白車身前臉安裝點Y向尺寸控制分析

段如東

摘 要：根據(jù)內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)的特點，結(jié)合具體的某種車型，對影響白車身前臉Y向尺寸的主要因素進(jìn)行了分析梳理，提供了解決白車身三坐標(biāo)測量前臉安裝點Y向尺寸的具體方法和思路。

關(guān)鍵詞：非模塊化前艙結(jié)構(gòu)；前臉Y向尺寸；三坐標(biāo)測量

1 前言

邁克爾·戈德海伯（Michae lH.Goldhaber）在《注意力購買者》的文章里提到“獲得注意力就是獲得一種持久的財富”，現(xiàn)在有了更形象的描述：眼球經(jīng)濟(jì)——別人越關(guān)注你，你就越能活得自在。電視需要眼球，只有收視率才能保證電視臺的經(jīng)濟(jì)利益；網(wǎng)站更需要眼球，只有點擊率才是網(wǎng)站價值的集中體現(xiàn)；汽車也需要眼球，只有消費者樂意購買，汽車廠家才能生存發(fā)展。如今汽車也走上了拼顏值的道路。前臉，正是一輛汽車的顏值擔(dān)當(dāng)，也是顧客重要關(guān)注區(qū)域，做好前臉尺寸匹配對汽車廠商尤為重要。良好的裝配源于穩(wěn)定的車身尺寸，前臉安裝點Y向尺寸涉及影響因素多，偏差因素復(fù)雜，需要系統(tǒng)進(jìn)行分析。

2 前艙類型

前臉零件在車體前艙進(jìn)行裝配，在前艙上布置各個零件安裝點。前艙根據(jù)集成程度，由可分為模塊化和非模塊化結(jié)構(gòu)。如圖1所示，為傳統(tǒng)白車身非模塊化前艙結(jié)構(gòu)，前艙由各個零件拼焊而成，在不同零件上布置不同總裝件安裝測點，前艙模塊拼焊完成后，由裝配車間負(fù)責(zé)對前臉各個零件再進(jìn)行裝配調(diào)整，本文針對該結(jié)構(gòu)形式展開討論尺寸控制方法。

隨著汽車行業(yè)發(fā)展，模塊化設(shè)計與供貨已經(jīng)成為一大趨勢，模塊化設(shè)計不僅能使系統(tǒng)集成性更高、尺寸更精準(zhǔn)、裝配更便利，更可以提高工程設(shè)計能力，降低生產(chǎn)成本，如圖2、圖3所示。

3 尺寸偏差因素

白車身前臉尺寸控制難點，在于各個安裝點Y向尺寸偏差控制。前臉搭接結(jié)構(gòu)特點，決定了各安裝點三個方向控制難易程度。零件安裝點X、Z向均可通過工裝定位進(jìn)行調(diào)整，而Y向零件安裝點在前大梁拼焊后，以大梁Y向搭接面為基礎(chǔ)依次搭接疊加，尺寸鏈長、偏差累積大，因此Y向尺寸是前臉尺寸控制的關(guān)鍵。如圖4、圖5所示。

而前臉Y向偏差原因，主要有：

1.前臉零件Y向搭接區(qū)域的零件精度差；

2.前臉在Y方向搭接的對接結(jié)構(gòu)多，存在零件失效偏移積累，偏差無法消除；

4 尺寸偏差控制方法

4.1 搭接結(jié)構(gòu)優(yōu)化

對整個前艙Y向搭接方式，應(yīng)盡量減少Y向零件搭接數(shù)量，減少尺寸偏差積累；同時在偏差積累不可避免安裝點，應(yīng)設(shè)置長孔及工裝糾偏。如下圖所示，某對標(biāo)SUV車型前臉Y向為積木式搭接結(jié)構(gòu)且無糾偏長孔，不利控制Y向尺寸，如圖6所示。而豐田從結(jié)構(gòu)及后續(xù)糾偏均在設(shè)計上進(jìn)行了考慮，為后續(xù)制造奠定基礎(chǔ)，如圖7所示。如圖8所示對兩款車型前臉Y向尺寸控制進(jìn)行對比。

4.2 零部件關(guān)鍵控制點

對前臉零件Y向搭接面，零件匹配面應(yīng)嚴(yán)格做合圖紙要求。前臉Y向尺寸偏差，受零件搭接面精度影響，任何一個零件搭接面型面不合，均影響到安裝點尺寸。因此，為保證制造過程中尺寸一致性、穩(wěn)定性，應(yīng)將前臉?biāo)婕暗剿辛慵向搭接面納入供應(yīng)商重點監(jiān)控內(nèi)容。

零件Y向搭接在拼焊后，會存在應(yīng)力釋放現(xiàn)象。對于安裝點與搭接部位距離較長的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該分析零件焊接后應(yīng)力釋放導(dǎo)致安裝點偏差的情況，為保證安裝點最終符合要求，可根據(jù)安裝點偏差情況對零件做偏公差進(jìn)行控制。

某款車型前大燈Y向開口寬度在焊接完成開夾后，由于應(yīng)力釋放，比關(guān)夾狀態(tài)下寬了約3mm，如圖9所示。為解決該問題，將大燈下部搭接部位支架Y方向往車內(nèi)做偏公差，解決焊接后應(yīng)力釋放問題，如圖10所示。

4.3 焊接工藝優(yōu)化

對于多層鈑金Y向搭接結(jié)構(gòu)，可通過優(yōu)化焊點順序提高Y向尺寸穩(wěn)定性。如下圖11所示，輪罩外板與加強(qiáng)板在有Y向和Z向兩個方向搭接，為了優(yōu)先保證翼子板支架零件上測點Y向尺寸，可以在焊接輪罩外板與加強(qiáng)板時，先焊接Z向焊點，固定加強(qiáng)板Y向尺寸后，再焊接Y向焊點。某SUV車型，在優(yōu)化焊接順序后，翼子板支架上大燈安裝點Y向尺寸穩(wěn)定性得到顯著提升。

4.4 焊接夾具優(yōu)化

對前臉Y向尺寸波動大的安裝點，零件尺寸難以控制，又無法通過焊接工藝優(yōu)化改善時，對這些高風(fēng)險的安裝點，需要在后工序增加Y向糾錯工裝，保證安裝點Y向尺寸。

如圖12所示，某SUV車型由于前大梁及輪罩外板零件Y向搭接面長期無法做合檢具，導(dǎo)致翼子板安裝點Y向尺寸波動大，通過在后工序增加Y向糾錯工裝，極大提高安裝點Y向尺寸。

4.5 先進(jìn)工藝運用

隨著汽車行業(yè)發(fā)展，白車身的制造不斷往智能化方向發(fā)展。前臉Y向尺寸，難免會存在波動大的安裝區(qū)域，對于這些波動大區(qū)域的安裝點，可通過引進(jìn)先進(jìn)工藝進(jìn)行控制，例如機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用：通過計算前臉區(qū)域不穩(wěn)定安裝點相對位置，在后工序完成沖孔加工，保證前臉安裝點相對位置關(guān)系，消除尺寸偏差，保證正常零件裝配質(zhì)量，如圖13所示。

5 結(jié)束語

白車身前臉Y向尺寸涉及影響因素多、復(fù)雜，需要從研發(fā)設(shè)計、供應(yīng)商及后續(xù)制造部門等各部門協(xié)同合作，綜合分析，而不能簡單講問題歸咎與某個單一因素。本文從設(shè)計到量產(chǎn)后的制造過程控制提供了一些方法借鑒，為白車身尺寸控制提供了一些思路和建議。