汽车车门装配尺寸控制

汽车车门装配尺寸控制作者：文/谭刚来源：《时代汽车》2018年第3期摘要：通过CMM三坐标测量设备监控车身定位尺寸，通过设计、工装、焊接工艺进行车身尺寸的优化；通过冲压模具以及门盖型面预变形及包边质量控制确保门盖型面，以及通过安装工具确保装配位置的稳定性。有效地提高了轿车车门装配质量。关键词：轿车；车门；装配位置；CMM；预变形1引言对于汽车行业竞争日益激烈的环境的今天，客户对感官质量需求越来越高。轿车车门装配质量会影响轿车风噪声、防水性、车门关闭力以及轿车外观等性能，影响顾客的直接感官体验，故车门装配质量也随之要求越爱越高。而汽车车门和车身配合涉及到多种不同钣金件冲压、焊接成型，涉及到多个零件尺寸搭配，结构复杂，工艺性差，尺寸波动性极大，很容易在实际生产中产生装配质量问题。本文结合轿车实际生产，针对车身整车尺寸、车门型面尺寸、以及车门装配等方面作为突破口，提升车门装配尺寸的稳定性。2影响车门装配的主要因素车门的装配的配合关系主要是车门之间、以及车门与侧围、之间的配合关系。因此，影响车门装配尺寸的主要因素有三种：（1）白车身的尺寸偏差。白车身的尺寸偏差主要是侧围Y向、以及侧框宽度偏差、侧围铰链定位偏差等因素影响；（2）车门尺寸偏差。车门尺寸偏差主要是型面影响段差、车门轮廓偏差影响配合间隙。（3）车门安装调试过程产生的偏差。车门安装调试过程产生偏差的主要原因是安装工具合理性以及维护不当造成。3白车身尺寸偏差控制白车身尺寸的日常监控主要通过CMM三坐标测量完成，一般车身精度要求1.2mm以内，对于车门安装所涉及的定位点则会定位为关键测点，车身精度要求会加严到Imm以内。以包容车门、装配造成的误差。公差过严，则容易造成质量控制成本过度浪费。白车身尺寸误差产生原因很多。大致归类下来，主要有以下三种：3.1设计不合理。目前许多制造行业推行PPI设计面向制造，产品初始设计很大程度决定了后期工艺性能的好坏。整车的外观、强度与冲压工艺性、焊装工艺性以及装配工艺性会存在一定的冲突，因此在设计过程中应做整体考虑。原则上，在尺寸复杂部位，在工艺允许上，应该尽量减少零件，采用整体件的形式，以达到减少尺寸链输入。设计之初也应该考虑钣金搭接之间的避让以及多层板料搭接导致的错位、错孔。在满足强度前提，也可以降低板料厚度，减少冲压变形；以及减少焊点数量，以减少焊接导致的变异。3.2工装夹具不合理

工装夹具使保证焊接精度的最主要因素。夹具设计制造以及过程维护，都会影响到尺寸的变异。3.2.1夹具设计及制造。夹具设计制造是否合理的标准应是能否保证定位可靠、精度是否足够、是否方便装配和焊接，在此基础上，应尽量简化夹具结构。根据基准重合原理，应选取重要的装配孔、工艺孔和装配面作为基准定位。并且，工装之间应保证继承性，即关键定位点应保证一致。由于车身零件大部分为钣金件，因此在部分刚性较差的零件，或者冲压型面不稳定的零件，应采取过渡定位方式约束零件尺寸。部分刚性很大、已经定型了的，复杂的型面，则应减少辅助定位，避免导致过渡定位引起的干涉，比如前后大梁的定位在焊接强度和尺寸确保之后，后续的焊装夹具应减少辅助定位，避免主要定位无法起作用的情况出现。是节剥星留是节剥星留3.2.2工装维护及调整。焊接工装夹具在使用一定时间后，会出现磨损甚至松动的情况。特别是目前国内的汽车厂工装夹具所用材料强度保证不足，这种情况出现较为频繁。夹具的精度主要依靠日常夹具TPM管理。以及定期采用测量臂进行校准，一般涉及到零件定位的拼台，会定义为关键拼台进行校对工作，要求的精度也会更高。3.3焊接变形焊接导致尺寸变异在实际生产过程中很难去估计，并且手工焊接和机器人焊接差异较大。一般来说，焊接过程应该严格按照工艺要求的位置、顺序、数量进行焊接，以保证焊接变形的稳定和一致性。另外，机器人焊接的焊点轨迹应尽量避免对零件的拉扯。4车门型面影响车门型面尺寸的日常监控采用门盖检具，使用间隙测量卡尺或者Gapgum进行测量。辅以CMM、白光扫描等措施进行分析，车门型面监控公差一般控制在0.75mm以内。车门的型面偏差主要受到车门冲压零件回弹、以及包边过程应力所致。冲压件的回弹的原理是因为金属在成型过程中的应力释放以及金属没有充分塑性产生的。为解决冲压件回弹，常常需要综合考虑拉延的压边力与拉延、整形深度等，从而采取合理的工艺补充，让零件回弹到数模理论状态。但是，在实际生产过程中，冲压件完全消除回弹的影响难度非常大，这个时候，就需要车身拼焊方面的工艺作为弥补措施，目前车身车门拼台主要采取的是预变形的手段，即采用过定位方式，使零件反向变形，以达到理想的型面效果。包边机也会对门盖的型面产生一定的影响，尤其是在包边压力不均匀的情况下，会导致应力变形。目前国内主流的包边方式有液压分体式包边、伺服电机包边、机器人辊边、以及一体式液压包边。一体式液压包边由于压力均衡稳定，包边质量相对也更稳定，目前国内主流较好的汽车厂均采用这种包边模式。5车门装配工具偏差影响车门安装工具的定位、对安装尺寸影响往往也很大。因此车门安装工具必须是稳定的、可靠的，且应该是需要定期维护的。安装工具目前有四种形式。(1)简易式的安装工具，只是辅助限制车门上下位置，方便安装，此工具，简单、实用、但控制门内间隙的能力较弱，需要辅助的定内间隙的定位块，可以满足一般使用要求(2)手推车式安装工具。特点是比较好看，可以一定程度上控制门内间隙、容易磨损，受地面、人工经验等条件影响较大，不容易控制精度，后期维护很难跟上(3)悬挂式安装工具。不容易操作、但比手推式的精度稍高，制作麻烦，成本高(4)组合式安装工具。特点是极大地避免了车门铰链的定位误差系统，车门铰链扭矩可以稳定控制，车门内间隙可以准确地保证，弱点是设计较为复杂。目前，大部分汽车厂家主要是采取的是组合式安装工具或者悬挂式安装工具。6结语为了确保轿车车门装配尺寸，这里针对白车身提出7CMM测量，同时通过零件设计、工装设计及维护、焊接工艺等三方面进行阐述白车身尺寸稳定的主要方法。车门型面的稳定性在于控制好冲压型面的稳定性，以及后期采取适当的反向变形进行控制。车门装配方式上应要确保车门安装的可靠性、稳定性，尽量避免后期调动，其中也介绍了目前汽车厂常用的四种装配工具。参考文献：张以柱，陈