浅析汽车钣金件GD&T公差设计方法

何 亮

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 510635）

国内外对于尺寸公差都有一系列完善的管理系统。并设置了相应的尺寸工程师以及尺寸部门，这些都是对尺寸公差更为深入的管理方式，对弈整车的概念研发阶段，这些管理结构就介入到尺寸公差管理工作中。经过造型阶段、产品开发、工艺检验、工装研发等等阶段后，尺寸公差都经过了严格的控制与管理，并且很多企业都选择运用先进的公差控制计算方法或软件对公差进行模拟计算，并预测尺寸公差范围，并为了保证问题的及时发现与解决。GD&T就是各个汽车制造厂商最为常用的尺寸公差控制手段之一。

GD&T是具体制造公差要求，这种要求时设计部门对汽车零部件产品制定的，同时在约束指导供应商供应的零部件达到设计制定的尺寸精度要求。即零部件的制造精度在GD&T图样中要表示相应的精度要求。同时对汽车零部件精度的相应检测表与检测方案也提出相应的要求。

在编制钣金件GD&T图样的过程中，需要制定多版图样。第一版GD&T图样需要明确零件基准及检测位置的数量，这样就可以支持检具的招标报价。第二版GD&T图样应该满足BASE下图加工及检具标准件采购要求，并对检具设计提供支撑。第三部GD&T图样应该支持检具加工、装配以及检测，并对应冻结数模。

1 GD&T公差设计原则

保证功能的实现，是GD&T公差的基本设计目的。通过设计者分析相应零件应该具备的功能，在运行尺寸链等工作的同时，设计制定出合理的公差。

2 GD&T公差设计方法

公差设置是GD&T编制的重点。零件的工艺水平能达到怎样水准的制造公差是设计公差前首先需要确认的问题。制造公差累积和基准公差是钣金件总成公差的两个主要决定因素。确定某一环节的制造公差和基础公差后可以推算出各个工序的公差，而正太分布统计法也是经济实用且一般采用的计算方式。这种计算方式将各个环节的工程平方后再进行开方，又称为六西格玛的正太分布统计法。

2.1 基础公差

制造工艺所能达到的水平，其设备既定公差就是基础公差。如果在分析过程中发现，基础公差难以满足要求的时候，调整产品结构或调整制造工艺使一般满足零件功能需求的方式。具体方法可以采用滑动搭接结构，或者采用机器人中频焊接。如果以上两种方法都不能满足零件的功能要求，就需要对基础公差进行提升，并采取相应措施提高钣金单件制造工艺水平，距离可以通过提高模具加工制造工艺水平等方式。

钣金单件的基础公差一般会有一个参考取值范围，但在特殊情况下也会对基础公差进行一定的提升。

2.2 制造公差

每一种工艺在制造钣金件总成是产生的公差叫做制造公差。这种公差的产生原因主要是在前公差基础上后工序的工艺公差进行累计而导致的。凸焊公差是制造公差的主要组成部分。而凸焊公差又包括凸焊螺柱和凸焊螺母。

凸焊公差、点焊公差、植焊公差是比较基础的制造公差种类。焊接设备公差与焊接夹具公差、点焊钣金件公差共同组成点焊公差。其公差范围一般在±（0.3～0.5）mm。

2.3 总成公差计算

计算该检测目标与基准之间的尺寸链即为总成检测目标公差。主要的尺寸链计算方法有如下两种：统计法又称概率法，即通过利用统计学原理并结合成环分布形式来推导计算出封闭环公差的计算方法。或者采用极值法，及所有组成环公差的和即使封闭环公差。

在实际的汽车生产过程中发现在调试工作结束以后，生产处于稳定的大批量生产过程状态时，生产的实际尺寸分布处于正态分布情况，封闭环公差即目标公差激素各个组成环公差的平方和开放，这种方法也被叫做均方根法。

3 结语

汽车尺寸工程本身包含了产品设计、工装设计、零部件设计制造等汽车制造的重要工艺过程。其中GD&T图样设计占据着举足轻重的位置。在工程师绘制GD&T图样时，需要设计者坚持不懈地提升自我对汽车制造行业的整体认知水平，并且能够在GD&T的基准进行准确的分析，同时完善设计资料库，为以后新车型提供有效参考。