浅谈样车白车身制造常见问题产生原因及控制

付涛 吕尚峰

摘要：样车制造作为新车型开发过程的一个重要环节，可以及时发现各种产品设计问题、工艺问题和产品质量等问题，并将这些问题及时反馈给相关区域，以便在新车型设计开发的早期阶段解决各种问题和潜在的产品缺陷。白车身是汽车的基础载体框架。控制好白车身制造的质量，更是为新车型各类试验的验证提供了有力条件，为顺利开发奠定了坚实的基础。

关键词：样车白车身制造；常见问题；原因及措施

一、车身的制造过程

白车身（Bodyinwhite，BIw）通常是指尚未装配门盖和发动机罩的未涂装的车身基本骨架，轿车白车身通常由前围、后围、左右侧围、车顶、底板等几大部分组成，在轿车车身生产中，白车身的装配质量很大程度上影响到最终整车性能。轿车车身结构和制造工艺都非常复杂，同时要求具有很高的装配精度。一般而言，典型的轿车车身由400多个零件，经过200多道装配工序，2500个工装定位点，由4000、6000个焊点焊装而成。白车身产品结构和制造工艺都非常复杂，工艺质量控制十分困难。车身装焊过程具有严格的层次性特点，装配层次的设计划分在很大程度上影响到车身的制造工艺性及整体质量。

从制造工艺角度出发，产品制造过程的质量涉及到的因素可以概括为SMIE，包括：人员（Man），机械（Machine），材料（Material），方法（Method），测量（Measurement），环境（Environment）。正是这些因素的变化波动引起的产品输出特性的波动。每项因素都会不可避免的存在波动，这些波动都会不同程度的影响到产品的最终质量。对于轿车车身的制造过程也是这样，各道工序的偏差汇聚成最后的车身装配偏差。

二、车身制造尺寸检测技术

（一）样架检测

样架检测是通过定位装置将零件按照设计状态定位，或者通过靠模的方法将样架本身定位放置到工件上，通过零件与样架之间的间隙与贴合情况，可以得到若干测量点的相对于样架的位置数据，以及零件不同点之间的相对位置关系。具体数值依靠塞规等工具。

样架检测的好处是简易，方便。通过制造精确的样架，可以对一些结构复杂零件特定的空间曲面部位进行测量。同时便于直观查看工件的总体偏差情况，有利于对质量故障进行分析。因此，样架检测至今仍然广泛应用于车身制造工艺中各类分总成件的质量检验工作中。但是样架检测的测量值精度较差，一般只能达到0.1mm左右。在一定程度上依赖于测量人员的经验，对某些测量点只能给出定性的数据。另一个问题是检测速度较慢。

（二）便携式多关节测量机

便携式多关节测量机本质上属于三坐标测量机大家族中的一员，但由于其不同于固定式直角坐标测量机的特殊结构和使用特点，使其成为生产现场质量控制的一种重要手段。便携式多关节测量机利用多自由度关节开链机械臂结构，采用人工操纵方式移动测量头对工件进行测量。便携式多关节测量机具有重量轻、携带方便、成本低、使用简单、柔性强（可测车内部）等诸多其它测量手段所无法比拟的优点，常用于在生产现场对车身模具、零部件和整车以及工装夹具等进行尺寸检测和质量控制。

三、样车白车身制造常见问题

样车白车身制造过程是把单件钣金件、焊合件或冲压件，通过焊接形式，在工装夹具的支撑下进行集成焊合为整个车身的过程。制造过程中，常出现零件与工装配合、零件间型面配合状态差、焊点质量差等诸多问题，影响白车身CMM合格率、焊接强度和外观质量等。产生的这些质量问题将严重影响车身强度和造车效率，更影响后期各方面的试验验证。

四、问题产生的原因分析及对策

（一）工艺及BOM准确性

BOM及工艺文件是现场造车的最根本依据。工艺上出现焊点缺漏或配置零件的零件图号错误，将引起整车焊点缺失和零件错用，严重影响后续的造车和验证。在编制工艺文件时，工艺工程师根据IA数模对现有焊点数据进行确认，形成工艺文件需反馈产品工程师进行确认，同时进行会签并发布。同时，制造第一台车时，要求相关产品工程师现场确认和跟踪验证造车，发现缺漏及时反馈并工艺更新，保证后续造车清单和工艺的正确性。

（二）零件状态影响

软工装开发周期短，交样时间紧，样件采用软模具冲压形成。有些型面需要用手工校正，才能达到配合要求。边界和孔位则是通过线切割完成。冲压样件在夹具定位上型面配合状态差，造成错位或是离空。搭接面配合不好，焊点出现虚焊或者烧穿现象，同时在焊接压力作用下，容易变形造成尺寸偏差，而有时在焊合总成上无法消除这些误差。焊合件尺寸的超差，进而导致整车CMM合格率超差严重，同时会出现切边不合、搭接边的尺寸无法满足布焊点空间以及导致边缘焊等问题。

因此，需對供应商制造质量进行管控，在零件单件时就需严格把关，制定冲压件和焊合件质量管理的各项标准和流程，促使供应商按制定的开发流程完成各序工作，形成交付文件。

零部件工程师负责零件预验收/终验收，首批次零件全检，后续交样，关键零件全检，非关键零件50%抽检。确认关键零件与非关键零件清单状态，审核交样文件。不符合交样要求的，形成问题清单，查找原因，提出整改计划，对各项问题进行跟踪落实。

（三）夹具工装的影响

在样车试制阶段，夹具由于集成性较大，在某一工位焊接会受到相邻夹具影响。焊接时，焊钳与工装干涉，空间小。在焊接过程中，焊钳不好控制方向，容易产生焊点扭曲或是边缘焊。由于被干涉，一般能定位的焊点较少。在移出补焊过程中，容易造成零件变形而导致尺寸偏差。此外，车身工程师确认能在拼台上焊接的点，形成工艺文件。

（四）焊接设备的影响

试制软工装生产线场地局限。为满足各车型焊接的柔性生产，每个拼台布置的焊钳种类最大程度通用。在较少情况下，无法较好满足各个工位焊接合理性要求，会造成一定的焊接困难，出现焊点扭曲。在焊接参数的选择上，需设置多组焊接规范，满足不同板厚的焊接。在每个项目开始造车前，必须要对所用的焊钳参数进行检测，用试片检查，完成记录表格。首台车每个工位焊接完成后，要求做非破坏检查。

总之，由于整车外观匹配质量的提升大幅度地依赖于车身尺寸偏差波动范围的控制而车身尺寸偏差的控制不仅仅是简单的制造过程控制，同车身零件尺寸公差的分配合理性及公差分配的有效性有着密不可分的联系。而目前我国汽车行业车身的整体装配质量还落后于世界先进水平，因此，有必要对车身的误差分配进行深入的研究。

参考文献：

[1]焊装SE分析在同步工程中的应用[J].党红霞.焊接技术.2011（04）

[2]基于ANYSY有限元理论的白车身制造误差分析[J].韩建军.汽车工程师.2011（04）