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摘要：汽车白车身尺寸影响到产品的外观品质和整车性能,逐渐受到各个主机厂的重视。在产品开发过程中需要根据市场、用户和性能等方面的要求,制定整车尺寸要求,通过尺寸链分析将整车尺寸要求分解到零部件,制定合理的零部件尺寸和公差,进而制定零部件和白车身工装、工艺和检具的开发策略和尺寸测量计划,对关键的尺寸进行监控和分析,达到白车身稳定控制的目的。基于此，文章就汽车白车身尺寸开发与控制展开论述。
关键词：汽车白车身；尺寸开发；尺寸控制
引言
随着我国社会经济的快速发展，再加上我国政府实施的“车辆购置税减免”、“汽车下乡活动”等一系列政策，汽车已经走进千家万户。各大厂商为了吸引更多的客户，都在对车身结构进行优化设计，提高汽车的性能优势，而车身尺寸精度是影响汽车质量的重要因素。因此对汽车白车身尺寸开发与控制展开全面细致地分析探讨，具有重要的理论意义和实践价值。
1汽车白车身尺寸开发与控制现状
由于国内的自主品牌所采用的是相对特殊的逆向开发的方法,而且在测量的时候基本采用的还是国外的测量方法,所以在测量的方式和项目方面都不完善,在车身的尺寸测量方面虽然是模仿国外,但是整体的水平还是有着很大的差距。一旦测量点发生了偏差,就无法得知后边可能会造成的影响,所反馈的问题又不能及时的得到处理。所以生产中的车身尺寸的性能就很不稳定,会有很大的波动,整车的组装也就出现问题,造成汽车最后的运行不稳定,出现啃胎和跑偏的现象。
2白车身尺寸的影响因素
2.1零件尺寸误差
白车身的冲压件，主要分为两部分：一部分是车身表面的外覆盖件，另一部分是内部结构冲压件，车身的结构非常复杂，在车身制造过程中需要经过冲压、剪切、弯曲、拉伸等多个过程环节，而且很多厂商都对车身尺寸提出了很高的要求，在加工过程中，每一个环节都有可能出现误差，而且这种差错会一级一级放大，使得车身整体尺寸与实际需求存在很大的差距，甚至会导致车身彻底报废。例如在冲压环节，冲压件的模具位置、冲压力度都存在一定的变动区间，冲压模具在长时间使用之后其精度和形状也得不到保障，使得冲压件的尺寸很容易出现差错，冲压件在包装运输过程中，碰撞、拖拽等操作都会容易导致出现零件变形，影响到零部件尺寸，而且这种变形大多无法通过肉眼察觉出来，这种尺寸有问题的零件会一直存在于加工环节当中，最终影响到白车身尺寸及整车质量。
2.2夹具结构不合理
夹具主要用来保证产品的形状和尺寸精度符合图纸和技术要求，必须使被装配的零件或部件获得正确的位置和可靠的夹紧，防止在焊接过程中出现零部件焊接变形问题。夹具主要具备定位和夹紧功能，在焊装过程中，即使在焊装夹具的夹持下，钣金件的位移和变形还是在所难免，只是数量上是相对微小而已。为减少焊接过程中的位移和变形，对夹具定位机构的位置、数量、夹紧力等都有相关要求。一条白车身焊接生产线，有数百套夹具，每套夹具都会影响到部分安装点的尺寸位置。在焊接工艺中，车身的定位效果一方面受到夹具定位点数目的影响，另一方面会受到定位点分布的影响，工装夹具的材料性能、结构特点都会车辆的定位精度产生一定的影响，而且这种影响是不受人为控制的，这就导致白车身尺寸会出现各种各样的偏差。
2.3操作不合理
虽然目前车身生产线自动化程度越来越高，但仍存在部分工序为人工操作来完成情况，而不同的员工的操作方法存在差异，操作结果也存在一些不确定性，这使得白车身的尺寸精度会出现一些误差。焊接是目前白车身主要的连接工艺，完成90%以上的车身装配工作量。焊接过程中的局部不均匀的加热，在随后的快速冷却过程，以及夹具和焊钳对零部件夹紧力等约束情况下，会产生焊接残余应力以及焊接变形。这类变形在量上非常随机，且难以处理。这类变形会造成新的尺寸偏差。因此对于操作过程中焊点的位置度要求、操作手法等的要求也是越来越高，随着自动化程度的发展以及新型连接方式的开发，消除或减小了操作上的一些不确定性，操作过程的影响得到了弱化，但对于人工操作的工序，就需要有一套标准完善的焊接工艺规范，以控制生产过程的影响，提升白车身的尺寸精度。
3汽车白车身尺寸开发与控制
3.1DTS的制定
（1）DTS的初步确定
新产品开发的初期,尺寸控制部门根据市场需求、客户心理、竞品车型、产品战略、制造水平等等要求联合产品工程、造型设计、市场、制造工程等区域制定初版的DTS(产品规格)。DTS通常以间隙、段差、平行度、一致性等要求来体现。
（2）DTS的校验分析
初版DTS制定后,需要对其合理性进行校验。制造可行性是能否实现DTS要求的基础,校验一般按照要求画出尺寸链并进行分析来验证。尺寸链分析一般采用统计公差叠加方法进行分析(特别重要的位置也可以考虑极限值分析方法进行分析),在造车验证过程中针对验证的问题再重新修正。
3.2CDLS的制定
CDLS设计是尺寸开发前期的关键内容,需要根据整车BOP确定每个子零件的焊接定位,包括基准策略、制造顺序和零件分级等相关内容,用于指导后期的工装开发、GD&T图纸的设计,确保定位基准的一致性。
CDLS的发布需要经过尺寸、产品、工艺、工装充分评估,确保产品定位可靠、不影响焊接、产品能满足所需要的定位面和定位孔,工装能够实现且工装结构较稳定等一系列要求。
3.3GD&T图的制定及实现
GD&T图纸是制造业普遍应用的工程技术语言,GD&T图中清楚表达零部件所有尺寸和精度技术要求,包括尺寸特征、公差要求、基准系统、孔位、面加工要求,以及装配要求等。GD&T图纸既是产品要达到的目标定义,也是设计、制造加工、焊接装配等过程的标准,同时是验收产品最终质量的依据。零件的工装制作、工艺安排、检具制造及测量计划也以此为基础,只有整个系统按照统一的基准体系开发才能保证尺寸的稳定生产和测量,所以对于零件的基准体系建立至关重要。
零件的基准体系就是要限制零部件的六个空间自由度(X、Y、Z三个方向的移动以及绕三个轴的旋转),基准体系的建立需要遵循“3-2-1”的原则,使一个刚体的空间位置确定性需要6个定位点。3个定位点确定一个接触面积最大的基准平面,即限定了1个坐标轴方向的位移,2个绕坐标轴的转动;再用构成最长直线段的2个定位点确定第二个基准平面,即限定了第2个坐标轴方向的位移和绕另1个坐标轴的转动;再用1个定位点确定第三个坐标方向,由此零件在空间的位置即确定下来。定位基准确定下来以后,其它要素参照定位基准的尺寸在GD&T图中进行描述。
为了实现零部件的GD&T的要求,需要在保证定位基准统一的情况下开发定位块、定位销、检测块、检测销等关键装备。
3.4零部件的检测和分析
零部件尺寸一致性的检测有多种方式,一般常用的两种方式是使用检具进行零件的检测,另一种是使用三坐标进行建标检测。测量过程中必须保证在测量基准准确的情况下开展,如定位基准有偏差,测量的数据也就存在偏差,无法用于数据分析。
3.5车身稳定性的控制
为保证车身质量、参照车身工艺中的稳定性要素，结合装配功能及装配要求，进行重点偏差诊断，对影响车身性能、装配和关键定位孔等关键测量点如机舱总成、前后副车架尺寸和主定位孔等进行监控，并绘制关键测量点波动图，保证及时发现问题，及时解决，保证车身尺寸稳定。
冲压件的单品尺寸精度将会直接影响到白车身的精度，所以，在冲压件管理规定中，明确要求必须对重要单件进行检具检测或蓝光扫描，掌握单件最新状态，并建立重要单件品质档案，为以后的质量改善与问题跟踪提供依据。
一旦发生白车身尺寸有偏差或超差，要对焊接工装进行标定，分析检查单件精度、来料状态、物流运输及夹具强度的准确度，控制整车零件的“尺寸链”不要太长，通过增加零件的测量频次、夹具的定位与磨损状态、冲压件的精度、贴合程度、焊接顺序等管控，同时采用先进的测量设备和手段进行综合控制。只有这样，才能保证白车身具有良好和稳定的尺寸质量。
结语
本文主要对影响汽车白车尺寸误差的影响因素进行了研究,并根据这些问题对如何改进汽车白车身尺寸开发与控制做了相关研究,希望可以帮助汽车白车尺寸准确性的提高。
参考文献：
[1]罗雪梅.白车身尺寸提升探讨[J].内燃机与配件,2018(23):116-117.
[2]张争,曾心延,黄高翔.基于三维偏差分析技术的零件尺寸优化[J].装备制造技术,2017(06):166-170+196.