尺寸工程在白车身制造过程中的应用研究

王若岩 李成灿

摘 要：车身本体即白车身，它包含了加强板、车身的梁柱、覆盖件等构件。同时，白车身还加装了发动机罩、车门及翼子板，这些构件可用来承载上侧车身，构成了根本的载体。制作白车身的步骤中，会涉及多样的复杂原理，例如人机工程、振动噪声、车身外在的造型原理、空气动力学的根本机理。制造白车身时用到的尺寸工程可以配置最合适的零配件尺寸，优化设计计算。针对于白车身的制造，解析了尺寸工程的适用原理。结合车身制造的真实情况，探析具体的尺寸工程应用。

关键词：尺寸工程；白车身制造；具体应用

中图分类号： U463 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）22-186-2

0 引言

制造白车身需要经过复杂的多个步骤，各个制造流程都隐含了某种偏差。为了提升精度并且缩减车身本体的偏差，就有必要预先拟定各类构件的尺寸规格。受到工艺约束，制作出来的冲压件并没能确保最合适的精度。这种状态下，就要给出预先设定好的公差及尺寸，借助于尺寸工程来确保车身的稳定性。具体在运用中，尺寸工程包含了解析公差的专用软件、计算的尺寸链等。经过多步骤的运算，在现有工艺状态下符合了制作车身的精确度，确保车身整体的安全及稳固性。

1 尺寸工程的内涵

在工程领域内，尺寸工程被看作新概念，用于限定车身构件的尺寸。从根本内涵来看，尺寸工程整合了零件外形、产品的工装、制造及装配车身的整体流程，这种工程因而表现为系统性。日常的生产中，尺寸工程可用于限定各类型白车身制作，杜绝了装配时的偏差[1]。对于常见性的装配干涉，也可有效予以解决。这是由于，常规制作某一类车身的过程中，都很难彻底摒除隐含的偏差。如果出现误差，那么累积性的误差将会干扰至后续的装配流程，造成装配障碍。

初期在设计时，尺寸工程就杜绝了潜在性的零配件尺寸偏差。这样做，妥善防控了后续装配时的干扰，从根本上提升了诊断及监控偏差的能力。同时，尺寸工程还可用作优化车身，它整合了各步骤内的制作工艺。优化了系统性的公差，这种基础上提升了装配零配件的精准度，缩减了耗费的总成本及装配周期。针对于批量较大的车身配件制造，这种工程更体现为高层次的适用价值[2]。

2 尺寸工程中的要点

2.1 总体的流程

从总体来看，尺寸工程可分成较多阶段，包含初期拟定方案、详细设计车身、后期的测试、车身制成后的投产。详细来看，尺寸工程设定了如下的流程：

第一步，是拟定精确的整车尺寸。在这个步骤内，注重设定合适的配合公差。针对于关键性的车身间隙、通用的表面公差都要予以限定。同时，还需依照现有的制造水准及工艺能力，限定精确的目标公差[3]。

第二步，是设计细化的公差并且定位基准。在这个步骤内，设计目的即为构建定位体系。针对于零配件及整车，都要妥善予以定位，设定形位公差。需要描绘图纸，在图纸上显示出制作白车身的精确公差。定位基准及选定的公差关系到后期设计及制作车身的夹具。经过初期的设置，汽车构件大致符合了给出来的尺寸精度。

第三步，是借助于仿真软件来构建模型，检查初期的设计。经过仿真检验，即可判断出各步骤内的装配偏差，因此也判断出白车身各部位的尺寸状态。经过全方位的调整，减低了额外成本，防控隐藏的车身缺陷。确定了模型后，即可着手去核查样品。针对于尺寸的波动，需要实时予以监控。一旦测出误差，就要及时整改。

第四步，经过检测之后，评价并统计制造车身的过程能力。针对于外观及整车内侧，也要评价总体性的焊接质量。在后续阶段内，要反复去修正初期设定的尺寸目标。由此可见，调整整车尺寸的关键步骤即为初期设计[4]。

2.2 尺寸链的检定

在以往设计时，常常倾向于凭借经验。然而，制作白车身的流程中隐含了不可确定的多样要素。如果批量生产，很易增添额外的更多损耗。若能构建必要的尺寸链用来检定公差，即可缩减至最小数值的尺寸偏差。具体而言，尺寸链包含了封闭性的某一组尺寸组合，依照给出来的次序来排列尺寸。从几何特性来看，尺寸链包含了平面性的、空间性及线性这样的三类。依照不同的特性，尺寸链又可分成组成环及封闭环的两类链条。具体在测定时，累积起来的偏差构成了尺寸链的制约关系。针对于组成环，可调控它的精度，把这种精度限制于可掌控范围中。

2.3 解析尺寸的常见方法

从目前来看，可选取统计法或极值法用来解析白车身尺寸。相比而言，极值法体现为高效及简便的优势，可适用于多环节内的车身装配。然而，针对于环数较少或精度较低的装配，则很难予以适用。统计分析法相比更为科学，它构建于概率论基础上。一旦符合了特定环数，则可缩减至最低限度的分配公差。对于轿车车身，常用这类方法来解析尺寸。

3 选取应用的实例

在具体制造时，选取了某型号轿车，运用尺寸工程来解析。选取了白车身的翼子板及前罩这两个部分，具体解析了装配步骤中的分配高差。若高差没能限制于给定范围内，则需重设高差并且再次调整。在确定尺寸链时，先要解析精确的装配高差，对此选用了封闭环的解析方式。例如，翼子板构成了组成环，可选取多层焊接的固定方式，由此解析了轮廓表面的高差[5]。

经过详尽的解析，选用特定软件用来调控前罩等的构件尺寸。白车身各点都配备了不同定位，计算可得不同方位的约束关系，这种基础上再去简化线性关系。尺寸链最好构建为线形，输入参数而后再次予以验证。经过仿真验算，即可保存分析得出的数值结果。（图3）

4 结语

设计及制作白车身的过程中，有必要采纳尺寸工程的根本原理来提升总体的装配质量，确保整车的最佳精度。初期在设置尺寸时，应当确保精度，这种基础上再去缩短总体研发的时限。经过优化运算，配备了各部位最合适的配件尺寸，而后进入装配流程。这样做，即可符合设置的工艺尺寸要求。未来的实践中，还需深入运用尺寸工程的相关原理，在根本上提高了白车身制作的质量，缩减车身零配件的尺寸偏差。

参 考 文 献

[1] 杨思源，涂雄，李军.尺寸工程在白车身制造过程中的应用[J].重庆理工大学学报（自然科学），2012（06）：18-23.

[2] 王海燕，侯琳娜.Bootstrap重采样Bayesian方法在白车身制造尺寸不合格率估计中的应用[J].工业工程，2012

（06）：15-19.

[3] 余文超，齐二石.在线测量技术应用于白车身的生产尺寸监控[J].机械设计与研究，2014（02）：96-98.

[4] 滑德富，方敏，董皖湘.白车身制造中的机器人技术应用[J].现代零部件，2014（06）：72-74.

[5] 陈曦，褚学宁.基于功能尺寸的车身尺寸质量控制[J].科技创新导报，2014（06）：99-104.