车身 质量控制

rockandroll

在车身设计的质量控制中通过以下四个层面来保证。
一、主断面设计报告。
主断面是车身设计的重要工程内容，主要功能是确定车身结构、车身与底盘总成件、车身附件、内饰件、外饰件的安装关系以及进行工程可行性的检验。主断面在车身关键控制部位截取，一般按不同类型的车型大约取55～70个主断面。
主断面工作应贯穿车身工程设计全过程并分三个阶段完成。
第一阶段为主断面初步设计阶段，其主要工作是按Base Market车型的逆向3D数据、公司数据库资料并汇集专家的经验完成初步设计并对车身附件、密封件、底盘件、灯具、内外饰件数据与车身的安装结构关系及车身结构进行多轮的工程化检验，最终确定《主断面初步设计报告》。
第二阶段为车身设计控制阶段，《主断面初步设计报告》作为指令性技术文件在设计过程中严格执行，如果在设计过程中由于相关件的调整或结构、工艺等因素需要偏离时，必须严格执行更改程序。不允许零部件设计员擅自偏离《主断面初步设计报告》；
第三阶段为3D数据检查阶段。在完成3D数模后必须按《主断面初步设计报告》的相应部位截取断面进行检查，对偏离的数据认真分析讨论并做出更改设计或修改主断面的定义，最终在发布三维数模时同时发布《主断面报告》。
二、设计硬点报告。
设计硬点是确定车身与关键的底盘总成件、车身附件、内外饰件等各安装点的3D坐标，一段选取安装点结合面的中心坐标分别对车身与安装件的安装点设计进行控制。
如同主断面设计一样分三个阶段贯穿车身设计全过程，对工程设计进行控制。
三、RPS（Reference Point System）控制系统。
80年代日系车的车身综合制造误差（以6倍均方差"6￡"标志）控制在2mm以内，欧洲为2.5～3mm，美国为4mm。RPS系统就是控制车身质量的在汽车设计制造中始终贯穿前后的参考点系统，它对保证汽车零部件尺寸稳定起着关键作用。
RPS系统实际就是指在设计过程中就确定的车身关键控制点。一般取2300点设计成一个图幅，控制点应明确3D坐标数据和公差。
RPS系统贯穿车身制造的各工艺环节，是工艺、工装设计的依据，如钣金件的检具的检测点，焊接夹具的夹持控制点、焊接总成检具的检测点、白车身总成检测控制点等都是以及RPS系统设计，这样就能够把基准统一起来保证制造质量。
四、品质基准书。
品质基准书是对每一个关键的A类零件车身钣金件设计的技术文件，由于三维数模技术的发展数模可以直接用于模具制造，而3D数模无法反映零件的公差和功能信息，因此品质基准书的功能就是确定制造公差和明确相关信息作为3D的补充，作为车身钣金件模具，模具制造的依据。
品质基准书应反映的信息：
1、各控制面、边界的部位和公差；
2、各孔的功能、如基准孔、功能孔、过孔、泄液孔等；
3、各孔的直径和关键孔的孔径公差和位置公差；
4、品质基准书的各控制点应与RPS系统信息一致






现代汽车质量的好坏完全决定设计水平。对于一部好的车身来说，必需在设计阶段已经完全考虑了各种公差.工艺性等因素的影响，再加上设计中的控制文件，完全保证了后期车身生产质量。本文主要介绍设计中的公差及工艺性需要考虑的因素。
一.车身在设计阶段公差的控制
在设计阶段充分考虑各种主要公差，主要有冲压公差.焊接公差.制造公差.装配公差.移动公差等。要有效保证车身零件在整车使用寿命范围内工作状况最佳，必须合理利用和分配各种公差。
一）.装配公差
保证零件安装无误，而且保证零件工作性能得到很好保证，一定综合考虑和分配各零部件的公差。以下以车门内板和玻璃升降器的安装为例说明公差分配。
前车门内板玻璃升降器的安装如图1,玻璃升降器安装螺栓为M6，门内板安装孔直径为ø7。如果公差分配不合理，后期安装困难。

因为车门内板的冲压精度较高，公差较小如图2所示，能够保证孔的距离公差在±0.2mm范围内。
要求在设计玻璃升降器的时候考虑玻璃升降器支架总成的精度。如果玻璃升降器安装支架总成的距离精度320.5±1mm，很难保证安装。
计算如下：
门内板两安装孔距离为Lmin=320.3mm,Lmax=320.7;
玻璃升降器支架安装点之间距离为Dmax=321.5mm
Lmin+（ø7-M6）/2*2=321.3〈321.5=Dmax
所以就会导致两个零件单独检测均合格，但安装不上的现象。
一旦出现上述情况，需要协调解决，有以下两种方案：
1.提高玻璃升降器安装支架总成的精度，保证距离精度在320.5±0.8mm范围内；

2.加大门内板上的安装孔，将孔径由ø7mm，加大到ø7.5mm。
二）冲压公差
为了保证车身零件安装的可靠性，必需保证冲压件安装面的精度。对一些要求较高的功能面和孔的公差必需特别要求。

三）焊接公差
为了保证整车的精度，对每级焊接总成的公差结合实际情况给定设计范围。
所示一焊接总成，该图中标注了产品需要的公差，即焊接根据实际情况必需保证的公差。


四）移动公差
1.移动公差的目的：
与车身的全长.全宽.全高有关的部件或影响外观质量的部件，对以后可能发生的倾向在事前生产部件时要保证一侧的尺寸，反映在模具.夹具及检具的制作上，这是为了确保质量及质量培育期间的缩短。

2.移动公差定义：
移动公差是在部件装配过程中按照图纸中的数据制作各部件因偏差（公差内偏差）发生干涉或装配困难，所以事前预测公差的中心向哪一侧变更（移动），在设计阶段提前处理的叫移动公差。下面以侧围亮饰条和侧围为例介绍移动公差。

图所示两处截面:

图中辊压件和侧围亮饰条在设计时理论上应该等间隙，但是考虑到两个零件成型后的变形量，不能设计成等间隙（图7），如果设计成等间隙，后期生产阶段基本不可能控制。
具体原因设计时考虑滚压件成型后局部尺寸有变化，在设计时考虑成型减薄在0.6-0.8mm，而且亮饰条和滚压件之间间隙要求较高，所以在设计时已经将此处间隙调整到3.2mm.

总而言之，要很好保证车身的质量，必须在产品设计阶段综合考虑各种公差，而且还需要进行公差计算。只有这样才能保证每一个零件和总成全部控制在设计范围内。
即车身所有生产过程都有据可依，均在设计公差控制范围内，这样才能保证后期生产的车子是完全符合设计要求的。
二.工艺性
一） 冲压工艺性：
主要从以下几方面考虑：
1.零件冲压方向，进而确定压力中心
2.零件拔模角（无负角）
3.零件结构对材料流动性的影响
3.1 零件本身的结构是否合理
3.2 零件的拉延深度是否过深

表中字母说明：
t—材料厚度
K—坯料宽度
h—最大拉深深度
B—拉深宽度

表二：筒形拉深最大相对深度 (h/d)


表中字母说明：
h—最大拉深深度  
d—拉深直径  
df—凸缘直径
t—材料厚度      
d0—坯料直径

3.3具有一定深度的较大的凸台处的过渡圆角尽可能地大一些，最好倒成球面状的R，以利冲压成形(见表三)

表三：拉延最佳圆角半径 (r)
表中字母说明：
h—拉延深度   
r—圆角半径   
B—拉延宽度
3.6 冲切的孔边距是否合理
根据冲模对冲裁件工艺性的要求，孔边距b与材料厚度t的关系是：
b≥2t ,当t≤1mm时，按t=1mm计算，并且不得小于3mm，必要时可以取b=(1—1.5)t，但模具寿命因此降低或结构复杂程度增加。冲孔的最小直径dm与材料厚度t的关系是：dm≥1.3t

4.确定零件的冲压工序，进而考虑模具成本
三维数模圆角对冲压工艺的影响（内圆角大于材料的厚度，圆角过小造成材料撕裂等）
模具寿命（零件圆角和台阶结构的尺寸过小会使模具寿命降低）
拉延深度（零件现有材料牌号是否适合此拉延深度，拉延深度是否合理）
二） 焊接工艺性
良好的焊接工艺性应能满足材料较省.工序较少.夹具加工较易.寿命较高.操作较方便及产品质量稳定等要求。

1.焊接结构工艺性定义
焊接结构工艺性是指钣金结构件在焊接夹具上组合拼装后，实施焊接的难易程度。
2.常用焊接方法
2.1.电阻焊—是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。包括点焊.凸焊.缝焊.对焊。
2.2 电弧焊—是以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源的焊接方法。包括CO2保护焊.焊条电弧焊.氩弧焊.等离子弧焊等。
3.焊接结构工艺性设计要点

3.1.点焊接头形式及焊接空间
在零件设计时，点焊接头应尽可能设计成敞开式，同时还要考虑周边空间，以保证焊钳能够操作。如果必须设计成半敞开式或封闭式，应根据实际情况及时采购或定制焊钳。（附图4-1点焊接头形式）

3.2 .焊接边宽度
两个（或三个）相焊接零件的焊接边重叠部分的直边宽度,一般应不小于12mm，且相焊接零件的焊接边要平齐。因冲压或装配等工艺要求，允许1-2个焊点焊接处焊接边的宽度为8-13mm。
具体参照表1及图3-2（若板材为不同厚度组合，按较薄的板选取）：

3.3.焊点间距是否合理
车身焊接件上的焊点直径一般为ø6-ø7，焊点间距为50-60mm(小尺寸零件除外)。
板厚t.焊点直径d.设计时可选取的最小焊点直径dmin及焊点间的最小距离e，具体数据可参见图3-3.3-4.3-5和表2。若板材为不同厚度组合，按较薄的板选取。
特殊情况下必须超出表2规定设计点焊接头时应考虑设备的实际可操作性。
3.4.点焊零件的板材层数及料厚比
点焊零件的板材的层数一般为2层，最多三层，三层板料厚之和不大于6mm；点焊接头各层板材的料厚比应小于3。

如因结构要求确需4层焊接，首先应检查料厚比，如果合理可以焊接，如果不合理，应考虑开工艺孔或工艺缺口，错开焊点，以保证点焊处料厚比在允许的范围内。

3.5.检查零件定位.夹紧是否方便可靠
在零件的设计时，应考虑合适的焊接夹具定位孔和定位基准面，以便设计制造低成本.高质量的焊接定位夹具。

4CO2气体保护焊焊接加工工艺检查要素
4.1.焊接空间设计合理
4.2.可见区域内焊接处必须留有塞焊工艺孔及凹坑，以保证焊接后有较好的外观质量。

三） 涂装工艺性
主要考虑整条生产线的节拍.车身在涂装时入电泳槽角度.出电泳槽角度等因素，确认设计的涂装工艺孔的位置.大小等是合理的。
四） 安装工艺性
主要根据安装工具.操作空间.操作方便性等确认安装工艺孔的位置和大小是合理的，而且方便操作。
总之，设计一款现代时尚的轿车车身，必须综合考虑各种因素，只有这样才能设计出一款符合现代人的使用观念而且实用的轿车车身。