重卡汽车驾驶室白车身尺寸精度控制及评价方法研究

孙运良　路平

摘 要：汽车驾驶室白车身尺寸精度对车辆的运行情况、整车品质都具有重要意义，为了提高其尺寸精度，可以从驾驶室设计、工艺、制造等不同阶段入手，加强尺寸精度控制。对其精度的评价可以从环境、人为、机器、材料、测量等不同角度进行。

关键词：驾驶室白车身；尺寸；精度控制；评价方法

1 引言

汽车的发展历史较长，当前的竞争更加激烈，但是汽车的设计、制造等技术已经非常成熟，提升、改进的空间不大。因此，为了提升产品竞争力，抢占市场份额，很多汽车制造商家将目光集中在驾驶室的尺寸精度上。这是因为驾驶室白车身的尺寸精度会对汽车的行驶状况、整车外观质量、密封性能和噪声等产生影响。提高驾驶室白车身尺寸精度对一辆汽车的整体性能与质量具有重要意义。长期以来，人们对驾驶室白车身总成的关注远远落后于动力总成、悬架总成等其他总成。当前国内汽车驾驶室白车身精度普遍比较低，高档一些的汽车基本都由国外公司进行设计、开发，包括模具的制作、工艺的设计等等。需要设计人员、制造人员进一步研究。

2 存在尺寸偏差的原因

汽车驾驶室白车身的尺寸偏差主要在于其生产工艺的影响。它的主要生产工艺为冲压工艺，一般采用冲压工艺生产钣金件，然后把各个钣金采用点焊技术焊接起来，形成具有各个不同功能的总成，再利用点焊技术把各个功能总成焊接起来，形成驾驶室白车身总成。使用冲压工艺生产的钣金件分别为：地板、左/右侧围、前围、后围、顶盖等分总成钣金件，这就是驾驶室白车身生产的一般工艺流程。这些钣金件的数量在150到200个之间，而连接这些钣金件的焊点有5000个左右，这么复杂的制造工艺在制造过程中难免出现偏差的情况[1]。同时，这些零件的成形压力非常大，对冲压模具和冲压工艺的要求也非常高，出现偏差的几率也比较高。另外，焊接过程中的焊点位置定位也具有非常高的技术要求。由此我们可以得知，影响白车身偏差的因素主要有钣金件的设计质量、制造精度，以及焊装过程中的精度控制和各种零部件的质量及工装胎具和操作工艺。

2.1 钣金件设计

钣金件的设计需要考虑到冲压件的整体性、钣金件基准的一致性以及基准与公差的合理程度。钣金件整体性能的提高，可以使钣金件的数量减少，其数量减少焊接过程中的工艺技术误差也会减小。而把基准/公差控制在合理的范围内，焊装过程中的误差也会控制在合理范围内[2]。而基准的一致可以有效降低钣金件在焊装过程中的累积误差，同时也可以可以减少由于位置波动出现的偏差。

2.2 钣金件制造精度

钣金件的制造采用的是冲压工艺，冲压工艺的主要装备是冲压模具和冲压设备，因此，冲压磨具的质量对钣金件的质量极其重要。冲压模具的质量控制主要在设计和制造过程中，因此，钣金件的质量高低很大程度取决于冲压模具的质量。如果冲压钣金件的精度出现偏差，就会进一步导致安装过程中的偏差加大。一般控制钣金件的偏差主要从设计、制造和运输等阶段入手。设计阶段需要控制好钣金件焊装前和焊装时的尺寸[3]，钣金结构设计的科学合理，冲压、焊接工艺性优良，从而保证冲压钣金制件与焊接精度。制造过程需要考虑到钣金件的材料、大小、模具、性能、工艺等。在运输过程中，要保证不能使钣金件出现变形等情况。

2.3 焊装工艺

利用点焊技术把各个钣金件焊接在一起组焊成白车身及相关系统的过程就是焊装工序，在此过程中需要按照正确的工艺顺序进行焊装，焊装的夹具设计以及焊装夹具的定位都需要严格合理、精密。焊装夹具的设计需要考虑到钣金件焊装过程中的定位，如果焊装夹具设计不合理，焊装位置就容易出现偏差，钣金件就会由于位置移动出现焊装偏差。同时，焊装的顺序不同也会引起不同的尺寸偏差。

2.4 零部件误差

隨着技术的不断发展与进步，以前小型化、分散化的钣金件都向着大型化和整体化发展，这样可以减少焊装过程中不断增加的焊装误差，但是这种大型化的钣金件生产需要的磨具、技术要求都非常高。如果模具的设计与制造质量控制不好，就会影响到后续的整体质量[4]。另外，钣金件在制造出来后，需要存放一段时间，这就会引起钣金件材料内部发生变形，或者在运输过程中由于失误造成损害或变形等，这些都会造成焊装过程中的偏差。

3 控制尺寸精度的思路与措施

市场上对重型载货汽车的需求数量较少，但是类型较多，这就需要生产制造者提高其质量，减少质量问题带来的损失。这种小数量、多类型的市场需求一般都按照订单制作的生产方式，从而满足客户的要求。当前，重型载货汽车的其他总成质量控制较好，但是，驾驶室白车身的尺寸精度控制还存在各种问题。从以上分析可知，其尺寸精度控制需要从钣金件质量、焊装工艺、零部件质量等方面入手。

3.1 钣金件设计质量控制

钣金件是驾驶室质量控制的基础，要想使驾驶室白车身的尺寸精度得到控制，就要从钣金件的设计质量控制入手。钣金件的尺寸设计精度控制要在分析其尺寸链的基础上进行，这样才可能使设计因钣金件柔性引起的尺寸偏差的公差在合理的范围内[5]。同时，焊装钣金件的过程也要减少误差，使累计误差控制在合理范围内，这样才能保持焊装的工艺基准稳定。

3.2 钣金件制造精度控制

钣金件的制造装备为冲压模具，因此，钣金件的制造精度也和冲压模具的精度密切相关。当前，钣金件制造向着大型化和整体化的方向发展，这就更加需要冲压模具的质量得到有效保证。当前，很多汽车制造厂家所用的冲压模具都是专业的模具制造厂生产的，它们生产的质量有一定保证。但是，在长时间的使用过程中，模具的精度会逐渐减小。因此，汽车制造厂要在使用过程中做好模具保养，在使用时要调校好精度，确保其精度得到保证。同时做好每一个班次生产的首检与过程检验工作。

3.3 焊装精度控制

焊装夹具的精度控制和点焊点的位置选择是焊装精度控制的重点。因此，焊装夹具的质量需要在制造过程中得到有效控制，但是，在使用过程中其精度也会在磨损等情况下下降。在制造焊装夹具的过程中，要严格控制焊装夹具的装配和测量基准，并定期进行校对，使其加工制造精度得到有效控制。在生产前，要进行焊装夹具的试生产，这样才能保证焊装夹具在使用过程中不出现问题。因此，焊装夹具还需要定期的保养、检查、校验，使其精度得到有效控制[6]。只有这样钣金件的焊装位置才能得到控制，焊装整个过程的累计误差也会减少。在使用焊装夹具前，要对操作人员进行培训，让员工掌握使用技巧，避免人为因素引起的焊装夹具使用过程中出现的精度问题。

3.4 零部件精度控制

钣金件在制造完成后，要在运输和保存的过程中注意保护好钣金件，不能使钣金件发生碰撞造成变形等问题，影响钣金件的质量与精度。同时，钣金件不能保存太长时间，如果时间太长就会使其内应力发生变化。因此，在钣金件制造好后要尽早使用。

4 尺寸精度评价方法

重型载货汽车驾驶室白车身的尺寸精度控制是一项复杂的工艺，它的数百个钣金件通过焊接方式形成驾驶室总成，在这一过程中需要对其尺寸控制的过程和方法进行检测与评价，这样才能使其精度控制技艺不断的进步。首先，要对车身的尺寸进行严格的测量，对测量数据进行分析。在测量过程中要选择好测量设备，明确测量点。然后，建立不同的分析系统，对其尺寸精度进行有效分析。需要注意的是，尺寸测量的数据非常重要，它是后期分析其精度质量的关键。因此，需要选择好检测点，特别是基准检测点、主要定位检测点等。

4.1 工序能力评价

评价白车身工序能力需要从环境、材料、人员、方法、设备等因素考虑产品质量，及其产品质量对整体质量工艺的影响。工序能力评价的标准是产品质量精度达标、质量稳定性达标，这样才能保证产品整体质量的稳定。工序能力的测定是保证工序能力的重要方式，也是改进产品质量方向的重要参考。但是，白车身的工序复杂，需要用抽样调查的方式，选取样本测定分析工序能力。

4.2 通过率评价

通过率就是常说的合格率，就是对白车身的成形尺寸与设计尺寸进行测量对比，明确其中的差距。如果差距在误差设计范围内就算通过，如果超过误差，就是不合格。这种评价方法还可以分为单个尺寸的检测和整个车身的尺寸检测。钣金零部件检测主要采用专用检具进行检测，白车身检测主要采用三维坐标仪进行检测，这是一种比较简单、容易操作的评价方法，而且可以及时看到检测结果，不易造成时间的延误。

4.3 质量缺陷评价

质量缺陷评价就是把白车身质量存在的缺陷分为不同类型，从外观、零件、功能、密封性等方面入手，对白车身的质量进行严格检查。

5 结语

驾驶室白车身是重型载货汽车的重要部分，它的尺寸精度和整车的质量密切相关。因此，在白车身的制造过程中需要从钣金件、焊装工艺等具体的尺寸精度控制入手，使驾驶室白车身的质量得到有效提升。

参考文献：

[1]杨凤兵.简析汽车白车身尺寸精度控制方法[J].时代汽车，2017（14）：99-101.

[2]王帅，王文建，陈丽，et al.浅析重型卡车白车身焊装过程尺寸控制[J]. 重型汽车，2016（3）：17-18.

[3]张财，吴焱杰，薛奎.试制白车身关键尺寸精度控制方法[J].汽车实用技术，2017（10）：231-233.

[4]高明.基于单位质量灵敏度的重卡驾驶室白车身轻量化研究[J].汽车零部件，2017（9）：8-13.

[5]韦永寅.汽车白车身检具精度有限元分析[J].装备制造技术，2016（7）：197-198.

[6]馬鸿龙，任建新，杜紫微，et al.白车身试制阶段车身质量的控制[J].汽车实用技术，2018（3）：132-133.