第一讲 整车尺寸工程概述 .pptx

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第一讲整车尺寸工程概述 内外饰品质行驶性能达成异响运动件功能达成密封性……内饰间隙、断差、平行度、对齐度白车身尺寸精度四轮定位参数整车密封间隙发动机及悬置装配硬点位置偏差玻璃升降系统尺寸一致性……整车尺寸公差集成控制外饰间隙、断差、平行度、对齐度装配件尺寸精度卡扣、卡箍等尺寸配合尺寸结构设计（关联结构、搭接、对接。。。）统一基准、特殊公差、GD&T、零件精度汽车制造是一项系统工程，其中尺寸控制更为系统，确保设计环节的合理和生产阶段科学的尺寸偏差管理，是整车尺寸精致工艺保证的重中之重。冲压、铸造、机加、注塑、焊接、夹具、装配、检测、变形、涂装、总装？汽车生产的每个环节，都会产生尺寸偏差问题前言1整车尺寸偏差问题的来源 前言2汽车尺寸工程控制的核心内容整车尺寸公差集成 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究按照范畴进行分类：整车级尺寸白车身级尺寸系统级尺寸部件/零件级尺寸按照功能进行分类：外观尺寸功能性能尺寸功能装配尺寸功能评价尺寸功能按照制造环节进行分类：总装装配环节焊接装配环节冲压、机加、注塑工艺环节供应商环节研究整车尺寸功能属性的意义在于：将整车的尺寸属性进行分类剖析，基于功能需求，筛选出其中的关键尺寸、重要尺寸、一般尺寸，并找出最根本的应对方法。（整车尺寸功能属性研究的对象主要是公差） 定义：间隙、断差、平行度、对齐度、对称度、R角、尺寸缺陷敏感度定义：行驶性能（外倾角、后倾角、前束灯）、运动性能（玻璃升降、座椅滑动等）、密封性能、重要的人机尺寸等定义：无外观及性能要求的装配，仅需保证一般层面的装配可行性和一致性定义：从外观、性能、装配尺寸中选取的，用于制造过程评价的尺寸功能_外观尺寸属性功能_性能尺寸属性功能_装配尺寸属性功能_评价尺寸属性一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究 详细定义：用户可以用感官觉察到的，可以进行车与车之间横向对比的外观尺寸；即所有裸露在外表面的分缝区域特征，涉及到间隙、断差、平行度、R角、对称度、对齐度等，是外观精致工艺的核心内容。外观尺寸属性解读为：第一层面上：造型优雅，能够被大多数人喜爱，具有艺术气质的外形本体，无分缝是最完美的；第二层面上：基于工程实际，需要分缝，基于制造工艺，会产生尺寸缺陷。第一层面是先天的，第二层面是后天的，如何在先天与后天获得平衡，最终实车呈现出来的是一个外观尺寸能够被大多数人接受，并在同级别车型中处在领先地位,这是每个汽车主机厂必须面对和系统解决的问题。一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究外观尺寸属性定义 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究外观尺寸属性定义尾端外观尺寸前端外观尺寸侧面外观尺寸IP区域外观尺寸门板区域外观尺寸 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究外观尺寸属性定义整车所有的分缝区域都要进行间隙断差尺寸偏差控制，控制的标准各不一致，主要由该区域特征的功能属性确定。外观尺寸属性具体包含：1、特征可视性及视觉频次2、尺寸缺陷敏感度及不可接受程度3、行业的整体水平及要求 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究外观尺寸属性定义关联的零件或总成尺寸保证环节翼子板零部件制造前大灯零部件制造前保险杠零部件制造格栅零部件制造前罩焊接总成（带铰链）主机厂自制件（冲压、焊接）徽标零部件制造前档玻璃零部件制造顶盖装饰条零部件制造天窗总成零部件制造车身焊接总成主机厂环节（冲压、焊接）…案例 部位间隙平行度断差平行度R角(包边角)前大灯（与）翼子板YYYYY保险杠（格栅）Y/NY/NY/NY/NY前罩Y/NY/NY/NY/NY翼子板（与）前罩YYYYY前门YYYYY前大灯YYYYY保险杠YYYYY前罩（与）翼子板YYYYY保险杠（格栅）Y/NY/NY/NY/NY前大灯Y/NY/NY/NY/NY保险杠（格栅）（与）翼子板YYYYY前大灯Y/NY/NY/NY/NY前罩Y/NY/NY/NY/NY前挡玻璃（与）车身侧围YYY/NY/NY车身顶盖YYY/NY/NY前罩装饰件YYY/NY/NY天窗顶盖YYYYY顶盖装饰条车身YYY/NY/NY前雾灯（与）保险杠Y/NY/NY/NY/NY/N…备注：上述外观尺寸明细为典型部位，部分部位间隙、断差及平行度、R角要求与造型相关。一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究外观尺寸属性定义案例 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究性能尺寸属性定义案例详细定义：1、法规项：如大灯灯节角距可调范围，由四轮定位参数等决定的四轮定位影响的跑偏量；2、用户不可容忍项：玻璃升降故障，漏水，进灰；3、用户严重关注项：雨刮异响、刮不干净，车门开关困难、发卡、抖动，发动机抖动，座椅滑动困难，由密封问题引起的风燥，钣金总装件干涉问题引出的车身异响。性能尺寸属性解读为：第一层面上：基本功能都能实现；第二层面上：安静，抖动小，驾驶平顺，主观感觉惬意；第一层面是必保的，第二层面是需全力改进的的。。。。。 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究性能尺寸属性定义案例 四轮定位性能尺寸倾角（CAMBER）：减小车辆行驶时轮胎接地面积降低行驶阻力。前束（TOEIN）：修正车轮倾角造成左右两轮偏离正常行驶轨迹的行为。转向轴主销后倾角（CASTER）:车辆直行与方向盘自动回正都依赖于它。四轮定位性能尺寸作用主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、前束角、包容角、推进角及磨擦半径等。1、方向转向沉重、发抖2、跑偏、不正、不自动复位；3、轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损；4、驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉，行驶中转向盘不正或行车方向的跑偏现象。四轮定位相关的性能尺寸对性能的影响一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究性能尺寸属性定义案例后倾角：（即主销轴线与Z轴夹角在XZ平面上的投影）；内倾角:（即主销轴线与Z轴夹角在YZ平面上的投影）；外倾角:（即车轮平面在YZ面上的投影线的波动引起的偏角） 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究性能尺寸属性定义案例（一）、玻璃升降器性能尺寸对玻璃升降性能的影响：1、玻璃升降异响；2、机托架断裂3、玻璃升降时，玻璃晃动量大4、玻璃脱槽 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究装配尺寸属性定义底盘的装配：电器的装配：内外饰的装配：闭合件的装配：部件的装配：装配的分类： 一、汽车尺寸工程研究的内容1.1整车尺寸功能属性研究小结白车身是所有装配件（外观件、电器件、部件、闭合件、底盘件、内饰件）装配的载体，因此白车身的边界尺寸是整车外观尺寸属性能否实现的基础。白车身的边界尺寸包含：基于全局基准下的车身装配特征要素的绝对尺寸偏差、要素之间功能尺寸偏差基于局部基准下的车身装配特征要素的相对尺寸偏差、要素之间功能尺寸偏差尽可能缩短每处的尺寸链链环数量。尺寸链链环典型构成如下：零件A匹配特征公差过程中间环零件B匹配特征公差++可以是基于车身全局基准下的车身装配特征要素之间功能尺寸链环可以是基于车身局部基准下的车身装配特征要素之间功能尺寸链环也可以装配工艺工装尺寸链环过程中间环越短，数量级越小越好 一、汽车尺寸工程研究的内容1.2汽车尺寸工程研究的内容工作目标目标之一：确保整车内外观尺寸精致工艺的顺利达成（DTS)目标之二：确保白车身尺寸公差目标的顺利达成（白车身尺寸精度）目标之三：确保整车各子系统尺寸控制目标的顺利达成（安全、法规、功能、装配、工艺等） 一、汽车尺寸工程研究的内容1.2汽车尺寸工程研究的内容工作内容（流程） 一、汽车尺寸工程研究的内容1.2汽车尺寸工程研究的内容工作内容（流程） 一、汽车尺寸工程研究的内容1.2汽车尺寸工程研究的内容核心工作内容整车内外观间隙断差尺寸公差设计(DTS)整车DTS的公差可行性分析（产品结构、工艺工装策略、基准及公差策略等）白车身尺寸控制点及功能尺寸公差设计白车身尺寸控制点及功能尺寸可行性分析尺寸同步工程分析（SE）及尺寸链验证（含偏差仿真分析）零部件基准(RPS)及公差设计（GD&T)测量系统设计与实施（检具明细及方案审查、功能检具、测量支架等）整车、白车身、零部件尺寸测量点设计样车及试生产阶段整车、白车身、零部件尺寸培育（尺寸管理） 一、汽车尺寸工程研究的内容1.3汽车尺寸工程的重要性汽车是一项系统工程，由成千上万个零部件经过复杂的制造工艺制造而成，其中尺寸控制更为系统，确保设计环节的合理和生产阶段科学的尺寸偏差管理，是整车尺寸精致工艺保证的重中之重。汽车尺寸工程是一项系统工程，也是一门基础工程学科。尺寸工程的系统开展可以在造型、产品、工艺设计阶段规避大量的尺寸缺陷风险，确保设计的稳健性和可靠性，降低制造工艺要求和成本，同时运用先进的尺寸偏差管理手段，可以帮助我们有效甄别投产阶段整车、白车身、零部件的尺寸偏差问题，有效识别关键的尺寸偏差源，提高解决尺寸缺陷问题的效率。风险避免风险管理设计与开发阶段投产与制造阶段 尺寸工程是支撑精致工艺的基础工程领域，是一项系统的工程，国外的汽车公司通过漫长的造车历程已经系统掌握。国外汽车企业现阶段没有庞大的尺寸工程部门，因为尺寸工程已经体系化，体现在流程、标准、规范、数据库及工程师的技术素养等各个环节中。尺寸工程是机械制造业由作坊式走向现代化的重要标志之一，也是中国国内汽车制造业同欧美日韩的主要差距之一。汽车的尺寸工程主要体现为：外观尺寸公差的控制、性能尺寸公差的控制、装配尺寸公差的控制，在主机厂层面以外观尺寸公差及白车身精度作为主要的评价对象。汽车尺寸工程主要与下列活动相关：造型设计-基于尺寸缺陷敏感度的感知质量控制工程化设计-结构设计、基准策略及尺寸形位公差设计工艺设计-工艺策略设计、尺寸链控制制造过程尺寸质量控制-工装开发、尺寸检测与评价国外尺寸工程能力发展历史国外汽车企业（通用、福特等）研发板块现阶段专职尺寸工程师较少，系统及零部件级的尺寸公差设计均由产品工程师完成，尺寸工程师的主要职责是整车级外观尺寸、性能尺寸及装配尺寸的集成和风险控制。一、汽车尺寸工程研究的内容1.3汽车尺寸工程的重要性 二、国内汽车尺寸工程领域的现状和发展趋势2.1国内现状目前，国内汽车企业尺寸业务可分为两种模式：1、合资企业模式：数据库支持：工程师经验丰富，整车尺寸开发（设计）一次设计对程度较高，产品图质量高；平台化支持：产品设计及工艺开发形成模块化，尺寸设计环节风险较低；本土化尺寸控制团队强大：结合中国汽车制造综合环境及供应商质量管理能力，所有合资主机厂在试生产及投产启动阶段尺寸管控手段齐全（含机构、人员配置等）。2、自主品牌模式：数据库支持：未形成有效的尺寸开发（设计）数据库，产品图质量差，尺寸设计风险非常多；平台化支持：平台化、模块化未形成，典型的产品结构、工艺策略、尺寸控制策略未有效形成；投产启动阶段：缺乏系统的尺寸管理体系。自主品牌模式一：全盘逆向（照抄），无尺寸开发过程，产品差强人意，“不改也错，小改大错”；自主品牌模式二：全盘委外（造型、工程化、工艺开发）；自主品牌模式三：正向开发，尺寸的正向开发遭遇体系瓶颈（如管理体系、供应商体系等）。 二、国内汽车尺寸工程领域的现状和发展趋势2.1国内现状尺寸工程控制自主品牌现状福特、通用、大众、丰田等尺寸精细化设计整体情况：正在起步整体情况：体系成熟1、造型家族化正在起步2、平台化、模块化、经典结构（工艺）应用处在早期3、整车尺寸公差集成设计体系（含公差验证）正在搭建4、零部件2D图（GD&T）精细化设计正在推动1、造型家族化实施完成2、平台化、模块化、经典结构（工艺）应用基本形成3、整车尺寸公差集成设计体系（含公差验证）已经完善（上世纪90年代末期）4、零部件2D图（尺寸公差）信息完善，可实现全球化投产尺寸精益管理整体情况：粗放式整体情况：精益管理1、基于2D图开展工装工艺开发意识不强（如还是基于3D数据开模，零件生产出来后再基于实际情况修模）2、生产线规划、工艺规划未很好与整车尺寸开发目标匹配3、工厂环节尺寸管理团队零散，未有效实施分级、闭环管理，没有尺寸精度持续监控、提升机制4、供应商、工厂内部尺寸偏差数据追溯性不强5、SPC没有严格开展（尺寸过程一致性控制）1、严格基于零部件2D图开展工装开发2、严格基于整车尺寸公差目标开展工艺开发3、工厂有完善的尺寸管理团队4、应用先进的尺寸测量设备（白光、在线三坐标）及尺寸偏差数据追踪管理5、严格按照TS16949体系要求开展SPC过程一致性控制 二、国内汽车尺寸工程领域的现状和发展趋势2.1国内现状项目评价指标国外先进国内（实际达到）备注以整车外观尺寸为例容易保证区域（门盖）间隙（制造偏差）±0.5~±0.8±0.8~±1.2门盖设计间隙国外已经达到3~3.5mm,国内自主品牌仍维持在4~5mm的水平断差（制造偏差）±0.5~±0.8±0.8~±1.2平行度0.5~0.60.8~1.0不容易保证区域（大灯）间隙（制造偏差）±0.8~±1.0±1.0~±2.0断差（制造偏差）±0.8~±1.0±1.0~±2.0平行度0.8~1.01.0~2.0精致工艺的差距:设计能力的差距:造型家族化、结构模块化、工艺标准化、尺寸链标准化 二、国内汽车尺寸工程领域的现状和发展趋势2.2发展趋势产品开发：造型家族化、结构模块化、工艺标准化，健全的整车尺寸精度集成设计体系，确保设计环节整车尺寸公差目标的达成；尺寸管理：主机厂-供应商多位一体的尺寸控制管理体系，覆盖零部件、白车身、整车各层级的尺寸精益管理，确保尺寸精致工艺的达成。国际趋势国内趋势尺寸工程集成控制基于整车尺寸控制的车型平台已经搭建完善，只针对改款车进行局部尺寸工程分析，验证全新的结构及工艺策略处在平台建设早期，基于整车尺寸控制开展尺寸工程集成能力处在起步阶段，无平台化或模块化尺寸工程分析思路及能力。重中之重：建立基于正向开发的整车尺寸公差集成设计能力！大量培养具备全过程尺寸控制技能的专职尺寸工程控制工程师！ 回顾：尺寸工程的研究内容是什么？——通过设计、调整与尺寸相关的定位结构、公差分配、以及配合面的结构，协调造型、工程设计，制造公差、工艺能力、成本、检验和制造工装，减少生产过程中的设计变更。——在工程化阶段完成单件至整车的装配仿真，找出影响装配、性能和外观的误差源，并提供优化方案，实现用最低的成本生产出客户满意的产品。二、国内汽车尺寸工程领域的现状和发展趋势2.3小结