸符合率（DAR）控制。减小波动，应使每组测量数据的极差尽可能

6、小，趋向于零，车身尺寸的稳定性进行目前可用6σ符合率或稳定性符合率这一指标来衡量，σ越小越好，（著名的2mm工程即：6σ≤2mm）。二．车身件尺寸控制技术。8影响车身件尺寸精度及波动的因素非常多，通过多年对提高尺寸合格率及稳定性的研究，梳理产品零件、工装、尺寸的关系，形成了基于三归零技术的尺寸控制体系，不断优化产品、工装、工艺要求及控制实物质量，可较好地提升尺寸精度及稳定性，我们需要对以下方面进行控制：设计控制：主要有特殊特性控制、MCPR控制、孔径公差控制等。特殊特性控制要求对客户产品进行特殊特性分析，识别尺寸硬

7、点、重要匹配尺寸，编制特殊特性清单，将这些重要尺寸落实到模具、检具、焊接夹具工艺及工装设计中。MCPR控制是指为确保总成零件符合图纸要求及车身实际装配需求，根据零件在总成中的匹配关系及总成在车身的装配情况制定匹配（MC）要求，对客户产品进行匹配分析，对重要匹配区域进行公差分配，形成一定匹配间隙，避免焊接匹配干涉。图（2）MCPR设计控制孔径公差控制是指对客户产品孔径进行梳理控制，统一模具、夹具、检具定位孔、检测孔、凸焊孔、装配孔孔径，形成冲压件检具控制模具生产的冲压件尺寸，总成检具控制焊接夹具生产的总成件尺寸的尺寸

8、控制关系，焊接完成后的总成能顺利在总成检具上进行检测。工装控制：主要有模具控制、夹具控制、检具控制等。模具控制要求首先是在模具设计阶段即体现产品设计公差分配要求，在模具设计及数控加工中充分考虑偏差方向及回弹因素，这样可以提高冲压件首次出件的尺寸合格率、减少修模次数、缩短修模/焊接夹具的调整周期，快速达到焊接后总成尺寸在公差内及波动小的要求，可以采用的技术有: