某车型前罩与前大灯间隙断差公差分析浅析

王振林

摘 要：针对某型车前罩与前大灯间隙断差的分析，阐述了公差分析在提升车身精度中的重要性，通过优化装配定位方案、零部件公差，有效降低了公差分析结果，为加强车身精度控制提供了借鉴作用，确保产品制造精度能达到预期的精度要求。

关键词：前罩与前大灯；间隙与断差；三维公差仿真分析

中图分类号：U462.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2018）17-92-03

Abstract： For the analysis of gap and flush on a car hood and front lamp， this paper expatiate the important of tolerance analysing during the enhancing body precision. Though optimizing assembly orientation scheme， tolerance of components and parts， and that can reduce the result of analysis effectively， it provides reference function for strengthening body precision control， insuring that product machining precision can accord with target value.

Keywords： hood and front lamp； gap and flush； 3DCS

CLC NO.： U462.2 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-92-03

引言

汽车是由许多零部件组成的，一个目标公差的体现也是由多个零部件公差、装配方式、结构形式共同决定的，加强尺寸链环的管控，有利于提高整车的装配精度。而尺寸链计算可以系统的分配各个零部件的公差，并且可以在设计阶段设定每个零部件公差至少达到多少才能满足整车的要求，还可以在设计阶段针对性的对零部件结构形式进行优化，使最终的状態达到整车设计要求，以及最大化的节省制造成本。

本文通过某车型前罩与前大灯间隙、断差尺寸链公差分析，阐述公差分析在汽车开发过程中的应用。

1 DTS定义

某车型前罩与前大灯造型如图1所示。此车型前罩与前大灯间隙断差名义值及公差定义上，考虑到前罩开闭的安全性与造型样式的影响，间隙（3、4、5、6位置）定义为4±1.5，断差（3、4、5、6位置）定义为0±1.5，此车型由于a点到b点间隙方向逐渐变为Z（上下）方向，间隙（1、2位置）定义为5.5±1.5，定义DTS需要在充分考虑到主机厂与供应商制造、控制精度能力基础上，定义该处间隙、断差名义值及公差要求，DTS与测量点如图1所示：

2控制方案制定

翼子板与前罩采用一体式工装进行装配，示意图如图2所示，即一体式工装先自定位在车身上，定位孔选择在前上构件的检测定位孔，前上构件通过自定位方式装配在车身上，因为前上构件装配层次靠后，车身上前上构件定位销焊接层次也靠后，所以其定位孔精度易保证，且可以使前罩与前保险杠、前罩锁直接关联，保证其相对精度。前罩X/Y向（前后/左右）由工装定位销定位，前端Z向（上下）由前罩锁扣定位，后端Z向由两个铰链面定位，前罩锁自定位于前上构件上，前罩总成定位方式如图3所示。

翼子板上端开一个圆孔和一个X向条孔，由前罩翼子板一体式工装定位X/Y向与Y向。前端Y向自定位于翼子板支架上，翼子板前支架由夹具定位，在焊接线装配，使翼子板前支架Y向由夹具控制，不与车身精度发生直接关系，充分保证翼子板前支架Y向精度。后端与下端Y向自定位于侧围上。Z向装配在发动机舱里翼子板安装支架上，支架采用L型结构，用夹具控制Z向精度，如图4所示。翼子板定位方式如图5所示。

前大灯主定位B安装定位于翼子板上，并且在翼子板侧下处设计有辅助基准孔，通常为垂直前大灯与翼子板间隙方向条孔或X向条孔，次定位C安装定位于前上构件上，前上构件上是BC连线方向的条孔，前大灯下安装点安装于车身上（X向），如图6所示。

3 零部件公差要求

4 公差校核与改善

公差校核通常由尺寸链计算实现，按照尺寸链各组成环所处的空间位置，可以将尺寸链分为直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。然而，前大灯空间位置较为复杂，影响因素较多，所以为保证计算准确性，此次校核采用3DCS软件来进行分析。输入公差为正态分布，且PPK=1，分析结果如表1所示：

计算结果表明，6处测量位置间隙公差只有5、6两个位置在设计公差±1.5以内，断差公差3个位置公差全部超差，说明此控制方案与控制公差是不可行的。

因此需要对控制方案与控制公差进行优化，先从提升零部件、车身公差方面着手（方案二）：1、把车身上前上构件定位销位置度优化为±0.4，把车身上（X向）大灯安装面轮廓度优化为±0.4，计算结果如表2所示：

计算结果表明，只有位置1、2、3有少量超差，其余都符合设计要求，说明此优化方案是基本上能够达到设计目标的，但是把车身上前上构件定位销位置度优化为±0.4，把车身上（X向）大灯安装面轮廓度优化为±0.4，对车身的精度要求很高，需要根据主机厂自身制造能力，看能否达成此优化公差。

再从优化控制方案入手（方案三），因为前大灯是以最大投影方向作为主定位方向，即主次定位孔连线垂直方向，而车身上的前大灯安装支架是X向，主次定位孔连线垂直方向与X向经测量有60度的夹角，所以不能有效的防止前大灯的翻转，如图8所示。

所以优化策略为，将此车身上（X向）前大灯安装面绕Z轴旋转60度，即改为大灯主次定位孔连线垂直方向面，这样就可以有效防止前大灯翻转，如图9所示：

只是基于此优化方案，而不优化任何车身及零部件相关公差，方案三分析结果如表3所示：

计算结果表明，只有1、2、3位置有少量超差，其余都符合设计要求，说明此优化方案基本上可以达成设计目标，而且没有提升车身精度，所以此方案也是比较容易付诸实际的。

5 结束语

通过公差分析可以提前预知汽车制造的精度，再通过优化装配工艺、优化零部件定位策略、加强零部件公差的控制来进行改善，也可以校核DTS目标公差实现的可行性，使车身精度在可计算，可监控，可实现的操作下，制造出符合预期精度的商品车。

参考文献

[1] GB/T 5847-2004.尺寸链计算方法.