汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程的質(zhì)量控制研究

林建輝

摘 要：在整車(chē)制造中，汽車(chē)車(chē)身制造是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。良好的車(chē)身質(zhì)量能夠顯著提升汽車(chē)的安全性、舒適度、美觀性及動(dòng)力性，但在車(chē)身制造過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生吃尺寸偏差，因此，采取有效方法加強(qiáng)車(chē)身制造過(guò)程的質(zhì)量控制至關(guān)重要。文章首先分析了汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中尺寸偏差的來(lái)源及影響，其次探討了汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程的質(zhì)量控制方法，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)車(chē)身；制造過(guò)程；質(zhì)量控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）18-0093-02

作為一個(gè)汽車(chē)品牌的象征與標(biāo)志，車(chē)身往往代表著該品牌汽車(chē)的開(kāi)發(fā)能力及水平。當(dāng)今時(shí)代，人們?cè)絹?lái)越注重整車(chē)品質(zhì)，特別是車(chē)身質(zhì)量。調(diào)查顯示，約41%的汽車(chē)質(zhì)量問(wèn)題來(lái)源于車(chē)身制造過(guò)程中的尺寸偏差，極大的降低了消費(fèi)者滿意度。因此，加強(qiáng)汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中的質(zhì)量控制，具有十分重要的意義。

1 汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中尺寸偏差分析

1.1 汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中尺寸偏差的來(lái)源

汽車(chē)車(chē)身一般是由大量的薄板沖壓零件在生產(chǎn)線上經(jīng)快節(jié)奏、大批量的焊裝而成，而且車(chē)體裝配又分為多個(gè)步驟、多個(gè)層次?？偠灾?，汽車(chē)車(chē)身制造工藝極為復(fù)雜，通常會(huì)涉及到眾多的中間環(huán)節(jié)，極大的增加了車(chē)身制造過(guò)程中尺寸偏差的控制難度。經(jīng)分析，尺寸偏差的產(chǎn)生原因主要有以下幾點(diǎn)：沖壓件尺寸偏差、焊接變形、夾具定位不穩(wěn)定以及操作工藝的影響。具體偏差來(lái)源，如圖1所示。

此外，新產(chǎn)品車(chē)身的制造過(guò)程階段包括試生產(chǎn)階段、啟動(dòng)生產(chǎn)階段、單班生產(chǎn)階段以及翻班生產(chǎn)階段。一般來(lái)講，階段不同，制造特點(diǎn)就會(huì)有所不同，因而車(chē)身質(zhì)量的影響因素也會(huì)有所差異。

1.2 汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中尺寸偏差的影響

一般來(lái)講，汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生尺寸偏差，其影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①降低車(chē)身密封性與舒適度，比如車(chē)窗尺寸偏差引發(fā)的風(fēng)噪聲；

②降低車(chē)身的操作性能，比如玻璃升降不順暢、兩蓋四門(mén)閉合困難；

③底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)飾及配套件等裝配不良；

④油漆、門(mén)窗、燈等表面質(zhì)量及縫隙平整度下降，比如車(chē)身前燈縫隙不均勻。

2 汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程的質(zhì)量控制方法

2.1 采用先進(jìn)的車(chē)身制造工藝

2.1.1 提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量

模具設(shè)計(jì)質(zhì)量與整車(chē)開(kāi)發(fā)周期及車(chē)身質(zhì)量之間有著直接緊密的關(guān)聯(lián)。一般來(lái)講，對(duì)于成功的模具設(shè)計(jì)而言，其基礎(chǔ)保障在于計(jì)算機(jī)輔助手段的應(yīng)用。汽車(chē)車(chē)身模具設(shè)計(jì)主要從工藝及結(jié)構(gòu)兩方面入手，在工藝設(shè)計(jì)中，首先要分析產(chǎn)品圖及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上確定整形模與成形模的關(guān)系、拉延筋位置及數(shù)量、工藝補(bǔ)充面、沖壓方向等相關(guān)工藝參數(shù)，從而使零件沖壓時(shí)產(chǎn)生的表面損傷、起皺、拉裂、回彈、壓邊力等問(wèn)題得到有效解決。

目前，我國(guó)的車(chē)身模具設(shè)計(jì)已形成了一套規(guī)范的操作體系，以確定的工藝參數(shù)為依據(jù)來(lái)決定模具部件的相關(guān)參數(shù)。此外，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段，有助于更好的預(yù)測(cè)，增強(qiáng)模具設(shè)計(jì)工作的精密性，有效避免后期模具制造過(guò)程中的手工修正。

2.1.2 改進(jìn)車(chē)身組裝工藝

鋼板是汽車(chē)車(chē)身零件的主要構(gòu)成材料，因而傳統(tǒng)的車(chē)身組裝大都會(huì)采取點(diǎn)焊工藝。但隨著科技的進(jìn)步，鋁合金已逐步應(yīng)用到車(chē)身材料中，此時(shí)點(diǎn)焊工藝已不再適合，基于這一點(diǎn)，汽車(chē)制造企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用一些新的車(chē)身組裝工藝，比如溶融焊接、機(jī)械聯(lián)接、壓接、摩擦攪拌聯(lián)接等。實(shí)踐證明，這些新型組裝工藝能夠產(chǎn)生與點(diǎn)焊工藝相當(dāng)甚至高于點(diǎn)焊工藝的聯(lián)接強(qiáng)度，車(chē)身組裝效果良好。

以機(jī)械聯(lián)接工藝下的自穿鉚接工藝為例，該工藝能夠?qū)Σ馁|(zhì)不同的金屬板件進(jìn)行聯(lián)接，而且不會(huì)對(duì)零件表面產(chǎn)生任何破壞，作業(yè)環(huán)境好，能夠產(chǎn)生較高的聯(lián)接強(qiáng)度，不會(huì)產(chǎn)生熱輻射、火焰及飛濺的火花；

當(dāng)然，該工藝也存在一些缺陷及不足之處，比如對(duì)設(shè)備專(zhuān)業(yè)性要求較高、聯(lián)接件表面不平整、鉚釘尾部比零件表面高、鉚釘輸送不方便等問(wèn)題。

2.1.3 加強(qiáng)車(chē)身表面分塊的合理化

合理的車(chē)身分塊對(duì)車(chē)身質(zhì)量的影響也是非常大的。條件允許的情況下，盡可能選用大體積甚至一體化的零件。

現(xiàn)階段，汽車(chē)整體頂蓋以及整體側(cè)圍在車(chē)身制造過(guò)程中都得到了普遍的應(yīng)用，所謂整體側(cè)圍是集成了傳統(tǒng)意義上分散制造的A、B、C柱，門(mén)檻、頂蓋邊梁及后翼子板，實(shí)現(xiàn)了零件的一體化。而對(duì)于車(chē)身其它部位的零件，也應(yīng)盡量采取一體化的設(shè)計(jì)方式。相比分塊組裝工藝，一體化結(jié)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)與組裝工藝能夠節(jié)省設(shè)計(jì)圖紙與相關(guān)費(fèi)用成本、提高車(chē)身焊裝尺寸及表面精度、提高管理效率，確保汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量得到有效的控制。

2.1.4 完善車(chē)身本體組裝工藝

現(xiàn)階段，我國(guó)大多數(shù)汽車(chē)制造業(yè)的車(chē)身焊裝線已實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的運(yùn)作模式，線上全部作業(yè)由機(jī)器人來(lái)操作，這種運(yùn)作模式提高了作業(yè)效率及質(zhì)量，提高了生產(chǎn)的安全性。特別是結(jié)合在線激光檢測(cè)系統(tǒng)，能夠顯著提高車(chē)身焊接的速度與精度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)身制造質(zhì)量的有效控制。

此外，隨著科技的快速發(fā)展，電動(dòng)工具會(huì)逐步取代原有的氣動(dòng)工具，相比氣動(dòng)工具，電動(dòng)工具噪音污染小，而且電動(dòng)工具受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)線作業(yè)狀況，提高車(chē)身組裝的準(zhǔn)確率，從而使車(chē)身制造質(zhì)量得到有效保障。

2.2 應(yīng)用以持續(xù)提高質(zhì)量為中心思想的“2 mm”工程

一般來(lái)講，化工、電子、機(jī)械等領(lǐng)域內(nèi)涉及到的任意一項(xiàng)工藝的過(guò)程監(jiān)控都可以采用工程過(guò)程控制法及統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制法。其中，工程過(guò)程控制原理是設(shè)定一個(gè)檢測(cè)量及控制界限，當(dāng)檢測(cè)量超越恒定的控制界限時(shí)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信息。比如，汽車(chē)車(chē)身上的測(cè)點(diǎn)結(jié)果在固定的公差范圍之外時(shí)，車(chē)身系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警提示。而統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制原理是以檢測(cè)量歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)當(dāng)前控制界限進(jìn)行計(jì)算，以此來(lái)判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。比如，以汽車(chē)車(chē)身測(cè)點(diǎn)歷史測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)繪制相應(yīng)的控制圖，以此查看系統(tǒng)狀態(tài)。通常情況下，這兩類(lèi)過(guò)程控制法能夠發(fā)揮明顯的功效，但是汽車(chē)車(chē)身制造工藝復(fù)雜程度極高，往往會(huì)產(chǎn)生上百個(gè)車(chē)身零件過(guò)程監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在很大程度上增加了車(chē)身制造過(guò)程狀態(tài)判定的難度。

基于此，上海通用結(jié)合車(chē)身制造特點(diǎn)，在汲取兩類(lèi)過(guò)程控制法優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)之上提出了“2 mm”工程過(guò)程控制方法，并取得了顯著的應(yīng)用效果。

“2 mm”工程的中心思想是車(chē)身尺寸質(zhì)量的持續(xù)改善，它要求車(chē)身尺寸關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的波動(dòng)范圍在2 mm以內(nèi)，該技術(shù)主要利用關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)（單個(gè)測(cè)點(diǎn)及整車(chē)測(cè)點(diǎn)）的6 σ值來(lái)評(píng)定車(chē)身尺寸的質(zhì)量，而且從持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)指數(shù)的曲線圖中可看出車(chē)身尺寸質(zhì)量的變化趨勢(shì)。

一般來(lái)講，車(chē)身測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集工作是由三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)負(fù)責(zé)完成的，但由于我國(guó)一些車(chē)企硬件設(shè)施條件受限，無(wú)法開(kāi)展頻次較高的采樣作業(yè)，因此，對(duì)于車(chē)身尺寸質(zhì)量穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作而言，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制方法并不適合。

目前，我國(guó)車(chē)身制造車(chē)間內(nèi)的車(chē)身尺寸質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)主要是“2 mm”工程。實(shí)踐證明，“2 mm”工程的應(yīng)用有助于車(chē)身制造過(guò)程中尺寸質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)身制造過(guò)程中良好的質(zhì)量控制。

3 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)與制造企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變汽車(chē)車(chē)身技術(shù)含量低這一傳統(tǒng)落后觀念，重視車(chē)身技術(shù)的引進(jìn)與研發(fā)，不斷改進(jìn)與完善車(chē)身制造與組裝工藝，加強(qiáng)汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程的質(zhì)量控制，最大程度的避免車(chē)身制造缺陷，增強(qiáng)車(chē)身安全性能及整車(chē)質(zhì)量，提升汽車(chē)品牌形象及消費(fèi)者滿意度，從而增強(qiáng)汽車(chē)企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的健康高效可持續(xù)發(fā)展。

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