陸勇

（北京奔馳汽車有限公司，北京102600）

1 前言

白車身是汽車的重要承載體，其尺寸的一致性對整車的匹配有著重大影響[1]，因此尺寸控制也成為車身質量控制的關鍵，也是我國汽車工業(yè)長期落后和技術薄弱的環(huán)節(jié)[2]。做好新車型的尺寸質量控制工作，可極大減少開發(fā)周期，在不損失質量的前提下，實現(xiàn)項目降本[3]。近年來，隨著新車型項目生產線自動化率、柔性化和復雜程度的逐漸提高，新工藝、新設備和新系統(tǒng)得到廣泛的應用，車身尺寸控制的難度也逐漸上升。鑒于此，為有效控制新車型投產過程中的車身尺寸問題，保障尺寸調試階段在各個節(jié)點與質量目標相符，本文提出了一套標準化新車型車身尺寸控制策略及質量標準，以解決白車身尺寸控制的重難點問題。

2 新車型車身尺寸過程控制

為有效控制新車型車身尺寸，根據(jù)時間節(jié)點和工作范疇，將車身尺寸過程控制劃分為5個階段：沖壓件審核階段、設計審核階段、預驗收階段、現(xiàn)場驗收階段以及產品調試階段。

2.1 沖壓件審核階段

在沖壓件審核階段的主要工作是針對零件尺寸狀態(tài)進行評審和試裝，并控制零件關鍵位置的配合狀態(tài)。最終形成如圖1所示的零件尺寸問題反饋單輸入到尺寸放行會議，以監(jiān)控零件下一輪尺寸整改及進度跟蹤。在沖壓件審核階段需注意三坐標測量時全局座標以及局部座標的正確建立，以保證三坐標測量結果的準確性及有效性。

圖1 零件尺寸問題及反饋單

2.2 設計審核階段

設計審核階段的主要任務是驗收生產線夾具設備設計是否滿足尺寸功能需求，驗證設計標準與結構是否符合標準要求。此外在設計審核階段初期需同規(guī)劃部門及生產線供應商對夾具設計標準進行確認。以北京奔馳MFA平臺Z177車型為例，項目開始階段就將Z1、Z2和Z3區(qū)域統(tǒng)一標準，形成如圖2及圖3所示的通用性夾具設計標準清單以及夾具設計標準補充清單，使不同區(qū)域的夾具設計審核標準及結果可對比。另外需注意的是設計審核階段，所有圖紙結構功能均應處于有效狀態(tài)，無法達到驗收標準的項目均記錄在例外清單中，并在規(guī)定日程內實現(xiàn)功能。

圖2 夾具標準結構清單

圖3 夾具設計標準補充清單

2.3 預驗收階段

預驗收階段應從線體供應商進行設備加工制造并裝配完成開始。驗收項目包括夾具是否按設計進行加工、裝配是否遵照圖紙要求、裝配精度是否滿足功能要求、結構及強度是否符合使用工況、功能項是否可高效實現(xiàn)等[4]。該階段工作應與設計審核階段工作相結合，最終形成各生產區(qū)域通用性預驗收檢查清單，如圖4所示。該清單可更直觀的對比不同區(qū)域夾具的驗收情況，并準確的反應出現(xiàn)有問題。

圖4 預驗收檢查清單

預驗收階段是極其重要的一環(huán)，其核心是通過夾具預驗收，驗證設備發(fā)運前質量狀態(tài)，評價夾具結構合理性、制造與設計符合性、功能完整性、精度符合性，以確保達到過程控制和質量目標的要求。

同時夾具裝配調試完成后，主要尺寸功能應均在有效狀態(tài)，無法達到驗收標準的項目同樣需記錄在例外清單中，并在規(guī)定日程內實現(xiàn)功能，進而完成夾具功能、狀態(tài)、精度和制造工藝的初步驗證。

2.4 現(xiàn)場驗收階段

現(xiàn)場驗收階段，其應從設備交付到生產現(xiàn)場并安裝完畢開始，包括精度驗收及穩(wěn)定性驗收。該階段的主目的是控制夾具的精度，從而滿足產品尺寸質量需求及保證產品尺寸一致性。

2.4.1 精度驗收

為保證整車制造能力及實現(xiàn)產品精度要求，夾具交付并安裝完畢后，需要對夾具的精度進行驗收。在精度驗收中主要包括夾具測量、鋼板間隙檢查、墊片組檢查、U型限位塊驗收以及定位抓手檢查5大主要環(huán)節(jié)，對于無法達到精度驗收標準的項目均應記錄在例外清單中，對不符合精度要求的夾具結構進行整改，并在規(guī)定日程內實現(xiàn)其相應功能。

a.夾具測量：夾具在現(xiàn)場完成安裝后需由線體供應商對夾具精度進行重新測量。在夾具精度測量時，應以產品數(shù)模為參考確保夾具符合產品生產的尺寸要求，在測量時定位夾具及定位抓手精度要求為±0.1 mm，補焊夾具及其它抓手精度要求為±0.2 mm。測量完成后還需抽測夾具進行檢驗，供應商需對精度不合格的夾具進行整改，并重新測量標定直至合格，如圖5所示。

圖5 夾具測量報告

b.鋼板間隙：雖然夾具測量保證了所有定位元件的精度，但對于夾具壓塊的精度需要由鋼板間隙來保證，即確保夾具的托塊與壓塊之間的間隙與數(shù)模中此處全部鋼板的厚度和一致，如圖6所示。所有夾具均需要對鋼板間隙及逆行檢查，否則夾具穩(wěn)定性要求無法達到[5]。

圖6 夾具鋼板間隙

c.墊片組：所有夾具定位元件的墊片組由5 mm墊塊及2 mm、2 mm、1 mm墊片組成，如圖7所示。若在夾具測量時調整定位元件精度，需將5 mm墊塊更換為相應厚度的墊塊，并保持2 mm+2 mm+1 mm的墊片數(shù)量不變。

圖7 墊片組

d.U型限位塊：圖8為U型限位塊工作示例，在驗收U型限位塊時要關閉夾具氣源，用手輕輕搖動夾爪臂，觀察U型限位塊是否出現(xiàn)單邊磨損，若出現(xiàn)此類問題會損壞夾具的精度、壽命及穩(wěn)定性，也會對產品尺寸精度產生影響，該問題常易被忽略，因此需引起重視，及時進行整改。

圖8 U型限位塊

e.定位抓手：定位抓手是保證零件尺寸的重要工裝，在對定位抓手進行精度驗收時需要對全部定位抓手進行相應檢查。定位抓手驗收主要分為2步。第1步是將定位抓手置于夾具上，通氣后夾緊夾具，此時對定位抓手進行精度標定，檢查夾具及定位抓手各個限位塊的標定數(shù)據(jù)及所有定位元件的標定數(shù)據(jù)。第2步令定位抓手不抓取零件，自由放置于夾具上，檢查各個限位塊是否完全貼合以及定位抓手的鋼板間隙是否合格。

夾具精度驗收后，所有尺寸精度功能均應處于有效狀態(tài)，無法達到驗收標準的項目均應記錄在例外清單中，并在規(guī)定日程內實現(xiàn)功能。同時整改完成后需進行二次精度驗收，以保證試裝生產前的夾具精度。

2.4.2 穩(wěn)定性驗收

在夾具精度驗收完成后，需要對夾具進行穩(wěn)定性驗收，如圖9所示。其目的是為保證系列化生產后零件及車身尺寸的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性驗收包括夾具穩(wěn)定性驗收以及滾邊胎穩(wěn)定性驗收。

圖9 穩(wěn)定性驗收

夾具穩(wěn)定性驗收內容如下。

a.貼合狀態(tài)：使用藍油或紅丹粉檢查零件與夾具的貼合狀態(tài)以及零件與零件間的貼合狀態(tài)，確保所有相關零件及夾具貼合良好。貼合狀態(tài)檢查如圖10所示。

圖10 貼合性檢查

b.干涉問題：干涉問題檢查需將零件放置在夾具上，檢查零件與零件、零件與夾具、夾具與夾具間是否存在干涉。這就要求零件與夾具部件（包括運動軌跡）間的間隙＞5 mm，零件與零件間翻邊、圓角、料邊無干涉。

c.裝夾穩(wěn)定性：將零件裝配好，夾具通氣并夾緊，在零件與零件的配合面每個方向至少鉆2個Φ5 mm的孔，如圖11所示，鉆孔時需避讓焊點。鉆孔后需鉸孔并打磨孔邊緣毛刺，并反復裝配零件5次，用標準的塞棒檢查每次裝配孔的錯位情況，要求不能＞0.3 mm。

圖11 裝夾穩(wěn)定性檢查

d.焊接穩(wěn)定性：如果裝夾穩(wěn)定性良好，最后一次裝夾后對其進行焊接，焊接完成后再用標準的塞棒檢查孔的錯位情況，錯位的部分不能＞0.3 mm。

滾邊胎穩(wěn)定性驗收內容如下。

滾邊胎驗收主要包括貼合狀態(tài)檢查，干涉問題檢查、裝夾穩(wěn)定性檢查以及包邊穩(wěn)定性檢查。

a.貼合狀態(tài)：調試方法同夾具穩(wěn)定性；

b.干涉問題：調試方法同夾具穩(wěn)定性；

c.裝夾穩(wěn)定性：將零件裝配好，夾具通氣并夾緊，滾邊胎上內/外板零件各粘至少3個測量球作為測量點，并且避讓機器人軌跡及滾邊胎模裝夾部件等。反復裝配零件5次，用關節(jié)臂測量內/外板上的測量球，要求每次裝配后單方向的內/外板測量球相對移動量<0.3 mm；

d.包邊穩(wěn)定性：若裝夾穩(wěn)定性良好，在最后一次裝夾后，可進行包邊并對其進行驗收，如圖12所示。包邊穩(wěn)定性驗收需檢查內/外板測量球的移動量，單方向的內/外板測量球相對移動量要求＜0.3 mm，如果小球移動超出范圍，則另外裝配1套零件，分步進行包邊，識別影響零件相對移動較大的包邊步驟。

圖12 包邊穩(wěn)定性檢驗

裝具穩(wěn)定性內容如下：

裝具穩(wěn)定性驗收設置的目的是為驗證設備保證零件尺寸狀態(tài)穩(wěn)定性能力，滿足設備系列化生產后尺寸穩(wěn)定能力的要求，如圖13所示。其主要包括裝夾穩(wěn)定性驗收和鉸鏈裝配穩(wěn)定性驗收。

圖13 裝具穩(wěn)定性

a.裝夾穩(wěn)定性：將同一個車身和同一個分總成反復裝配5次，檢查覆蓋件一周的間隙及面差值，要求波動＜0.3 mm。

b.鉸鏈裝配穩(wěn)定性：鉸鏈在車身上裝配后，在鉸鏈的一周刻線，同1個鉸鏈和同1個車身反復裝配5次，檢查鉸鏈的位移＜0.3 mm。

需要注意的是夾具穩(wěn)定性驗收只有在完成精度驗收后方可進行。在夾具穩(wěn)定性驗收后，所有尺寸穩(wěn)定性功能均應在有效狀態(tài)，無法達到驗收標準的項目均記錄在例外清單中，并在規(guī)定日程內實現(xiàn)功能，整改完成后進行二次穩(wěn)定性驗收，至此系列化生產的夾具穩(wěn)定性得到驗證。

2.5 產品調試階段

當夾具精度驗收和穩(wěn)定性驗收都合格后，需要對產品進行三坐標測量，并針對測量結果進行夾具調整，以達到產品尺寸要求。

a.工序尺寸：連續(xù)測量5套零件，檢查工序定位點（以中地板為例，如圖14所示）處的測量數(shù)據(jù)是否在公差范圍內；檢查工序定位點處的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，要求波動＜0.66 T（測量點的公差范圍）。當定位點尺寸及穩(wěn)定性不合格時，需要針對夾具進行工序間檢查及調整。

圖14 工序尺寸定位點示意

b.功能尺寸：當重要的工序尺寸已經合格時，需檢查功能尺寸點處的測量數(shù)據(jù)是否在公差范圍內，應連續(xù)測量5套零件，檢查功能尺寸點處的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，同樣要求波動＜0.66 T，如圖15所示。當功能尺寸不合格時，確認尺寸偏差零件位置及相應工序。

圖15 功能尺寸檢查點示意

c.夾具調整：所有夾具/裝具/包邊胎等的墊片調整，均需記錄時間、調整人、調整原因并形成如圖16a所示的夾具調整結果，同時還要更新如圖16b所示的夾具調整記錄單中，以書面記錄單的形式存放至現(xiàn)場夾具旁文件袋中。

圖16 夾具調整結果記錄單

產品調試階段需在夾具完成穩(wěn)定性驗收后才可進行。在該階段首先要確保所有工序尺寸均應在有效狀態(tài)，再進行功能尺寸調試。所有調試方案和方法均應記錄完整具有可追溯性。

4 結束語

本文對新車型白車身尺寸過程控制方案及質量達標標準進行研究。通過劃分驗收階段，明確驗收目標及考核驗收重點建立了1套完整的驗收標準檢查項以及系統(tǒng)驗收和調試流程方案，提出了標準結構及標準方案等系統(tǒng)性評審方法。并將其應用于公司新車型的車身尺寸控制工作中。實踐結果表明：新車型車身尺寸控制效果良好，公司后續(xù)X247以及H247均采用此類尺寸控制策略，在PT1階段均已達到SOP階段的指標。綜上，該白車身尺寸控制策略為公司后續(xù)新車型白車身尺寸控制提供了標準化思路。