汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配尺寸控制

汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配尺寸控制作者：文/譚剛來(lái)源：《時(shí)代汽車(chē)》2018年第3期摘要：通過(guò)CMM三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備監(jiān)控車(chē)身定位尺寸，通過(guò)設(shè)計(jì)、工裝、焊接工藝進(jìn)行車(chē)身尺寸的優(yōu)化；通過(guò)沖壓模具以及門(mén)蓋型面預(yù)變形及包邊質(zhì)量控制確保門(mén)蓋型面，以及通過(guò)安裝工具確保裝配位置的穩(wěn)定性。有效地提高了轎車(chē)車(chē)門(mén)裝配質(zhì)量。關(guān)鍵詞：轎車(chē)；車(chē)門(mén)；裝配位置；CMM；預(yù)變形1引言對(duì)于汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)境的今天，客戶對(duì)感官質(zhì)量需求越來(lái)越高。轎車(chē)車(chē)門(mén)裝配質(zhì)量會(huì)影響轎車(chē)風(fēng)噪聲、防水性、車(chē)門(mén)關(guān)閉力以及轎車(chē)外觀等性能，影響顧客的直接感官體驗(yàn)，故車(chē)門(mén)裝配質(zhì)量也隨之要求越愛(ài)越高。而汽車(chē)車(chē)門(mén)和車(chē)身配合涉及到多種不同鈑金件沖壓、焊接成型，涉及到多個(gè)零件尺寸搭配，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，尺寸波動(dòng)性極大，很容易在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生裝配質(zhì)量問(wèn)題。本文結(jié)合轎車(chē)實(shí)際生產(chǎn)，針對(duì)車(chē)身整車(chē)尺寸、車(chē)門(mén)型面尺寸、以及車(chē)門(mén)裝配等方面作為突破口，提升車(chē)門(mén)裝配尺寸的穩(wěn)定性。2影響車(chē)門(mén)裝配的主要因素車(chē)門(mén)的裝配的配合關(guān)系主要是車(chē)門(mén)之間、以及車(chē)門(mén)與側(cè)圍、之間的配合關(guān)系。因此，影響車(chē)門(mén)裝配尺寸的主要因素有三種：（1）白車(chē)身的尺寸偏差。白車(chē)身的尺寸偏差主要是側(cè)圍Y向、以及側(cè)框?qū)挾绕睢?cè)圍鉸鏈定位偏差等因素影響；（2）車(chē)門(mén)尺寸偏差。車(chē)門(mén)尺寸偏差主要是型面影響段差、車(chē)門(mén)輪廓偏差影響配合間隙。（3）車(chē)門(mén)安裝調(diào)試過(guò)程產(chǎn)生的偏差。車(chē)門(mén)安裝調(diào)試過(guò)程產(chǎn)生偏差的主要原因是安裝工具合理性以及維護(hù)不當(dāng)造成。3白車(chē)身尺寸偏差控制白車(chē)身尺寸的日常監(jiān)控主要通過(guò)CMM三坐標(biāo)測(cè)量完成，一般車(chē)身精度要求1.2mm以內(nèi)，對(duì)于車(chē)門(mén)安裝所涉及的定位點(diǎn)則會(huì)定位為關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)，車(chē)身精度要求會(huì)加嚴(yán)到Imm以內(nèi)。以包容車(chē)門(mén)、裝配造成的誤差。公差過(guò)嚴(yán)，則容易造成質(zhì)量控制成本過(guò)度浪費(fèi)。白車(chē)身尺寸誤差產(chǎn)生原因很多。大致歸類(lèi)下來(lái)，主要有以下三種：3.1設(shè)計(jì)不合理。目前許多制造行業(yè)推行PPI設(shè)計(jì)面向制造，產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)很大程度決定了后期工藝性能的好壞。整車(chē)的外觀、強(qiáng)度與沖壓工藝性、焊裝工藝性以及裝配工藝性會(huì)存在一定的沖突，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)做整體考慮。原則上，在尺寸復(fù)雜部位，在工藝允許上，應(yīng)該盡量減少零件，采用整體件的形式，以達(dá)到減少尺寸鏈輸入。設(shè)計(jì)之初也應(yīng)該考慮鈑金搭接之間的避讓以及多層板料搭接導(dǎo)致的錯(cuò)位、錯(cuò)孔。在滿足強(qiáng)度前提，也可以降低板料厚度，減少?zèng)_壓變形；以及減少焊點(diǎn)數(shù)量，以減少焊接導(dǎo)致的變異。3.2工裝夾具不合理

工裝夾具使保證焊接精度的最主要因素。夾具設(shè)計(jì)制造以及過(guò)程維護(hù)，都會(huì)影響到尺寸的變異。3.2.1夾具設(shè)計(jì)及制造。夾具設(shè)計(jì)制造是否合理的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是能否保證定位可靠、精度是否足夠、是否方便裝配和焊接，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)。根據(jù)基準(zhǔn)重合原理，應(yīng)選取重要的裝配孔、工藝孔和裝配面作為基準(zhǔn)定位。并且，工裝之間應(yīng)保證繼承性，即關(guān)鍵定位點(diǎn)應(yīng)保證一致。由于車(chē)身零件大部分為鈑金件，因此在部分剛性較差的零件，或者沖壓型面不穩(wěn)定的零件，應(yīng)采取過(guò)渡定位方式約束零件尺寸。部分剛性很大、已經(jīng)定型了的，復(fù)雜的型面，則應(yīng)減少輔助定位，避免導(dǎo)致過(guò)渡定位引起的干涉，比如前后大梁的定位在焊接強(qiáng)度和尺寸確保之后，后續(xù)的焊裝夾具應(yīng)減少輔助定位，避免主要定位無(wú)法起作用的情況出現(xiàn)。是節(jié)剝星留是節(jié)剝星留3.2.2工裝維護(hù)及調(diào)整。焊接工裝夾具在使用一定時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)磨損甚至松動(dòng)的情況。特別是目前國(guó)內(nèi)的汽車(chē)廠工裝夾具所用材料強(qiáng)度保證不足，這種情況出現(xiàn)較為頻繁。夾具的精度主要依靠日常夾具TPM管理。以及定期采用測(cè)量臂進(jìn)行校準(zhǔn)，一般涉及到零件定位的拼臺(tái)，會(huì)定義為關(guān)鍵拼臺(tái)進(jìn)行校對(duì)工作，要求的精度也會(huì)更高。3.3焊接變形焊接導(dǎo)致尺寸變異在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中很難去估計(jì)，并且手工焊接和機(jī)器人焊接差異較大。一般來(lái)說(shuō)，焊接過(guò)程應(yīng)該嚴(yán)格按照工藝要求的位置、順序、數(shù)量進(jìn)行焊接，以保證焊接變形的穩(wěn)定和一致性。另外，機(jī)器人焊接的焊點(diǎn)軌跡應(yīng)盡量避免對(duì)零件的拉扯。4車(chē)門(mén)型面影響車(chē)門(mén)型面尺寸的日常監(jiān)控采用門(mén)蓋檢具，使用間隙測(cè)量卡尺或者Gapgum進(jìn)行測(cè)量。輔以CMM、白光掃描等措施進(jìn)行分析，車(chē)門(mén)型面監(jiān)控公差一般控制在0.75mm以內(nèi)。車(chē)門(mén)的型面偏差主要受到車(chē)門(mén)沖壓零件回彈、以及包邊過(guò)程應(yīng)力所致。沖壓件的回彈的原理是因?yàn)榻饘僭诔尚瓦^(guò)程中的應(yīng)力釋放以及金屬?zèng)]有充分塑性產(chǎn)生的。為解決沖壓件回彈，常常需要綜合考慮拉延的壓邊力與拉延、整形深度等，從而采取合理的工藝補(bǔ)充，讓零件回彈到數(shù)模理論狀態(tài)。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，沖壓件完全消除回彈的影響難度非常大，這個(gè)時(shí)候，就需要車(chē)身拼焊方面的工藝作為彌補(bǔ)措施，目前車(chē)身車(chē)門(mén)拼臺(tái)主要采取的是預(yù)變形的手段，即采用過(guò)定位方式，使零件反向變形，以達(dá)到理想的型面效果。包邊機(jī)也會(huì)對(duì)門(mén)蓋的型面產(chǎn)生一定的影響，尤其是在包邊壓力不均勻的情況下，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力變形。目前國(guó)內(nèi)主流的包邊方式有液壓分體式包邊、伺服電機(jī)包邊、機(jī)器人輥邊、以及一體式液壓包邊。一體式液壓包邊由于壓力均衡穩(wěn)定，包邊質(zhì)量相對(duì)也更穩(wěn)定，目前國(guó)內(nèi)主流較好的汽車(chē)廠均采用這種包邊模式。5車(chē)門(mén)裝配工具偏差影響車(chē)門(mén)安裝工具的定位、對(duì)安裝尺寸影響往往也很大。因此車(chē)門(mén)安裝工具必須是穩(wěn)定的、可靠的，且應(yīng)該是需要定期維護(hù)的。安裝工具目前有四種形式。(1)簡(jiǎn)易式的安裝工具，只是輔助限制車(chē)門(mén)上下位置，方便安裝，此工具，簡(jiǎn)單、實(shí)用、但控制門(mén)內(nèi)間隙的能力較弱，需要輔助的定內(nèi)間隙的定位塊，可以滿足一般使用要求(2)手推車(chē)式安裝工具。特點(diǎn)是比較好看，可以一定程度上控制門(mén)內(nèi)間隙、容易磨損，受地面、人工經(jīng)驗(yàn)等條件影響較大，不容易控制精度，后期維護(hù)很難跟上(3)懸掛式安裝工具。不容易操作、但比手推式的精度稍高，制作麻煩，成本高(4)組合式安裝工具。特點(diǎn)是極大地避免了車(chē)門(mén)鉸鏈的定位誤差系統(tǒng)，車(chē)門(mén)鉸鏈扭矩可以穩(wěn)定控制，車(chē)門(mén)內(nèi)間隙可以準(zhǔn)確地保證，弱點(diǎn)是設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。目前，大部分汽車(chē)廠家主要是采取的是組合式安裝工具或者懸掛式安裝工具。6結(jié)語(yǔ)為了確保轎車(chē)車(chē)門(mén)裝配尺寸，這里針對(duì)白車(chē)身提出7CMM測(cè)量，同時(shí)通過(guò)零件設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)及維護(hù)、焊接工藝等三方面進(jìn)行闡述白車(chē)身尺寸穩(wěn)定的主要方法。車(chē)門(mén)型面的穩(wěn)定性在于控制好沖壓型面的穩(wěn)定性，以及后期采取適當(dāng)?shù)姆聪蜃冃芜M(jìn)行控制。車(chē)門(mén)裝配方式上應(yīng)要確保車(chē)門(mén)安裝的可靠性、穩(wěn)定性，盡量避免后期調(diào)動(dòng)，其中也介紹了目前汽車(chē)廠常用的四種裝配工具。參考文獻(xiàn)：張以柱，陳