胡磊

摘 要：轿车车身是整个轿车的重要组成部分，是整个汽车零部件的载体，轿车车身的制造质量和轿车的整体性能息息相关，目前国内外的轿车市场竞争己日趋白热化，努力提高车身制造技术水平，才能使自己的产品在市场上有较强的竞争力。本文主要探讨的是白车身尺寸偏差的原因，以及如何对白车身尺寸进行控制从而提高白车身尺寸精度。

关键词：车身尺寸；检测；控制

1.白车身尺寸偏差原因分析

汽车生产制造包括冲压、焊接、涂装和总装四大工艺。其中冲压和焊接为白车身的制造过程。白车身零件众多，曲面复杂，覆盖件的冲压工艺和焊接工艺难度较高，工艺质量不好控制，同时白车身的装配精度要求又非常高，要控制好轿车车身尺寸是非常困难的。

轿车车身开发和制造过程经过多个阶段，从数模到白车身的生产过程中，白车身尺寸偏差原因主要由以下几个方面：产品设计、零部件质量、焊接夹具质量、焊接变形、人为操作影响。

1.1产品设计

轿车车身开发过程中，产品设计尤为重要，设计质量的优劣决定了产品的固有质量。与车身质量有关的产品设计一般包括：车身结构三维数模的建立、模具设计、检具设计、夹具设计、工艺设计及规划等。

车身结构设计时，首先要对车身进行合理的分块，车身分块时要考虑零件的冲压工艺及模具设计，检具设计，还要分析车身的焊装工艺，焊点布置、夹具设计、焊装线规划等，以及后续的装配工艺、整车外观和性能，它们中任何一个不合理的设计，都会在后续的车身开发制造中产生不良影响，不利于车身质量的提高。

如何判断一个白车身工艺性的好坏？第一点，分析该白车身的结构是否有足够可进行分解焊接的工艺分离面。第二点，在冲压工艺和资金准备等条件允许的情况下，尽可能采用整体结构，减少钣金分块，特别对于精度要求高的结构和尺寸，焊接容易变形的结构或者尺寸尽量采用整体冲压。第三，冲压件的结构（强度和型面）设计、孔位（功能孔、工艺孔）设计以及件和件之间的焊接接头设计要合理。

1.2 零件尺寸偏差

所谓零件尺寸不合格是指零件实物尺寸和产品设计图纸不一致，即通常说的零件尺寸超差。汽车覆盖件大量应用高强度薄钢板，导致冲压件形状尺寸精度不良的问题也越来越多，毛坯在冲压成形过程中由于受到不均匀变形，零件局部尺寸与标准形面不能吻合，或者由于冲压工艺设计不合理，模具和钢板本身的质量问题，都会引起零件缺陷在实际的车身零部件制造过程中产生偏差。有时，对于某些零件非主要尺寸的尺寸偏差，在车身焊接时会产生一定影响的，我们可以在不影响车身质量的前提下适当地调整夹具，来消除对焊接的影响，但在很多情况下，我们是不能通过调整夹具就可以避免这些影响的。如果零件尺寸特别是主要尺寸不合格，就不能正确的在夹具上装夹，或者在装夹时零件形面和其他零件的形面不能很好的贴合，过渡不协调平顺，从而无法焊接，有时虽然零件可以装夹并焊接，但由于零件之间匹配协调不好，在夹具上用较大的压紧力强行把零件衔接在一起，使其可以点焊，但由于夹具的压紧力使零件之间产生了强制变形，必然会造成尺寸偏差。

1.3 焊接夹具质量

焊接夹具一般包含基板、定位装置和夹紧装置，有的夹具也包含旋转等一些辅助机构，将零件在夹具上定位夹紧、按照工艺进行焊接、卸下焊接组件就完成了一个焊接过程。要保证车身质量，在试生产前，夹具的安装和调试也非常重要，只有零件、夹具和实际操作匹配协调好之后，夹具才能正式验收使用。由于夹具使用频繁，使用过程中难免会发生偏移，磨损等现象，一旦夹具出现偏差，冲压件就会出现定位偏差，在焊接时必将扭曲变形，最终会导致整个车身装配误差。

1.4焊接变形

焊接误差造成的焊接变形一般很难进行定量的计算和确定，焊接变形量的获得是通过实际测量和理论分析相结合的方式获得的，理论分析是对变形的情况进行大致的定位分析，具体变形量的数值是进行实际试验测量获得。检验变形量所需的测量方法很复杂，针对不同部位和不同的焊接方案，不同的焊接顺序等等都是影响焊接变形的因素，我们都要进行具体的分析和实际测量。在数据出来后，我们可以通过对夹具进行精调后消除局部变形，从而减小部分焊接变形。但是很多焊接变形是不可能完全依靠调整夹具就能解决的，在焊接过程中，必须依靠合理的焊接工艺，选择适合的焊接方法，控制稳定的焊接规范，以减少焊接变形。

1.5操作影响

白车身的装焊或是冲压件的制造，都是有多个步骤，多个工序来完成的，从上一工序到下一工序，在取放过程中不可避免的会产生一定变形。另外由于操作者的熟练程度，是否严格按照操作规范末操作，都会产生随机性的制造误差，在实际生产中，我们要尽量避免这种随机误差。

2.白车身尺寸检测及控制方法

质量检测是质量控制的基础，目前在汽車生产中钢卷尺、游标卡尺、塞尺等简单的测量工具由于使用方便还在广泛应用；另外，专用检具及样板也是生产现场质量控制中不可缺少的工具，检具是针对特定的零件或总成来控制所有关键尺寸。三坐标测量机由于测量精准，目前在全世界各大汽车厂得到广泛的应用，随着在线测量技术的日趋完成，该种监控手段也逐步在生产领域采用。

2.1测量点检测及功能尺寸

车身检测是在零件或总成上选取一些能够反映产品尺寸信息的点进行测量，为了提高车身尺寸检测数据处理分析效率和控制管理水平引，德国大众汽车公司于90年代提出并推行了功能尺寸系统（Functional Dimension System，FDS）的概念。即“从一般产品制造尺寸中选择出那些能够反映产品的重要功能而必须保证的尺寸”。

2.2车身尺寸稳定性控制方法

2.2.1 车身稳定性的重要性

对于我们的车身尺寸控制（包括调试）来讲，稳定性比准确性更重要。比如说某个测量特性，它的测量结果表明它一直偏离正确位置10mm，怎么办？很容易解决，只需要调整夹具，调过来10mm；就算因特殊原因，不能调整夹具，那改冲压件也可以，会有立竿见影的效果。

如果一个测量特性，测量结果表明它在目标值的正负5mm之间波动，这个问题怎么办？通过调夹具能解决吗？通过更改冲压件能解决吗？

2.2.2 6σ理论

为了对车身尺寸的稳定性进行控制，我们引入6σ符合率或稳定性符合率这一质量指标。

σ是标准偏差，它反映的是特性的分散程度， σ越大，表示特性越不稳定。在我们车身尺寸中，就表示某个控制点不稳定。6σ就是σ的六倍。我们的目标：σ越小越好

σ实际运用中常用下面这个公式进行计算：

σ^2=[（x1-x）^2+（x2-x）^2+......（xn-x）^2]/（n） （x为平均数）

2.2.3 稳定性指标的评价方案

我公司目前采用过程能力指数（CP）来评价车身的稳定性。

过程能力指数，是评价过程处于稳定状态下的实际加工能力对满足产品设计质量要求（即公差）的保证程度。目前按照德国大众康采恩对功能尺寸最新的过程能力指数（CP）评价要求，通常用CP来表示。

CP：这是一个能力指数，是公差允许的最大变差与过程能力之比。该指数提供过程满足变差要求程度的一个度量。计算方法为：CP=T/6σ=（TU-TL）/6σTU：上公差TL：下公差

CP只与过程稳定性有关，与过程位置无关。

CP≥1.33 过程能力充分

1.00≤CP<1.33过程能力可接受

CP<1 过程能力不充分

这个时候我们就要从人、机、料、法、环、测多方面对CP值小于1的尺寸进行分析，找到其不稳定原因，然后制定整改措施，让CP值控制在1以上。整改后进行跟踪验证，直到确认该点已经稳定在1.33以上。

文章总结：目前我公司在车身尺寸稳定性除了普通点及功能尺寸点测量结果的合格率以外，已经逐步开展对稳定性进行系统的计算和控制。我所在部门作为车身尺寸控制的主要负责部门，需要在后续的工作中联合质保、产品、规划、生产车间等部门，系统开展尺寸稳定性控制相关业务，探索适合本公司的车身尺寸稳定性控制的方式和方法。