关于提高车身精度

关于提高车身精度重庆汽车学院一、背景车身精度与整车的外观、性能和密封关系密切流程不完善研发平台没有形成在研发的设计阶段投入太少车身甚至没有图纸

重庆汽车学院其特征是：产品的研发基本上依赖于设计公司、零部件供应商和系统配套商；工程化主要依靠模、检、夹具供应商；生产过程控制是移植或嫁接相近行业的过程控制手段。重庆汽车学院这种现状很不利于整车产品的品质和质量的提升。后果往往是车身精度达不到要求，产品品质培育期需要六个月甚至一年以上。这种局面的产生虽然有着客观上的历史原因，但是车企本身主观上对如何保证车身精度也有认识上的不足。

重庆汽车学院二、研发阶段定位系统精度要求冲压件的表面品质合理地分配公差合理地选择接合面

重庆汽车学院1、定位系统： 没有合理科学的定位系统，要保证单个冲压件、分总成和总成的精度是难以实现的。定位体系不仅在焊接车身时需要，在冲压件的生产和检验中也要用到。定位系统还要涉及到所有安装到车身上的零部件。换句话说，整车上的每个零部件相对于车身的位置必须是唯一的。只有这样才能保证他们的位置一致性。定位系统可以借鉴大众的RPS，也可以借鉴北美汽车工业普遍采用的GD&T体系。其效果都是一样的。

重庆汽车学院二、研发阶段定位体系精度要求冲压件的表面品质合理地分配公差合理地选择接合面

重庆汽车学院2、精度要求： 精度的设定的依据是外观和功能。精度定得过高，会增加制造成本；而精度定得太低，会影响整车的外观或性能。要给一个具有良好的成本性能比的精度。重庆汽车学院2、精度要求： 尺寸精度，1）如果要借用竞品车的精度要求，建议用统计测量的方法，来估计原车生产系统的工艺能力，从而导出原车的实际公差。2）车身上涉及到底盘系统的定位精度，要以底盘调校的结果或底盘设计的要求来制定。如果导致车身精度过高，就要考虑采用工装为底盘系统定位，而工装直接与车身主定位系统对接的方法来解决。当然也可以考虑采用“机加工”工艺。重庆汽车学院2、精度要求： 形状精度：凡是两个外观零件的交接区，都存在形状配合问题。为了避免由于形状精度高导致成本增加或成品率低的后果，在结构设计时，要尽量避免把互相配合的两零部件设计在同一个面上，而是故意设计出阶差或隔离缝隙，利用人的视觉差来弥补面与面之间的误差带来的外观缺陷。重庆汽车学院二、研发阶段定位体系精度要求冲压件的表面品质合理地分配公差合理地选择接合面

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首先车身外覆盖件表面，要满足A曲面的要求，但仅仅满足A曲面的数学定义还远远不够。还要考虑到外观、冲压件刚度和工艺性。因而要添加很多的限制条件。

外观：要多采用自由曲面，外凸光亮面等重庆汽车学院重庆汽车学院 冲压件刚度：避免采用过于平坦的外表面、保凸性不好的曲面，这种曲面，在成型过程中拉延不充分，工件的刚度和强度都没有保证，而且很容易出现下陷、松弛等现象。 工艺性：如果采用小曲率半径或尖角等变形超过或接近拉延极限的曲面，冲压件的形状和稳定性是难以保障的。 总之冲压件拉延不充分和过拉延都是不可取的。

重庆汽车学院 车门窗框外表面的例子

外凸表面修改后前门窗框断面侧围断面（A柱）侧围表面平坦表面原设计侧围断面（A柱）前门窗框断面侧围表面重庆汽车学院二、研发阶段定位体系精度要求冲压件的表面品质合理地分配公差合理地选择接合面

重庆汽车学院 4、合理地分配公差： 即使在常规的机械设计场合，合理地分配公差也不是一件容易的事情。在车身与冲压件之间，情形就更为复杂。不仅仅是因为冲压件具有柔性和冲压件之间接合面的复杂性。 更为矛盾的是：一方面冲压件本身的精度很难做达到亚毫米。而车身某些几何元素的精度要求已经达到了亚毫米。这几乎是两头被堵死的一个死结。

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重庆汽车学院 5、合理地选择接合面：

减小结合面的面积来提高搭接精度。上图区域可以容纳局部的焊接内应力，使焊接产生的内应力均匀地分布在整个搭接区。见图3。

重庆汽车学院 5、合理地选择接合面：

增加结合面的刚度；通过在焊接区域形成空腔来增加局部刚度，以减少焊接变形误差。见图4。

重庆汽车学院 5、合理地选择接合面：

多采用自由曲面来增加搭接区的刚度，而不要采取规则的直纹面。见图5

重庆汽车学院 5、合理地选择接合面：

分总成中尽量设有搭结面；这样等于设了一个尺寸链的调节环，有利于控制分总成的精度。见图6

重庆汽车学院三、工程化阶段谨慎选择模具供应商把好冲压工艺方案关把好冲压模具验收关把好冲压件质量关考虑采用车身“机加工”工艺

重庆汽车学院车身“机加工”定义：

部分几何元素在冲压件阶段不加工到位，而是留有“加工余量”，或者不冲孔。等到白车身完全焊接完成，再以车身的基准定位用液压拉延和冲孔工艺来形成这些几何元素，即面和孔等。

重庆汽车学院车灯安装定位系统的例子：前组合灯的定位安装体系图7重庆汽车学院车灯安装定位系统“机加工”前后的对比：“机加工”前“机加工”后图8图9重庆汽车学院四、生产过程控制实时在线测量雇用机器人避免并行工序优化焊接顺序采用机械工艺修复外覆盖件

重庆汽车学院1、实时在线测量 OCMM在线测量是对激光在车身上的成像进行图像分析，从而获得几何尺寸方面的信息。该方法属于无接触测量，测量时间仅为数秒钟，。可以多设激光测头，同时可以测量数十个测量点，非常适合于在线测量。是实时监测加工过程的有效手段。

重庆汽车学院四、生产过程控制实时在线测量雇用机器人避免并行工序优化焊接顺序采用机械工艺修复外覆盖件

重庆汽车学院2、采用机器人 采用机器人来完成焊接工作，不仅是为了节省人力成本，机器人工作的可靠性和一致性也比人类来得高。采用机器人能够有效地提高车身产品的精度和一致性。重庆汽车学院四、生产过程控制实时在线测量雇用机器人避免并行工序优化焊接顺序采用机械工艺修复外覆盖件

重庆汽车学院3、尽量避免采用并行工序 为了解决节拍方面的瓶颈，常常是设置两台同样的工装平行运行，可将节拍缩小一倍。但是两台工装不可能完全相同，他们的产品也会不相同。结果是产品的精度参数分布曲线会出现双峰或平顶山，加大了精度参数的分散范围，降低了产品的精度。重庆汽车学院四、生产过程控制实时在线测量雇用机器人避免并行工序优化焊接顺序采用机械工艺修复外覆盖件

重庆汽车学院4、优化焊接顺序 由于焊接产生的热应力会导致焊接应力存在在分总成内部，从而导致分总成的焊接变形。多个焊点的焊接顺序会显著影响内应力的大小和分布，进而影响分总成的精度。建议对焊接顺序作DOE，优化焊接顺序。重庆汽车学院四、生产过程控制实时在线测量雇用机器人避免并行工序优化焊接顺序采用机械工艺修复外覆盖件

重庆汽车学院5、采用冲压件机械修复工艺修复车身外敷盖件 部分车企目前仍然在轿车生产过程中采用刮灰工艺返修车身外敷盖件的表面缺陷。这不仅仅大大地降低车身的防腐等级，而且也会影响车身刮灰区域的油漆的光亮度。给人灰蒙蒙的感觉。刮灰还有副作用，不仅仅