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摘 要:该文章主要阐述两个问题,其一是车身精度与质量的关系,精度决定质量,制定合理的、切实可行的车身精度是保证车身质量的先决条件。其二运用装配尺寸链原理,定量说明装配质量与车身精度的关系。同时说明了车身精度不仅仅是车身上各检测点的位置度,也包括关键部件的间距公差、形位公差等。另外,车身的强度、刚性、表面缺陷等也是车身质量的一个方面,但这里仅从车身的尺寸精度上来研究车身的质量。
关键词:精度;质量;尺寸链
一.车身精度与质量的关系
车身精度是工程技术人员在车身生产制造过程中对积累误差的制约,是工艺生产过程应遵循的规范,是质量控制的依据。车身的实际精度体现了白车身生产线上,各种工艺、工装、检测设备的精度水平。车身的精度一般是指车身上各安装孔及型面检测点的位置度最大误差允许值。车身是由焊接分总成组焊而成的,而分总成是由多个冲压件按一定次序焊接的,因此,冲压件的精度决定了分总成的精度,分总成的精度决定了白车身的精度,三者的精度值是递增的。换句话说,要想控制车身的质量必须先控制冲压件的质量。在中华A级车项目中,一般冲压件的定位孔精度为: ¢+0.1mm,孔位≤0.2,安装孔的精度为:¢+0.5mm, 孔位≤0.5,形面点的精度按其位置的重要度,分别为±0.5 mm或±0.7 mm,而边缘点精度为±1.0 mm,如图一所示,地板背板与M10螺母的焊接,地板背板中心定位孔精度为¢+0.1mm,与M10凸焊螺母焊接后,由于夹具的定位精度为±0.1 mm,定位孔位公差为≤0.2,因此,焊接后的地板背板上的螺母位置度为≤0.3mm,再与地板横梁焊接后,如图二所示:
焊接螺母的位置度为≤0.4 mm,这只是两个简单的零件之间的焊接,在车身上多种复杂零件相互组合焊接,由于冲压件的形面点精度较低,因此,车身零件相互组焊时,尽可能少用形面点定位,否则车身的精度将大大下降。例如,焊接定位孔的精度是±1mm,一个部件的相对安装孔位为±1.5mm或±1.0mm(即安装孔位间距公差),根据精度要求,对分总成、白车身进行三坐标检测,确定其是否合格。分总成、白车身的精度还应按测量点位置(重要程度)的不同有所不同,然而,这些还不足以控制车身的质量,还有四门两盖等分总成及车门框口等的精度要求。精度要求是质量控制的依据,只有合理的精度要求,才能保证车身质量的有效控制,因此,从这一点上来说,没有车身精度,就没有车身质量。
另一方面,冲压件、分总成、白车身的精度是由生产这些产品的工装、设备来保证,冲压件的精度是由冲压模具精度保证和控制的,分总成的精度是由焊接夹具的精度保证的,而白车身的精度是由装焊生产线上夹具的精度来保证的。车身上各检测点的位置误差越小,精度越高,车身质量越好,但因为高精度产品意味着高精度的工装设备来保证,增加很大的成本投入,制定正确合理、切实可行的车身精度是保证车身质量的先决条件。
二.装配精度与装配质量
装配精度是设计人员对相邻的两外配件安装时,形成的装配间隙制定的公差,它与相互安装的各个零部件的精度是密不可分的。装配精度的高低是否合理直接影响零部件的安装质量,具体体现在安装是否困难,缝隙是否均匀等等。
在现生产中,各零部件的装配都是以车身为基础进行装配的,如图三所示,大灯以车身前围大灯支架上的φ6孔为定位孔,定位于A点;散热器罩以车身前围上的φ9孔为定位孔,定位于B点,A、B两点的间距为L,它是由A、B两定位孔的中心位置度及孔径公差来决定的。将大灯及散热器罩安装到车身上后形成两部件的间隙假定其为A0,连接A、B两点,A、B两点连线方向上大灯和散热器罩上的边缘点为M、N, M、N分别相对于定位点A、B的位置度为A1、A2,由L、A1、A2、A0构成大灯、散热器罩和车身之间的装配尺寸链,如下图所示,此装配尺寸链是空间的,为了研究方便起见,将空间的装配尺寸链简化成平面尺寸链,A0为装配过程中形成的,是封闭环。
A0=L-A1-A2 …………(1)
从(1)式可以看出:大灯和散热器罩两部件的间隙及公差是由车身上两部件的定位孔的间距公差和两部件的外廓尺寸公差决定的,换句话说,要想控制装配间隙公差的大小,必须首先控制定位安装孔的间距公差,再控制装配部件的外廓尺寸公差。
在实际生产过程中,定位件的间隙公差A0是由两定位孔的中心位置度及孔径公差来确定的,而A、B两点的位置度是由装焊夹具来保证的,它的精度一般为±1.5,那么A、B兩点的间距公差为±3.0;孔位是由冲压模具保证的,一般数值为≤±0.2,因孔位公差与位置度公差相比相差甚远,因此将孔径公差忽略不计。 在实际生产过程中,装配部件的外廓尺寸位置度一般为±0.5,所以,根据装配尺寸链原理,将上述数值带入(1)式,得出封闭环A0的间隙公差:
A0=±3-(±0.5+±0.5)=±2(mm)
散热器罩与大灯之间的间隙公差±2,因此在安装时要求大灯、散热器罩两部件的间隙为3±1。以上的运算过程,只是想说明装配尺寸链用于确定部件的装配间隙是切实可行的。另一方面,说明车身的精度不能单单用车身上各点的位置度来确定车身是否合格,对于重要部件的安装,安装定位孔的间距公差也是必须保证的,它直接影响部件的装配质量。
终上所述,只有合理的制定车身及相关系统的精度,分配好各级精度之间的关系,才能使质量工作有法可依,分阶段控制冲压件、分总成、车身、外配件、及相关系统的质量,才能保证车身及装配的整车质量。从上述分析可以看出,相对于控制车身精度和装配精度来讲,控制车身精度更有效果也更加精益,控制车身精度主要控制车身尺寸,车身尺寸主要包扩主车身合格率、安装孔合格率、为了保证车身尺寸稳定,工程技术人员每天 应对检测的车身尺寸进行分析,对尺寸波动大的再对夹具及冲压件进行分析,找出问题的根本原因并加以解决,对重要的安装尺寸,制作一些卡板及小检具,方便工人操作,控制效果更好。
关键词:精度;质量;尺寸链
一.车身精度与质量的关系
车身精度是工程技术人员在车身生产制造过程中对积累误差的制约,是工艺生产过程应遵循的规范,是质量控制的依据。车身的实际精度体现了白车身生产线上,各种工艺、工装、检测设备的精度水平。车身的精度一般是指车身上各安装孔及型面检测点的位置度最大误差允许值。车身是由焊接分总成组焊而成的,而分总成是由多个冲压件按一定次序焊接的,因此,冲压件的精度决定了分总成的精度,分总成的精度决定了白车身的精度,三者的精度值是递增的。换句话说,要想控制车身的质量必须先控制冲压件的质量。在中华A级车项目中,一般冲压件的定位孔精度为: ¢+0.1mm,孔位≤0.2,安装孔的精度为:¢+0.5mm, 孔位≤0.5,形面点的精度按其位置的重要度,分别为±0.5 mm或±0.7 mm,而边缘点精度为±1.0 mm,如图一所示,地板背板与M10螺母的焊接,地板背板中心定位孔精度为¢+0.1mm,与M10凸焊螺母焊接后,由于夹具的定位精度为±0.1 mm,定位孔位公差为≤0.2,因此,焊接后的地板背板上的螺母位置度为≤0.3mm,再与地板横梁焊接后,如图二所示:
焊接螺母的位置度为≤0.4 mm,这只是两个简单的零件之间的焊接,在车身上多种复杂零件相互组合焊接,由于冲压件的形面点精度较低,因此,车身零件相互组焊时,尽可能少用形面点定位,否则车身的精度将大大下降。例如,焊接定位孔的精度是±1mm,一个部件的相对安装孔位为±1.5mm或±1.0mm(即安装孔位间距公差),根据精度要求,对分总成、白车身进行三坐标检测,确定其是否合格。分总成、白车身的精度还应按测量点位置(重要程度)的不同有所不同,然而,这些还不足以控制车身的质量,还有四门两盖等分总成及车门框口等的精度要求。精度要求是质量控制的依据,只有合理的精度要求,才能保证车身质量的有效控制,因此,从这一点上来说,没有车身精度,就没有车身质量。
另一方面,冲压件、分总成、白车身的精度是由生产这些产品的工装、设备来保证,冲压件的精度是由冲压模具精度保证和控制的,分总成的精度是由焊接夹具的精度保证的,而白车身的精度是由装焊生产线上夹具的精度来保证的。车身上各检测点的位置误差越小,精度越高,车身质量越好,但因为高精度产品意味着高精度的工装设备来保证,增加很大的成本投入,制定正确合理、切实可行的车身精度是保证车身质量的先决条件。
二.装配精度与装配质量
装配精度是设计人员对相邻的两外配件安装时,形成的装配间隙制定的公差,它与相互安装的各个零部件的精度是密不可分的。装配精度的高低是否合理直接影响零部件的安装质量,具体体现在安装是否困难,缝隙是否均匀等等。
在现生产中,各零部件的装配都是以车身为基础进行装配的,如图三所示,大灯以车身前围大灯支架上的φ6孔为定位孔,定位于A点;散热器罩以车身前围上的φ9孔为定位孔,定位于B点,A、B两点的间距为L,它是由A、B两定位孔的中心位置度及孔径公差来决定的。将大灯及散热器罩安装到车身上后形成两部件的间隙假定其为A0,连接A、B两点,A、B两点连线方向上大灯和散热器罩上的边缘点为M、N, M、N分别相对于定位点A、B的位置度为A1、A2,由L、A1、A2、A0构成大灯、散热器罩和车身之间的装配尺寸链,如下图所示,此装配尺寸链是空间的,为了研究方便起见,将空间的装配尺寸链简化成平面尺寸链,A0为装配过程中形成的,是封闭环。
A0=L-A1-A2 …………(1)
从(1)式可以看出:大灯和散热器罩两部件的间隙及公差是由车身上两部件的定位孔的间距公差和两部件的外廓尺寸公差决定的,换句话说,要想控制装配间隙公差的大小,必须首先控制定位安装孔的间距公差,再控制装配部件的外廓尺寸公差。
在实际生产过程中,定位件的间隙公差A0是由两定位孔的中心位置度及孔径公差来确定的,而A、B两点的位置度是由装焊夹具来保证的,它的精度一般为±1.5,那么A、B兩点的间距公差为±3.0;孔位是由冲压模具保证的,一般数值为≤±0.2,因孔位公差与位置度公差相比相差甚远,因此将孔径公差忽略不计。 在实际生产过程中,装配部件的外廓尺寸位置度一般为±0.5,所以,根据装配尺寸链原理,将上述数值带入(1)式,得出封闭环A0的间隙公差:
A0=±3-(±0.5+±0.5)=±2(mm)
散热器罩与大灯之间的间隙公差±2,因此在安装时要求大灯、散热器罩两部件的间隙为3±1。以上的运算过程,只是想说明装配尺寸链用于确定部件的装配间隙是切实可行的。另一方面,说明车身的精度不能单单用车身上各点的位置度来确定车身是否合格,对于重要部件的安装,安装定位孔的间距公差也是必须保证的,它直接影响部件的装配质量。
终上所述,只有合理的制定车身及相关系统的精度,分配好各级精度之间的关系,才能使质量工作有法可依,分阶段控制冲压件、分总成、车身、外配件、及相关系统的质量,才能保证车身及装配的整车质量。从上述分析可以看出,相对于控制车身精度和装配精度来讲,控制车身精度更有效果也更加精益,控制车身精度主要控制车身尺寸,车身尺寸主要包扩主车身合格率、安装孔合格率、为了保证车身尺寸稳定,工程技术人员每天 应对检测的车身尺寸进行分析,对尺寸波动大的再对夹具及冲压件进行分析,找出问题的根本原因并加以解决,对重要的安装尺寸,制作一些卡板及小检具,方便工人操作,控制效果更好。