車身開發(fā)中尺寸工程技術(shù)的論文
1尺寸工程技術(shù)流程
尺寸工程技術(shù)是與白車身開發(fā)流程同步進(jìn)行的。依據(jù)輸出的尺寸方案進(jìn)行尺寸管理。尺寸工程流程，通過輸入文件進(jìn)行定位及尺寸鏈分析，根據(jù)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，制定最終尺寸工程文件作為生產(chǎn)的尺寸管理依據(jù)。文章以某微型客車為例，說明尺寸工程的具體流程和方法。
2尺寸工程技術(shù)詳細(xì)方案
2.1尺寸工程輸入文件
1）數(shù)模：包括了初始的定位和造型等信息；
2）功能尺寸：包括裝配性、美學(xué)（間隙面差等）、密封性、操作功能性、操縱性、道路行駛能力、安全性及人體工程學(xué)的功能要求；
3）工藝流程：包括裝配焊接等流程圖；
4）基礎(chǔ)公差：基礎(chǔ)公差是尺寸鏈分析的基礎(chǔ)，主要參考本公司、工藝制造部門、國家及歐洲的相關(guān)公差標(biāo)準(zhǔn)。
2.2定位分析
一般情況下（剛性零件或雖是柔性零件但定位點(diǎn)距離已合適時(shí)）不能過約束。
1）限制零件的6個(gè)自由度，遵循3-2-1原則。如圖2d所示，3個(gè)x向定面，2個(gè)y向定線，1個(gè)z向定點(diǎn)，6個(gè)方向約束6個(gè)自由度，將零件位置唯一確定。
2）線的支撐點(diǎn)和面的支撐點(diǎn)之間應(yīng)該盡可能地彼此遠(yuǎn)離。原方案中2個(gè)定位孔距離較近，新方案將前部定位孔前移，定位約束間變遠(yuǎn)，使定位更準(zhǔn)確。需開展同步工程驗(yàn)證連接（焊接或裝配）是否可行。因往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)橫桿經(jīng)過的區(qū)域不能布置定位機(jī)構(gòu)，致使很多定位方案不能實(shí)施，改用雪橇傳送后就不再受限，故品質(zhì)得到保證。
2.3尺寸鏈分析
要定量地判斷定位方案及功能尺寸是否可行，需借助尺寸鏈分析。常用統(tǒng)計(jì)法將其編入Excel表格標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行計(jì)算。圖8示出翼子板寬度原方案，其尺寸鏈計(jì)算數(shù)值，封閉環(huán)目標(biāo)公差為2mm。經(jīng)計(jì)算，尺寸鏈分析結(jié)果為6.4mm，封閉環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)比率（R）為41.06%，未達(dá)到≤0.27%的要求，判定為不合格，需優(yōu)化。
2.4整改優(yōu)化
2個(gè)零部件直接關(guān)聯(lián)連接，鏈環(huán)數(shù)最少。大燈與前保險(xiǎn)杠的直接關(guān)聯(lián)裝配，新方案將大燈增加掛鉤直接與前保相連，保證了其間隙要求。2個(gè)零部件通過工裝或連接件關(guān)聯(lián)。圖10示出發(fā)動(dòng)機(jī)罩與車身的間接關(guān)聯(lián)裝配，原方案中鉸鏈與發(fā)動(dòng)機(jī)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)罩與車身人工調(diào)整安裝，調(diào)整工時(shí)長且誤差不穩(wěn)定；新方案將鉸鏈與發(fā)動(dòng)機(jī)罩自定位，發(fā)動(dòng)機(jī)罩與車身通過發(fā)動(dòng)機(jī)罩工裝支架安裝，提高了調(diào)整線裝配機(jī)罩的裝配精度，減少了工人的操作強(qiáng)度和不穩(wěn)定性。更改或取消功能尺寸目標(biāo)值。對有些較難達(dá)到的功能尺寸目標(biāo)值，更改或取消后對品質(zhì)要求影響不是太大，就應(yīng)該更改或取消。調(diào)整環(huán)。將多鏈環(huán)積累的誤差通過加大孔，以及人工調(diào)整安裝等調(diào)整環(huán)形式來優(yōu)化。減小鏈環(huán)公差。根據(jù)現(xiàn)有工藝條件，適當(dāng)減小鏈環(huán)公差，滿足質(zhì)量要求。
2.5尺寸工程文件輸出
通過整改優(yōu)化后，輸出最終定位策略、功能尺寸、公差及測點(diǎn)文件。尺寸輸出文件，可作為試制生產(chǎn)（產(chǎn)品生產(chǎn)驗(yàn)收、測量、檢具制作驗(yàn)收及工裝夾具制作驗(yàn)收）的尺寸管理依據(jù)。以測量為例：
1）虛擬檢測：通過尺寸鏈分析零部件及測量每個(gè)鏈環(huán)的公差合格情況，可以判斷總成功能尺寸合格情況，并可以在試制階段模擬總成檢測情況，在沒有總成的情況下進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)；有總成檢測后及時(shí)分析原因，優(yōu)化改進(jìn)，減少試制周期和費(fèi)用。
2）三坐標(biāo)測量：利用焊接工裝或簡易檢測支架，依據(jù)制定的公差表和測點(diǎn)文件，通過三坐標(biāo)測量可以判斷零部件尺寸合格性，減少某些檢具的.投入。
3結(jié)論
尺寸工程技術(shù)在某車身開發(fā)中的應(yīng)用，解決了大量與美學(xué)和裝配等功能相關(guān)的問題，達(dá)到了以最優(yōu)化的周期和成本生產(chǎn)出質(zhì)量合格產(chǎn)品的目標(biāo)。在研究和應(yīng)用中制定了尺寸工程的流程、規(guī)范及模板，建立了尺寸工程技術(shù)開發(fā)體系，設(shè)計(jì)了一些特定的裝配方法和工裝及車身結(jié)構(gòu)，保證了功能尺寸的合格。相對于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，尺寸工程技術(shù)的應(yīng)用為設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)優(yōu)化指明了方向，提高了設(shè)計(jì)的可靠性。應(yīng)用中已獲得6項(xiàng)實(shí)用新型專利。該方法已推廣到后續(xù)的車身開發(fā)中。
作者:舒幫富 單位:東風(fēng)汽車股份有限公司商品研發(fā)院
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