整車匹配檢具的形式作用及與零件檢具的差異

丁煥強

（上海通用汽車有限公司）

整車尺寸匹配分析工具，有的汽車主機廠稱之為車身主模型，有的稱之為整車匹配檢具（TAC）。由于TAC上有零件的標(biāo)準安裝點，可滿足95%以上內(nèi)外飾零件的模擬裝車。當(dāng)某零件裝上TAC后，通過與TAC上的模擬塊（零件模擬件）或與其他零件匹配狀態(tài)的分析，可有效地辨析出車身尺寸、零件尺寸、總裝裝配工藝及工程設(shè)計問題，因此TAC現(xiàn)已在國內(nèi)多個主機廠開發(fā)使用。雖然各主機廠開發(fā)的TAC功能和形式不相同，但主要目的都是用于整車尺寸匹配問題的分析、解決及改進。在汽車行業(yè)內(nèi)，在TAC對零件尺寸的驗證、TAC的剛性、TAC結(jié)構(gòu)、作用和認識等方面有不同的理解和看法，文章從TAC對總裝工藝和工程設(shè)計問題驗證2個方面進行介紹，以供日后TAC設(shè)計參考使用。

1 某汽車公司使用的TAC形式及功能

1.1 TAC形式

某汽車公司使用的是內(nèi)外一體式TAC，根據(jù)不同車型，有三廂車內(nèi)外一體式TAC和二廂車內(nèi)外一體式TAC，如圖1和圖2所示。

圖1 三廂車內(nèi)外一體式TAC

圖2 二廂車內(nèi)外一體式TAC

1.2 TAC基本功能

TAC作為一臺標(biāo)準的車身，能滿足門蓋總成零件及95%以上的內(nèi)外飾零件的安裝，通過TAC上的模擬塊與零件尺寸匹配狀態(tài)的分析及零件與零件之間尺寸匹配狀態(tài)的分析，最終辨析出是零件質(zhì)量問題還是車身尺寸問題。

2 TAC對尺寸匹配認證工作帶來的變化

2.1 TAC引入前尺寸匹配認證工作的方式和方法

TAC引入前，零件裝車尺寸匹配評估是在白車身上進行，這種白車身是用交樣狀態(tài)的鈑金件在零部件匹配夾具上拼成，或是利用在線工裝制造并經(jīng)油漆后的車身，但這種狀態(tài)的車身都存在不足，因為車身的合格率低，零件安裝點和安裝面偏差也較大，對零件裝車評估結(jié)果有較明顯的影響，給內(nèi)外飾零件尺寸偏差分析帶來不利。

2.2 TAC的引入及尺寸匹配認證工作的變化

為準確辨析尺寸匹配問題，首先需將用于內(nèi)外飾零件安裝的車身標(biāo)準化，即需有一個接近理論值的車身，這就是把TAC引入尺寸匹配活動的緣由。TAC的引入把車身尺寸問題和內(nèi)外飾零件問題作了一個清晰的劃分，明確了匹配工作的關(guān)注點是在車身上還是在內(nèi)外飾零件上，使工作重心更為精準。

2.3 TAC具有多功能性

TAC功能較齊全，除個別二類總裝零件不能安裝評估外，其他內(nèi)外飾零件幾乎都能裝在TAC上進行評估，門蓋總成零件除有裝車方式定位外，還有圖紙上標(biāo)注的定位和門蓋外板定位功能。TAC上即可以實現(xiàn)某零件與其他零件之間的匹配驗證，還可以實現(xiàn)該零件與周邊配合模擬塊（模擬零件）的匹配驗證。

3 TAC的作用[1-2]

TAC是新車型項目尺寸匹配認證過程中，質(zhì)量問題“前四鉆”（正確的工藝、正確的工具、正確的零件、零件質(zhì)量）分析和對策驗證的重要工具，也是量產(chǎn)前期質(zhì)量工程師分析匹配問題使用率最為頻繁的工具。TAC除用于質(zhì)量問題“前四鉆”分析驗證外，還可以對工程設(shè)計問題進行分析和驗證。文章僅就正確的工藝、零件質(zhì)量（尺寸）及工程設(shè)計問題的分析和驗證進行論述。

3.1 TAC對正確的工藝驗證

案例1：側(cè)圍上的尾燈裝車工藝驗證。尾燈在尾燈支架上的2個打緊點是膠質(zhì)面簧片螺母，膠質(zhì)層厚2 mm，軟且極易壓縮，在螺釘打緊時，扭矩越大則膠質(zhì)層被壓緊量也越大，這是導(dǎo)致側(cè)圍上的尾燈和后蓋上的尾燈平整度超差原因之一。在TAC上可提前驗證工藝參數(shù)問題，在TAC上通過零件與周邊模擬塊比對就非常容易驗證。側(cè)圍上尾燈及安裝打緊點，如圖3所示。

圖3 側(cè)圍上尾燈及安裝打緊點示意圖

案例2：前大燈與前蓋間隙配合采用間隙塞規(guī)控制工藝驗證。前大燈第3打緊點是前后向槽孔，高低向定位，前后向可浮動，這個浮動量可調(diào)整前大燈和前蓋的匹配間隙。大燈在裝車時，根據(jù)匹配控制需要，即可選擇使用大燈安裝工裝，也可使用間隙塞規(guī)。采用安裝工裝，定位復(fù)雜且尺寸鏈長；而直接采用前大燈和前蓋之間的間隙塞規(guī)，尺寸鏈短，能更好地控制前大燈和前蓋之間的間隙，這種工藝在TAC上驗證是非常有效的，因為TAC上前大燈的對手件（前蓋）是一個理論值的模擬件，所以不用顧及車身和其他零件帶來的影響，可直接驗證間隙塞規(guī)控制工藝。圖4示出前大燈及打緊點。

圖4 前大燈及打緊點示意圖

3.2 TAC對零件質(zhì)量的分析和驗證

TAC是高精度的車身，TAC上零件定位面精度≤0.1 mm，安裝孔直徑的實際值比名義值大0.02 mm，位置度≤0.05 mm，模擬塊精度≤±0.15 mm，一致性≤0.15 mm，因此零件按照裝車工藝裝在TAC上后，通過與模擬塊匹配分析，能辨析出零件的質(zhì)量狀態(tài)。在TAC上進行零件質(zhì)量分析時，需結(jié)合零件圖紙要求、零件在檢具上測量結(jié)果及數(shù)模里的匹配關(guān)系，最終判定零件質(zhì)量是否符合裝車要求。

3.3 TAC對工程設(shè)計問題的驗證[3]

案例1：前后門中柱飾板配合間隙驗證。前后門中柱飾板用檢具測量結(jié)果合格，但裝上TAC后出現(xiàn)配合間隙不均勻的問題。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，零件在檢具上是精定位，而在TAC或白車身上所對應(yīng)的鈑金，其上下2個安裝孔直徑比飾板定位柱外徑大0.5 mm，經(jīng)檢查數(shù)模后發(fā)現(xiàn)，設(shè)計上存在0.5 mm的活動量，因此使得中柱飾板裝車匹配存在較大的活動量，導(dǎo)致配合間隙上下大小不均勻的缺陷，這是設(shè)計參數(shù)不當(dāng)帶來的匹配問題，所以TAC也是驗證和暴露設(shè)計問題的好工具。圖5示出前后門中柱飾板配合間隙。

圖5 前后門中柱飾板配合間隙示意圖

案例2：右側(cè)后尾燈定位驗證[4]。右側(cè)后尾燈圖紙上是過定位要求，尾燈后部3個前后向定位基準打緊點，前部1個六向定位基準卡緊腳（蘭色圈），根據(jù)圖紙要求在零件檢具上對這4個點進行精確的剛性定位，零件達到了精確穩(wěn)定的定位要求。但實際裝TAC或裝車，六向定位卡緊腳是插入塑膠質(zhì)定位件中進行定位，因為塑膠質(zhì)定位件有一定的彈性，不能起到剛性定位作用，后尾燈前端不能完全被束縛在理論位置，因此，后尾燈裝在TAC或車身上時，該點出現(xiàn)了匹配問題，也暴露了工程設(shè)計問題。后尾燈定位示意圖，如圖6所示。

圖6 后尾燈定位示意圖

4 TAC和零件檢具對同一個零件測量的差異

用TAC和零件檢具對同一個零件進行測量，兩者的測量值是有差異的。

4.1 TAC和零件檢具的性質(zhì)差異[4]

1）TAC主要是用于分析和驗證匹配問題。TAC上的內(nèi)外飾零件安裝點是按照車身鈑金數(shù)模設(shè)計和制造的，用于匹配的模擬塊是按照零件數(shù)模抽取其匹配面進行設(shè)計和制造的。零件在TAC上的安裝定位方式完全遵循總裝裝車工藝。

2）零件檢具是用于零件制造過程中對單個零件尺寸檢測和穩(wěn)定性控制的專用檢測工具，零件根據(jù)零件圖紙要求在檢具上進行精確穩(wěn)定定位。

3）零件在TAC和檢具上定位的物理條件是不一樣的，測量的基準塊形面也有差異。

4）零件在TAC的某些定位件是按照總裝工藝要求，選用相應(yīng)的定位件來定位的，這些定位件的強度和剛性與零件檢具上的定位結(jié)構(gòu)差異大，不能滿足精確且穩(wěn)定定位零件的要求。

4.2 TAC和零件檢具使用的測量工具差異

1）零件在TAC上的匹配測量，常規(guī)采用精度0.25 mm的間隙塞尺、面差百分表或階梯尺，但也會使用多關(guān)節(jié)臂進行更精確的測量。

2）零件在檢具上的測量，采用接觸式電子測量、非接觸式測量或通過0/3檢具檢測模擬塊用百分表、高精度（精度≤0.1 mm）檢測棒測量。

5 TAC的局限性

1）個別二類總裝零件是不能裝在TAC上驗證的，如輪罩內(nèi)襯，原因有兩方面：a.受到TAC的結(jié)構(gòu)和強度限制，不設(shè)計輪罩內(nèi)襯安裝空間和安裝點；b.輪罩內(nèi)襯在車身底部，屬第四視區(qū)，其安裝匹配面與配合零件搭接量大，極少出現(xiàn)匹配問題，且整車匹配標(biāo)準中通常也無考核要求。

2）個別內(nèi)飾板無模擬件，如前后門檻內(nèi)飾板和行李廂門檻飾板，原因有兩方面：a.這類飾板通常和對手件的搭接點是一個倒鉤，且配合區(qū)域是一個薄壁，注塑件倒鉤很容易實現(xiàn)。根據(jù)零件的安裝特性，倒鉤有一定的彈性，鋁質(zhì)模擬塊做不到這一點；b.即使在鋁質(zhì)模擬塊上設(shè)計了上述這個結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)也是一個鋼件且倒鉤無彈性，模擬件在裝入零件時，零件的安裝孔易被損壞，因是倒鉤，退出時模擬件無法退出。

6 結(jié)論

文章從TAC對總裝零件裝車工藝和工程設(shè)計問題的驗證作用進行了闡述，并總結(jié)出零件在TAC上表現(xiàn)出來的尺寸匹配問題，不能簡單地歸結(jié)于零件問題，要通過多方面分析，找出根本原因，從源頭上解決匹配問題。零件在檢具和TAC上測量結(jié)果的差異是客觀存在的，是測量工具及測量界面差異導(dǎo)致的，因此對測量結(jié)果差異需要有正確的認識。