刘小婷
柳州沪信汽车科技有限公司545007
摘要：车身的设计与研发，是汽车生产与制造过程中最重要的组成部分。汽车尺寸工程尺寸链，是指在产品装配关系或者零件加工的过程中，由相互关联的尺寸所组成的封闭尺寸群。汽车尺寸工程作为一项具有系统性特点的工作,贯穿整个车型从开发至量产后维护的整个生命周期,包含整车的间隙段差设计,车身/焊接分总成/单个零件的定位设计和公差分配,车身结构及装配流程优化建议,测量点的选择及监控线划定,量产后的维护等内容;尺寸链作为一种重要的分析工具,贯穿于尺寸工程各个阶段。
关键词：尺寸链??尺寸链环
引言：汽车车身尺寸工程的主要目的是充分发挥尺寸链的作用和价值,进而保证汽车车身
参数的精准度,并保证车身内外的美观度,进而降低噪音,满足客户的基本要求,除此之外,还能在一定的程度上降低后期维护和检修的成本,延长汽车车身的使用寿命,提高汽车的实用性能。我国汽车用户数量在不断的增多,而且其提出的要求也在不断提升。为顺应市场客户多样化的需求,并且对制造成本、维护成本予以综合的考虑,做好整车尺寸工程设计工作并达到匹配标准,是我国汽车公司必须具备的
发展能力,是推动其增强竞争实力的重要保障。
一、尺寸工程基本流程
汽车尺寸工程在施工的过程中与汽车车身的开发是同步的,所以说在车身开发之前需要对车身进行概念性的参数设计与造型设计,然后要对汽车的造型以及其他功能进行可行性的分析,接着就进入车身产品的开发研究阶段,在这一阶段主要要完成的任务是定位的策略、公差以及测点的确定,最后对完成设计的车身进行批量生产,并且根据实际的生产数据对车身进行尺寸管理。一般来说,尺寸工程的主要流程包括三个主要的步骤：第一步将汽车车身的相关文件数据进行输入；第二步依据相关文件数据对其进行定位,并且对其进行相应的尺寸链分析；第三步根据评测的最终结果，从而制定出相应的尺寸工程文件,并进行相应的优化处理,从而保证其次尺寸工程的顺利进行。
二、尺寸链的形式及构成
1.1尺寸链的形式
空间链有两种类型，一种类型为二维空间链，另一种是三维空间链。所有组成环、位于一个又，或者是位于几个平行平面内的尺寸链通常被称为二维维链。二维维链可以再细分为二维链，一种是线性维链，如果所有组成环都平行于闭合环，称为线性维链;另一种若组成环不平行于闭合环则通常称之为平面尺寸链。组成环，位于几个不平行的平面内的尺寸链,其三维尺寸链又称空间尺寸链。
1.2尺寸链的构成
尺寸链由环构成。
(1)在环尺寸链中，每个尺寸简称为环尺寸链，可分为两种，一种是封闭环?一种是组成环。
(2)封闭环加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环封闭环常用下标“0”表示(2)封闭环加工或装配过程中，自然形成的最后一个尺寸称为封闭环，它通用下标“0”表示。
(3)组成环的尺寸链中，除封闭环以外的其他环称为组成环。组成环一般用下标为“1,2,3,…”的字母表示，根据它们对封闭环的影响,又可分为增环和减环。
三、汽车尺寸工程具体方案
3.1录入相关尺寸的数据
首先在数学模型方面,涉及到的信息内容为整车设计数据、零件的初始定位。其次，在功能维度上，涉及的内容包括操作、美学、操作功能与装配能力、道路行驶能力、密封能力和人体工程学功能要求等。另外,在工艺流程方面,主要的内容就是焊接流程图和总装工艺流程图。
最后,在基础公差上,需要遵循一定的标准,即根据公司、国家及工艺制造部门等方面的相关公差标准作为重要的参考依据，并且作为尺寸链分析的重要依据。
3.2进行准确的定位分析
整车是由许多的钣金件焊接、内外饰件装配组成的,其中各零件焊接、检验以及冲压、装配等过程,均应该设计相应的定位基准,对于零件自由度实施足够的限制方可,并且要具备相同的零件基准,诸如夹具、检具等各工序零件。要防止基准转换的情况,避免出现因基准转换而带来的偏差。在定位分析方面,应该对几何角度、可能性以及功能性几项指标进行充分的考虑,而且维护定位一致性,确保维护定位具备继承性的要求,需要遵循定位原则,尽可能的避免过度约束的情况出现,为了避免过度约束的情况出现可以利用简单的形状。
3.3对尺寸链进行分析
尺寸链是一组大小组合，它们之间相互关联，并遵循相应的顺序。封闭环为零部件加工期间、装配期间得到的环,体现出机器精度要求。组成环是尺寸链中的一个环，如果这个环的变化导致闭环的各向同性变化，这种情况就是增环,减环与之相反。相互制约的尺寸链关系,产生于误差相互累积期间,所以,对于各组成环的精度进行管控,能够实现控制封闭环效果,得到公差精度。概率论是概率论方法的重要基础。如果把每个组成环看作随机变量，则每个随机变量的和也属于随机变量，每个组成环的平方差的和就是闭合环的方差。尺寸链分析常用的方法有二维尺寸链和三维尺寸链（使用3DCS和VSA软件),需要先按照装配生产流程找出各个尺寸链环,然后根据基础公差给各个尺寸链环赋值,最后使用概率法进行计算从而得出结果。通常使用的概率法包括：均方根法、极值法、蒙特卡罗法。
3.4对整体进行优化
如果尺寸链的分析结果工序的能力指数即cpk的值处于1以下,或者是试制检测结果未能够满足品质的标准,那么优化整改需要使得工序能力指数超过1或者等于1,以及试制检测结果能够满足品质要求方可。首先,将链环数减少,并降低累积误差,同时进行功能尺寸目标值的更改。部分难达到的功能尺寸目标值,不产生影响的情况下,可进行取消处理。另外,进行调整环,即把多链环积累的误差进行加大孔和人工调整安装等方面,进行调整环,实现更好的优化。还有可以进行减小链环公差,以达到质量要求标准的目标。
3.5总成公差的设定
汽车车身在焊接的过程中可能有多种不同搞得工艺路线,这就导致其定位基准不同,而且其最终的装配顺序也有很大的差异。此外,在焊接过程中的总成公差不能直接根据经验进行制定,而是要通过专业的公差计算公式进行累积计算,并且对其进行多次验证才可以确定最终的总成公差。一般来说，尺寸链分析的主要方法有二维链计算和三维仿真分析。不同的分析方法都有各自的特点和优势，实际的应用方法是根据实际情况选择。二维尺寸链计算方法主要用于车身分总成和装配公差的计算，三维仿真分析主要用于特定区域的特殊分析。不论是运用什么分析方法，在应用的过程之中，需要进行以下几方面的分析：首先，对每个零件的定位系统进行分析。其次，对相邻零件总成的装配顺序进行分析。最后，对零件的搭接关系进行分析。
3.6输出相关尺寸工程文件
展开针对性的整改以及优化工作之后,需要输出功能尺寸、定位策略、零件公差、车身及零件测点文件等系统的尺寸工程文件,作为尺寸工业化调试的重要指导文件,用来指导制作及零件的测量和接收和工业化的匹配和调试等。
结语
通过运用维数分析，根据各型号的结构和成本供应商水平经验，在初始设定后，根据产品设计，对DTS公差标准进行不断验证和改进。经科学的尺寸链分析以及应用,实事求是的遵循各车型结构、成本以及供应商水平等实际的情况,提出合理的间隙面差目标意义重大,另外初始设定了目标之后,应该依照产品设计进行完善,并且不断的严格验证。
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