汽车车身焊接尺寸公差分析与研究

杨阳

摘 要：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。

关键词：车身焊接边;尺寸与公差;尺寸链

0 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 汽车身尺寸的影响因素

（1）零件尺寸误差。汽车车身的冲压件，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，最终影响到汽车车身尺寸及整车质量。

（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。一条汽车车身焊接生产线，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，这就导致汽车车身尺寸会出现各种各样的偏差。

（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，这使得汽车车身的尺寸精度会出现一些误差。焊接是目前汽车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。

2 汽车车身的精度控制策略

通过以上分析探讨可以发现，影响汽车车身尺寸的因素是多方面的，针对这些潜在的不利因素，制定一系列针对性的改善措施，提高汽车车身的尺寸精度，是主机厂需要考虑的重要问题，具有作法如下所示：

（1）加强零件的精度控制。车身冲压件是保证车身尺寸精度的先决条件，如果车身冲压件的尺寸精度得不到保障，后续的加工工序也就毫无意义。在白色身加工过程中，应该从以下几个方面来提高车身精度：第一，简化车辆复杂程度，降低冲压工艺难度，有效提高汽车车身的成型性和稳定性。这就需要汽车厂商创新设计出更加新颖的车身工艺。第二，创新应用整体冲压工艺，例如“整体门框”、“整体侧围”、“一体式门环”，尽量减少零部件的数量以减少尺寸链长度，减少总成零件的累计公差。第三、在车身结构设计过程中，要保证零部件基准的有效延续性，避免出现基准的不合理转换。

（2）工装结构的最优化、定位基准的合理化。想要有效控制车身尺寸精度，保证整车产品质量，就必须要有科学合理的工装夹具，以及合理的定位基准的设计。第一，夹具设计开发过程中，对夹具材料、结构、硬度、精度等进行规范化要求，为调试验证及尺寸控制打好基础。对夹具设计、车身尺寸进行系统地验证分析，提高装夹工具的合理性，避免由于其它因素对汽车车身尺寸精度造成太大的不利影响。第二，构建基准统一的焊接夹具，保证夹具定位基准与RPS定义一致，保证模具、夹具、检具的基准统一及延续。基准的一致性是保证车身尺寸的前提条件，基准的合理设置，以减少尺寸链的长度，指导夹具的设计开发，及调试验证过程中的尺寸分析测量。合理的夹具结构和定位基准，可以有效避免由于其他因素对车身尺寸精度产生较大的影响。

（3）提高操作的规范性、新工艺新技术的应用。科学规范的操作流程可以有效避免汽车车身出现太大的误差，因此在生产过程中，主机厂应该针对每一个环节，制定一系列科学规范的操作方法，避免由于人为因素对汽车车身的尺寸精度造成不利影响。第一，主机厂工艺人员应该对汽车车身的焊接工藝、焊点位置、焊接参数等做出明确的说明，并严格落实到实际加工当中，确保汽车车身的焊接过程符合工艺设计要求，零部件连接方式符合产品定义，从而控制生产过程，减少人为因素影响，以有效控制汽车车身的尺寸精度。第二，引进先进的焊接工艺及新型连接方式，比如激光焊接、铆接、胶接等方式;提升自动化率;采用自适应焊接方式;增加在线检测设备及机器人视觉系统等新技术，减少人为因素的影响。自动化的应用，对于车身尺寸能更为有效的进行控制，新工艺新技术的发展，也将不断推动汽车行业的提升。

3 结语

如今汽车保有量越来越多，种类越来越丰富，人们对于汽车的要求也不仅仅只是作为代步了，对于功能、性能、造型、内外观匹配质量、用户体验等的要求越来越高。车身作为整车零部件的承载体，尺寸精度的好坏直接影响着整车的质量水平，严重时甚至会造成安全隐患。主机厂需要加强零部件的结构设计水平、零部件精度的控制、工装夹具的结构合理性及维保、操作的规范性等因素，从而有效提升及控制汽车车身的尺寸精度，提升整车的质量水平，以及主机厂的造车能力和综合实力。

参考文献：

[1]阚天水.汽车车身焊接边尺寸公差分析与研究[J].汽车实用技术，2019（08）：63-66.