白車身開發(fā)過程中的焊接精度控制探討

黃亞輝 莫潔初

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使人們的生活水平和生活質(zhì)量不斷提高，人們的出行方式也發(fā)生了很大變化，汽車已經(jīng)成為了人們出行的代步工具。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車的質(zhì)量和安全性已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，而在白車身的開發(fā)過程中，其焊接精度的控制對于汽車的質(zhì)量和安全性有著重要的作用。一般來說，對白車身的焊接精度進(jìn)行有效控制可以有效保證車身的質(zhì)量，保證整車的性能以及裝配效果。文章就對白車身在開發(fā)過程中的焊接精度控制進(jìn)行深入分析與探討。

關(guān)鍵詞：白車身；開發(fā)；焊接精度；控制

白車身在焊接過程中容易出現(xiàn)偏差，其主要原因是在裝配的過程中，由于零部件的耦合、公差的積累以及傳播等因素致使白車身在焊接過程中出現(xiàn)偏差，當(dāng)然，可以通過控制檢具、夾具以及模具的精度來有效控制公差積累，從而達(dá)到對白車身偏差的有效控制。一般而言，白車身匹配的精度都會有相應(yīng)的規(guī)定值，如果超過其規(guī)定值，不僅會影響汽車的生產(chǎn)節(jié)拍，還會影響汽車產(chǎn)品的成本以及汽車制造的質(zhì)量。汽車行業(yè)競爭日趨激烈，汽車制造商要想在激烈的市場競爭中保持優(yōu)勢地位，必須要保證白車身的質(zhì)量，并在白車身開發(fā)過程中有效控制焊接精度[1]。

1 白車身設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效控制

白車身在開發(fā)過程中，必須要有效控制車身設(shè)計(jì)的質(zhì)量。首先是主斷面的設(shè)計(jì)報(bào)告，在車身的設(shè)計(jì)中，主斷面發(fā)揮著重要的作用，能夠檢驗(yàn)焊接的可行性，對總成件彼此之間的裝配關(guān)系以及白車身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效確定。主斷面初步設(shè)計(jì)的完成是以Base Market車型的逆向3D數(shù)據(jù)以及公司的數(shù)據(jù)資料庫為依據(jù)，并結(jié)合專家的具體經(jīng)驗(yàn)，從而確定《主斷面初步設(shè)計(jì)報(bào)告》。一般在設(shè)計(jì)工程中，在對相關(guān)件的結(jié)構(gòu)或工藝進(jìn)行調(diào)整時(shí)，出現(xiàn)了偏差，必須要嚴(yán)格按照《主斷面初步設(shè)計(jì)報(bào)告》的流程來進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員不能擅自偏離其報(bào)告；在完成3D數(shù)模之后，要以《主斷面初步設(shè)計(jì)報(bào)告》為基礎(chǔ)，對零件截取斷面的相應(yīng)部位進(jìn)行檢測，認(rèn)真分析偏離數(shù)據(jù)，對主斷面的定義進(jìn)行修改或更改設(shè)計(jì)方案，使得發(fā)布的三維數(shù)模具有科學(xué)性[2]。其次是設(shè)計(jì)硬點(diǎn)報(bào)告，設(shè)計(jì)硬點(diǎn)是對白車身各個(gè)安裝點(diǎn)的3D坐標(biāo)進(jìn)行確定，對安裝點(diǎn)結(jié)合面的中心坐標(biāo)進(jìn)行選擇，從而有效控制白車身安裝點(diǎn)的設(shè)計(jì)。再次就是參考點(diǎn)系統(tǒng)——RPS，白車身在設(shè)計(jì)過程中，車身關(guān)鍵控制點(diǎn)就是RPS，它能有效保證零部件尺寸的穩(wěn)定，RPS是車身設(shè)計(jì)的依據(jù)，貫穿于白車身制造的各環(huán)節(jié)，RPS的設(shè)計(jì)能把白車身總成檢測控制點(diǎn)以及焊接夾板的夾持控制點(diǎn)有效統(tǒng)一，從而保證車身的工藝和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的一致性，其保白車身的質(zhì)量。最后就是品質(zhì)基準(zhǔn)書，雖說三維數(shù)模能夠直接用于模型制造，但對零件的公差以及功能信息無法準(zhǔn)確反映，而品質(zhì)基準(zhǔn)書能夠制定公差，明確相關(guān)信息，為白車身鈑金件模具的制造提供依據(jù)。

2 沖壓件尺寸誤差的有效控制

對沖壓件尺寸誤差進(jìn)行有效控制，主要是以白車身鈑金件模具制造為基礎(chǔ)，在前期工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要合理布局設(shè)計(jì)模具和制件，加強(qiáng)其控制，保證沖壓件的質(zhì)量。沖壓件尺寸誤差的有效控制表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是沖壓件設(shè)計(jì)的精度控制，設(shè)計(jì)人員要以《主斷面初步設(shè)計(jì)報(bào)告》為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能對結(jié)構(gòu)和工藝隨意改動，過程開發(fā)人員要仔細(xì)驗(yàn)證和評審易出問題的零件部位，并不斷引進(jìn)3DCS等新技術(shù)，分析和驗(yàn)證零件部位，同時(shí)建立尺寸工程控制體系來有效控制公差，如果結(jié)果零件的尺寸要求高，可以對其采用整體沖壓件，從而減少車身的裝配誤差，避免焊接變形。二是對成型沖壓件的精度控制，一般回彈會影響沖壓件的形狀，為了提高結(jié)果零件的精度，可以在沖壓件成型時(shí)，進(jìn)行有限元數(shù)值的模擬實(shí)驗(yàn)，并預(yù)測回彈的結(jié)果進(jìn)而修改模具。三是對沖壓件生產(chǎn)過程的精度控制，為了有效控制沖壓件的精度，必須要有效控制檢測手段，一般的日常檢測是采用檢具來進(jìn)行檢測工作，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)采取措施有效預(yù)防，但值得注意的是，在沖壓件生產(chǎn)的過程中，必須要保證沖壓工藝的參數(shù)，這樣可以有效控制沖壓件的質(zhì)量[3]。

3 公差的有效分配

公差的有效分配包括三個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)依據(jù)，在設(shè)計(jì)前期，要先制定公差的階段，以廠家提供的零件加工和裝配能力為依據(jù)，進(jìn)行多方論證分析，從而確定白車身各零件匹配的公差，保證相關(guān)尺寸的穩(wěn)健設(shè)計(jì)。二是建立尺寸工程控制體系，有效開展尺寸公差的管理，一般在尺寸工程中對產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)時(shí)，必須要以產(chǎn)品為對象進(jìn)行分析，如定位基準(zhǔn)、定位優(yōu)化、裝配順序以及加工與裝配的公差等分析工作，同時(shí)分析產(chǎn)品外觀間隙面差控制、評價(jià)等尺寸公差，從而有效保證最終形成的產(chǎn)品能夠得到客戶的認(rèn)可，尤其是在產(chǎn)品關(guān)鍵功能部位的尺寸以及產(chǎn)品的外觀上，如果偏差較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零件就不能順利裝配，產(chǎn)品外觀將不美觀，影響產(chǎn)品銷量。三是3DCS三維尺寸控制體系，在對公差進(jìn)行有效分配時(shí)，可以充分利用3DCS等公差仿真軟件，以此對公差的早期數(shù)字進(jìn)行有效驗(yàn)證，3DCS公差仿真軟件可以有效支持模、夾、檢設(shè)計(jì)制造，支持車身的調(diào)試，使車身制造更為精致。

4 焊接夾具的有效控制

對焊接夾具進(jìn)行有效控制，就是要保證焊接夾具設(shè)計(jì)的合理性以及使用的穩(wěn)定性。首先在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)方面，焊接夾具的定位基準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、產(chǎn)品裝配基準(zhǔn)這三者要相重合，從而避免因基準(zhǔn)不同而引起的尺寸誤差問題，這樣可以簡化裝配協(xié)調(diào)的關(guān)系，有效控制焊接夾具的裝配精度，保證夾具定位機(jī)構(gòu)的一致性，以此提高車身的焊接精度。其次在制造精度方面，在設(shè)計(jì)夾具精度制造時(shí)，必須要達(dá)到相關(guān)要求，車身在試生產(chǎn)前要先調(diào)試夾具，對夾具的焊接精度進(jìn)行檢驗(yàn)，并評定夾具與零件的協(xié)調(diào)性。再次就是在裝配精度方面，一般車身在焊接時(shí)容易發(fā)生形變，這會導(dǎo)致裝配孔、工藝孔以及裝配面的尺寸出現(xiàn)偏差，因此必須要用夾具對這些部位進(jìn)行嚴(yán)格控制，有效保證與車身匹配相關(guān)零件的尺寸精度，與此同時(shí)，還要考慮零部件的熱處理以及生產(chǎn)維護(hù)。最后就是在離線檢測方面，白車身焊接時(shí)，會磨損焊接夾具，對車身的焊接質(zhì)量造成負(fù)面影響，因此在車身制造過程中，必須要進(jìn)行離線檢測，對車身焊接總成進(jìn)行檢測，并分析其檢測的數(shù)據(jù)，判斷焊接的穩(wěn)定性，利用三坐標(biāo)來檢測車身硬點(diǎn)，分析車身的合格率。

5 焊接變形的有效控制

有效控制焊接變形，首先要選擇適合的設(shè)備，機(jī)器人焊接可以使焊點(diǎn)均勻，點(diǎn)焊順序穩(wěn)定，有效提高焊接速度；而中焊焊機(jī)可以對特殊工位的焊接進(jìn)行操作。其次是有效控制工藝，產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)，必須要制定明確的工藝文件，并嚴(yán)格按照工藝文件的標(biāo)準(zhǔn)控制，最后是控制焊接參數(shù)，嚴(yán)格控制焊接工藝的參數(shù)，尤其是焊接電壓、電流以及電機(jī)電壓等。

6 結(jié)束語

白車身作為汽車零部件的載體，其質(zhì)量關(guān)系著汽車的安全性和可靠性，因此在白車身的開發(fā)過程中，需要嚴(yán)格控制各工序，并對其進(jìn)行綜合分析，來有效控制焊接的精度，提高白車身的焊接精度。

參考文獻(xiàn)

[1]武萬斌，李保安，高鳳武，等.白車身開發(fā)過程中焊接精度控制[J].汽車工程師，2012，3：41-43.

[2]陳媛媛，徐浩，魏慶豐.白車身焊接誤差原因及控制方法[J].汽車與配件，2014，23：66-69.

[3]李昊，付景海，王亞旭，等.一種高精度白車身焊接臺車的設(shè)計(jì)研究[J].汽車工業(yè)研究，2014，8：61-62.