白车身前脸安装点Y向尺寸控制分析

段如东

摘 要：根据内置式主夹具合拼系统的特点，结合具体的某种车型，对影响白车身前脸Y向尺寸的主要因素进行了分析梳理，提供了解决白车身三坐标测量前脸安装点Y向尺寸的具体方法和思路。

关键词：非模块化前舱结构；前脸Y向尺寸；三坐标测量

1 前言

迈克尔·戈德海伯（Michae lH.Goldhaber）在《注意力购买者》的文章里提到“获得注意力就是获得一种持久的财富”，现在有了更形象的描述：眼球经济——别人越关注你，你就越能活得自在。电视需要眼球，只有收视率才能保证电视台的经济利益；网站更需要眼球，只有点击率才是网站价值的集中体现；汽车也需要眼球，只有消费者乐意购买，汽车厂家才能生存发展。如今汽车也走上了拼颜值的道路。前脸，正是一辆汽车的颜值担当，也是顾客重要关注区域，做好前脸尺寸匹配对汽车厂商尤为重要。良好的装配源于稳定的车身尺寸，前脸安装点Y向尺寸涉及影响因素多，偏差因素复杂，需要系统进行分析。

2 前舱类型

前脸零件在车体前舱进行装配，在前舱上布置各个零件安装点。前舱根据集成程度，由可分为模块化和非模块化结构。如图1所示，为传统白车身非模块化前舱结构，前舱由各个零件拼焊而成，在不同零件上布置不同总装件安装测点，前舱模块拼焊完成后，由装配车间负责对前脸各个零件再进行装配调整，本文针对该结构形式展开讨论尺寸控制方法。

随着汽车行业发展，模块化设计与供货已经成为一大趋势，模块化设计不仅能使系统集成性更高、尺寸更精准、装配更便利，更可以提高工程设计能力，降低生产成本，如图2、图3所示。

3 尺寸偏差因素

白车身前脸尺寸控制难点，在于各个安装点Y向尺寸偏差控制。前脸搭接结构特点，决定了各安装点三个方向控制难易程度。零件安装点X、Z向均可通过工装定位进行调整，而Y向零件安装点在前大梁拼焊后，以大梁Y向搭接面为基础依次搭接叠加，尺寸链长、偏差累积大，因此Y向尺寸是前脸尺寸控制的关键。如图4、图5所示。

而前脸Y向偏差原因，主要有：

1.前脸零件Y向搭接区域的零件精度差；

2.前脸在Y方向搭接的对接结构多，存在零件失效偏移积累，偏差无法消除；

4 尺寸偏差控制方法

4.1 搭接结构优化

对整个前舱Y向搭接方式，应尽量减少Y向零件搭接数量，减少尺寸偏差积累；同时在偏差积累不可避免安装点，应设置长孔及工装纠偏。如下图所示，某对标SUV车型前脸Y向为积木式搭接结构且无纠偏长孔，不利控制Y向尺寸，如图6所示。而丰田从结构及后续纠偏均在设计上进行了考虑，为后续制造奠定基础，如图7所示。如图8所示对两款车型前脸Y向尺寸控制进行对比。

4.2 零部件关键控制点

对前脸零件Y向搭接面，零件匹配面应严格做合图纸要求。前脸Y向尺寸偏差，受零件搭接面精度影响，任何一个零件搭接面型面不合，均影响到安装点尺寸。因此，为保证制造过程中尺寸一致性、稳定性，应将前脸所涉及到所有零件Y向搭接面纳入供应商重点监控内容。

零件Y向搭接在拼焊后，会存在应力释放现象。对于安装点与搭接部位距离较长的结构，应该分析零件焊接后应力释放导致安装点偏差的情况，为保证安装点最终符合要求，可根据安装点偏差情况对零件做偏公差进行控制。

某款車型前大灯Y向开口宽度在焊接完成开夹后，由于应力释放，比关夹状态下宽了约3mm，如图9所示。为解决该问题，将大灯下部搭接部位支架Y方向往车内做偏公差，解决焊接后应力释放问题，如图10所示。

4.3 焊接工艺优化

对于多层钣金Y向搭接结构，可通过优化焊点顺序提高Y向尺寸稳定性。如下图11所示，轮罩外板与加强板在有Y向和Z向两个方向搭接，为了优先保证翼子板支架零件上测点Y向尺寸，可以在焊接轮罩外板与加强板时，先焊接Z向焊点，固定加强板Y向尺寸后，再焊接Y向焊点。某SUV车型，在优化焊接顺序后，翼子板支架上大灯安装点Y向尺寸稳定性得到显著提升。

4.4 焊接夹具优化

对前脸Y向尺寸波动大的安装点，零件尺寸难以控制，又无法通过焊接工艺优化改善时，对这些高风险的安装点，需要在后工序增加Y向纠错工装，保证安装点Y向尺寸。

如图12所示，某SUV车型由于前大梁及轮罩外板零件Y向搭接面长期无法做合检具，导致翼子板安装点Y向尺寸波动大，通过在后工序增加Y向纠错工装，极大提高安装点Y向尺寸。

4.5 先进工艺运用

随着汽车行业发展，白车身的制造不断往智能化方向发展。前脸Y向尺寸，难免会存在波动大的安装区域，对于这些波动大区域的安装点，可通过引进先进工艺进行控制，例如机器视觉系统的应用：通过计算前脸区域不稳定安装点相对位置，在后工序完成冲孔加工，保证前脸安装点相对位置关系，消除尺寸偏差，保证正常零件装配质量，如图13所示。

5 结束语

白车身前脸Y向尺寸涉及影响因素多、复杂，需要从研发设计、供应商及后续制造部门等各部门协同合作，综合分析，而不能简单讲问题归咎与某个单一因素。本文从设计到量产后的制造过程控制提供了一些方法借鉴，为白车身尺寸控制提供了一些思路和建议。