白车身定位精度影响因素分析

王伟鹏

柳州柳新汽车冲压件有限公司广西柳州545006

摘要：近年来，我国汽车行业发展迅速，竞争日趋激烈。汽车在满足基本功能后，消费者对于汽车质量提出了更高的要求，各汽车制造公司纷纷严把质量关。白车身作为汽车的主体骨架，是汽车其他零部件的载体，白车身定位精度的好坏直接影响到整车的质量及性能。

关键词：白车身；定位精度因素；控制措施

引言

汽车生产过程中白车身定位精度质量的管控是一项甚为繁杂的综合性工程，其关联到冲压工艺中的模具工艺水平、冲压件的PCF数据精度、以及焊装工艺中的夹具设计及精度、分总成的UCF数据精度、焊接焊点布局、零件定位策略、零件结构设计等方面。白车身定位精度的高低，直接影响到车门、发动机盖及后背门与白车身的间隙与面差外观质量，影响总装车间汽车内饰部件的装配。切实做好白车身定位精度质量的管控，可有效提升汽车的外观感官质量，保证总装车间内饰件的顺利准确的装配，消除内饰部品间的干涉异响，提升整车质量。

影响汽车白车身定位精度质量的主要因素有：

1、冲压件PCF精度及分总成UCF精度

冲压件是组成白车身的最小单元零件，白车身总成由冲压件通过不同的焊接工艺方法组建成小分总成，小分总成之间再通过焊接最终搭接形成白车身总成。冲压件的PCF精度测量数据的高低直接影响到分总成的UCF精度，因此为保证零件之间的尺寸链在设定公差范围内，每天需对冲压件PCF精度以及分总成的UCF精度进行抽查管控，对NG项进行进行原因分析及对策。

2、零件定位策略的选择

2.1六点定位原理

零件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。在夹具上要对零件进行定位时需限制其6个自由度，只有6个自由度限制后零件的空间位置才能固定。六点定位也叫3-2-1定位法则，保持零件平衡状态需要6个定位点，3个点在Z方向、2个点在Y方向、1个点在X方向，“3-2-1”规则由此得来。

当零件为刚性物体时应按照“3-2-1”原则进行设置定位，否则将出现过定位或者欠定位。当欠定位时，定位点没有限制零件自由度保证不了零件的精度是不允许的；当过定位时，存在过定位导致工件或定位元件变形也将影响零件的定位精度。但是由于汽车的零件一般都较大以及较薄，在定位如顶盖总成以及前地板边地板总成时，“3-2-1”定位原则将满足不了定位的精度要求。对绝大部分薄板件焊接过程，其最主要的尺寸问题是薄板件法向方向上的变形，因此其自重所引起的变形就不容忽视。有关分析表明，对一块长宽各400mm，厚1mm的薄板，用“3-2-1”原理定位，在其自重作用下就可能产生1~3mm的平均变形。因此，对于薄板件而言，最合理的夹具系统是要求其第一基准面上存在多于三个定位点去限制这一方向上的零件变形。因此就要求Z向上的定位点多于3个，在零件易变形的地方进行定位，即所谓的“N-2-1”定位原则。

2.2RPS系统的执行

RPS是德语单词REFERENZPUCKTSYSTEM（定位点系统）的缩写。其原理是：通过保证定位具有足够的精度来实现零件的加工精度，即零件的全部工序应保证定位基准单一化原则。RPS系统规定了汽车从开发到制造直至总装部品零件的安装的所有环节所有涉及的人员需共同遵守的定位点及其几何公差。当汽车在整个生产过程中遵循RPS定位原则时，可以从三个方面有效提升零件的定位精度质量。一、避免了由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大；二、避免了定位板的使用；三、RPS点是模具、工装、检具的定位点。当各个分总成之间的定位基准不统一存在不断变化，焊接成为白车身总成时相关安装点精度将恶化变差。因此，通过执行RPS系统可以避免定位基准的转换从而来保证焊接定位过程的可靠性和可重复利用的精确性。

3、点定工位焊点布置

白车身总成框架主要由下车体总成、侧围总成以及顶盖总成三大部分组成。各大总成在焊接线体上由分总成在某个点定焊接工位点焊固定后，再在其他补焊工位进行补焊，最终形成一个刚性的整体。因此各分总成的点定工位焊点位置的布置对各分件连接刚性影响巨大，连接刚性的大小影响到焊接后大总成的精度。由于生产线需考虑到生产节拍因此点定工位焊点无法大量焊接来保证刚性，因此在有限的焊点中如何保证刚性焊点的布置就尤为关键。如在下车体焊接点定前舱、前地板及后地板总成时，搭接部位需左右侧均布置焊点防止某一侧受力不均绕X轴旋转变形精度产生偏差，同时焊点需在Z及Y方向均布置焊点，防止因下车体刚性不足输送过程中在重力作用下零件变形而导致定位精度变差。

4、定位孔变形

每个总成都是由分件不断定位焊接而成，同一个定位孔需在不同夹具不同定位销上反复定位使用多次。在反复装夹过程中存在定位孔与定位销干涉的情况，定位孔容易变形，变形后定位孔尺寸变大，定位孔与定位销的配合公差变大，最终导致定位精度变差。因此要求：1、零件在装件或是取件时定位孔所在型面需尽可能垂直于定位销，防止定位孔在装夹过程中与定位销干涉变形；2、部分零件的定位孔零件料厚较薄，一般只有0.7-0.8mm，因此刚性非常差。为增加定位孔的刚性及硬度，在不改变料厚的情况下在定位孔附近设置拉延筋或增加造型，通过冷作硬化来增加定位孔板件的刚性，从而达到降低变形的目的。

5、夹具精度不良

5.1夹具系统自身偏差

夹具上的定位块、定位销在每次零件装取件时均存在与零件接触并受力，在使用较长时间反复承受冲击载荷后，夹具上的BASE板以及POST上的部分连接杆会存在变形或者是松动，从而会导致定位单元空间位置的变化。定位销及定位块每天与零件定位孔或者型面大量反复接触，时间久后定位销或是定位块磨损增大。特别是当主销磨损严重后，定位单元与零件之间将不满足六点定位原理要求，从而导致零件精度出现严重偏差。夹。为保证夹具定位单元的精度，需对夹具定期进行三坐标测量，通过测量及分析夹具精度数据及时对夹具精度进行调整，保证夹具定位单位的精度从而保证零件定位的精准。

5.2夹具系统外界影响

焊装车间在焊接时存在大量的焊渣飞溅以及粉尘，焊接时焊渣很容易飞溅到定位销或者定位面上，容易导致定位孔进销没有进到位或者零件的型面无法与定位面贴合，零件的定位将因此而失效精度无法保证。此外由于电阻点焊焊接时产生几千及上万安的电流，焊接时产生的强大磁场从而把夹具上的定位元件磁化，磁化后的定位元件更加容易吸附飞溅铁屑。因此为保证夹具定位单元的定位精度，需把对夹具的清洁保全纳入到控制计划当中，定期对夹具的定位单元进行焊渣等异物的清理。

结语

白车身的质量在汽车车身的综合质量中占据着举足轻重的地位，而白车身的定位质量又是决定白车身质量的重要一环。本文重点讨论影响白车身定位精度质量的一些影响因素以及相应的对策方法。影响白车身定位精度质量的因素还有很多，通过对主要影响定位精度质量的零件PCF及UCF精度管控、定位策略的选择、焊点分布的选取、零件结构的改善以及夹具定位精度的监控，将能有效地提升白车身定位精度，生产出高精度高质量的白车身总成。

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