汽车车身尺寸工程概述 2015年11月25日 广汽吉奥技术中心 广汽吉奥技术中心广汽吉奥技术中心 目录 第一章 前言 第二章 车身制造偏差的来源 第三章 尺寸工程定义 第四章 基准点系统 第五章 车身公差分配 第六章 SPC过程控制 广汽吉奥技术中心广汽吉奥技术中心 第一章 前言 近年来，世界知名汽车制造企业的国际性合并不断加剧着汽车市场的竞争，轿车车身制造 的尺寸偏差控制日益成为公益界和学术界的热点研究问题之一。 车身制造偏差是在全球汽车制造企业普遍存在的质量问题，它直接影响到轿车风噪声、密 封性、美观性、装配返修成本等；在产品开发阶段还可能因此延长新产品投放周期而增加设计 成本；甚至还会影响公司、品牌声誉。 目前，车身制造偏差的世界最好水平已经达到1.8mm（终端公差链）。然而，我国轿车车 身制造偏差还不够稳定，远远落后于世界先进水平。随着进口高档轿车进入中国国内市场，使 得消费者更加重视车身的制造质量，在此种情况下，开展车身制造偏差的研究就显得尤为迫切 。 广汽吉奥技术中心 4 第二章 车身制造偏差的来源 在设计或制造的每一个阶段都难以避免偏差的产生，从而导致实际生产得到的车身尺寸与设计值之间存在 着一定的偏差，按照车身开发制造的顺序，可将导致车身制造偏差的因素大体分为：与设计相关的设计偏差、 与车身零件制造相关的零件制造偏差、与车身装配过程相关的装配过程偏差。 车身制造偏差 零件制造偏差 设计偏差装配过程偏差 公差分配不合理 连接方式不合理 数据干涉 缝隙不合理 模具设计不合理 冲压工艺不合理 过程因素 人为因素 工具磨损 人为因素 焊接因素 工具设计不合理 广汽吉奥技术中心 5 通常的轿车车身装配涉及300500个薄板冲压零件，150250套夹具，70120个焊接、装配工位， 30006000个焊点，装配过程复杂，影响因素繁多。车身制造偏差形成的过程以车身焊接、装配过程为主线， 以偏差的产生和累计为辅线说明（下图）。因此，开展尺寸工程是控制偏差的必要手段。 车身装配过程及偏差累计 零件工位1 工位i 定位 夹紧 焊接 夹具释放 工位i+1 工位n 工位i+1 主线：焊接装配过程 辅线：偏差的产生与累积 零件 偏差 车身 设计 偏差 使用磨损 设计不合理 维护偏差 制造偏差 定位偏差夹块偏差焊枪偏差、焊点热效应 装配偏差 车身 制造 偏差 广汽吉奥技术中心 6 第三章 尺寸工程定义 车身尺寸工程是一个覆盖车身设计、零件制造和装配全过程的概念，包括概念设计阶段的配合间隙（ GAP/FLUSH）目标值的定义、零部件设计阶段的零部件定位方式和形位公差定义、制造装配阶段的装配偏差分 析等，从而进一步延伸并影响到零部件的模具设计、检具设计、夹具设计和测量方式等，因此，尺寸工程的实 施可以系统性地监控和改善车身制造质量。 车身尺寸工程的主要工作有：尺寸技术规范，通用基准定位策略，偏差分析、图纸制作、测量点图制作、 测量系统规划、匹配、测量数据收集及分析、持续改进。 研发系统重点工作：尺寸技术规范，通用基准定位策略，偏差分析、图纸制作、测量点图制作。 质保系统重点工作：测量系统规划、匹配、测量数据收集及分析、持续改进。 尺寸工程基本流程 广汽吉奥技术中心 7 第四章 基准点系统 车身尺寸工程是一个覆盖车身设计、零件制造和装配全过程的概念，包括概念设计阶段的配合间隙（ GAP/FLUSH）目标值的定义、零部件设计阶段的零部件定位方式和形位公差定义、制造装配阶段的装配偏差分 析等，从而进一步延伸并影响到零部件的模具设计、检具设计、夹具设计和测量方式等，因此，尺寸工程的实 施可以系统性地监控和改善车身制造质量。 基准体系是由基准面或基准孔构成，一般的刚体领进定位基准体系满足“3-2-1”定位原则，由于车身零件 薄板冲压易于变形，往往那个还需要一些辅助基准而采用“N-2-1”(N3)定位方法。无论采用何种定位原则， 只有当零件的模具、检具、夹具与零件设计的定位基准相一致时，才能统一由不同供应商开发的模具、检具、 夹具的定位基准及夹紧点位置，最大限度地降低因彼此基准不同导致的偏差。因此正确的、统一的定位基准设 计是尺寸工程的关键。 广汽吉奥技术中心 8 定位：限制刚体的6各自由度。 广汽吉奥技术中心 9 符合定位规则的“一面两销”方式。 Z Y n 优点： 可靠 容易实现 容易维护 n 缺点： 精度低 广汽吉奥技术中心 10 基准点：建立在汽车坐标系中的零件定位点X、Y、Z。 前轮轴 中心点 广汽吉奥技术中心 11 定位应用举例： 夹紧不等于定位 夹紧 定位 制造误差造成装配困难与一致性差 合理的定位系统保证了一致性 n 基准点系统是定位系统的具体体现 n 良好的基准点对产品一致性至关重要 n 汽车企业要有自己的基准点系统标准 n 基准点的使用贯穿了产品开发、制造、质量控制至售后服务全过程 n 适用所有零部件及工装设备 广汽吉奥技术中心 12 第五章 车身公差分配 1、原则： 依据产品外观和功能的要求，考虑知道系统的经济性和制造工艺能力，合理地给零部件分配公差。 2、适用范围： 适用于焊接、装配之前的所有零部件。 3、具体依据： u 以内外观间隙公差为依据； u 以产品功能要求为依据； u 以总体技术要求为依据。 公差的面类型：焊接面、铆接面、涂胶面、压合面 公差的孔类型：圆孔、方孔、腰孔、长孔、异形孔 广汽吉奥技术中心 13 4、确定哪些工作？ u 零部件的公差； u 模、夹、检具的公差。 5、公差分配流程 外观公差表 分析车身结构 可实现性？ 分解公差 设定零部件公差 设定模、夹、检具公差 YES NO 设定车身 公差 设定总成 公差 设定单件 公差 验收品质 基准书 验收品质 基准书 验收品质 基准书 设计制造 模具 设计制造 夹具 设计制造 检具 冲压焊装 检查 检查 NO NO 结束 YES 广汽吉奥技术中心 14 6、公差分配方法 2）极限法 概率法无法满足要求时；多用于要求极为严格的公差时 。 特点：考虑了测量系统的误差。 1）概率法 适用于指定单件或总成的公差值。 分配方式ABAB ABCABC 0.50.250.250.50.5 0.160.160.160.40.40.4 1.00.50.50.70.7 0.330.330.330.570.570.57 1.50.750.750.860.86 0.50.50.50.70.70.7 公 差 计 算 实 例 极 限 法 概 率 法 广汽吉奥技术中心 15 发盖 翼子板 下车身 发盖总成 翼子板 轮罩总成 轮罩 翼子板 发盖外板 发盖内板 概 率 法 公 差 设 定 实 例 发盖到翼子板： 间隙/面差1.0 发盖总成： 间隙/面差0.7 发盖内/外板、翼子板与轮罩： 间隙/面差0.5 广汽吉奥技术中心 16 第六章 SPC统计过程控制 SPC？ SQ9000五大工具之一，SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到改进与 保障质量的目的。 标准差（）与方差（） 过程能力指数Cpk UDL：上限；LDL：下限；：样本参数均值 广汽吉奥技术中心 17 广汽吉奥技术中心广汽吉奥技术中心 谢 谢！