白車身作為整車裝配的載體，其精度直接決定了整車各零部件裝配的精度，并影響整車的各項性能指標。而白車身主要由發(fā)動機艙、下車體骨架、側圍總成、頂蓋總成及部分其他組件通過夾具定位后焊接而成，所涉分總成及鈑金件眾多，因此白車身精度控制是一個復雜的系統(tǒng)工程。

對設計、制造到最終生產的開發(fā)流程進行逐步梳理，可以總結出影響車身精度的主要原因：①車身設計因素；②沖壓單件因素；③夾具設計因素；④制造過程因素。針對以上原因，可總結出控制車身精度的主要方法。

優(yōu)化車身設計

1．沖壓單件的優(yōu)化設計

沖壓單件的結構對其品質有著決定性的作用，如果沖壓件結構不合理就會導致零件成形性差，進而影響零件的精度。圖1和圖2為兩種結構的發(fā)動機艙縱梁對比，縱梁A相較于縱梁B，增加了圖1所示部位的翻邊，此種結構會導致模具結構復雜化、翻邊部位易起皺及缺口部位易開裂等質量缺陷，從而影響總成的焊接精度。

圖1 縱梁A

圖2 縱梁B

2．搭接面的優(yōu)化設計

總成是由多個沖壓單件通過某些形面的搭接，然后經夾具定位后焊接而成。因此這些搭接面質量的好壞直接影響總成的焊接品質。搭接面質量主要包含兩部分：首先是形面的表面品質，即搭接面是否存在起皺、疊料等缺陷；其次是形面的精度。此外零件之間的搭接面最好是平面，弧面或者曲面不但會增加焊接調試的難度，而且會對焊接精度產生不良影響。

圖3 a件

如圖3和圖4所示，a、b件是發(fā)動機艙總成中的兩個典型搭接零件，紅色部位即是兩個件的搭接面（均為不規(guī)則弧面）。在實際生產中，由于沖壓之后，弧面并不能完全光順，加之形面精度有偏差，因此在焊接時搭接面易產生縫隙，這樣不僅會導致焊接變形較大，嚴重影響焊接后的總成精度，而且會將這種偏差累積至下一級總成。

圖4 b件

3．總成結構形式的優(yōu)化設計

下面以發(fā)動機艙的結構為例。

（1）一體式發(fā)動機艙

發(fā)動機艙在分總成區(qū)域焊接為一個整體——發(fā)動機艙總成，在下部線以發(fā)動機艙總成的形式與前后地板焊接為下部總成的結構。一體式發(fā)動機艙的結構在車型中較為常見，如圖5所示。

圖5 一體式發(fā)動機艙

（2）分散式發(fā)動機艙

在發(fā)動機艙區(qū)域，只焊接成縱梁與前擋板、輪罩分總成，在下部線以各分總成的形式與前后地板焊接，為下部總成的結構。如圖6所示。一體式發(fā)動機艙結構相對于分散式發(fā)動機艙結構的尺寸穩(wěn)定性好，無嚴重焊接難點，且發(fā)動機艙總成工位夾具定位空間充足，定位充分，工人易操作。

圖6 分散式發(fā)動機艙

控制沖壓單件的質量和精度

各級分總成是由眾多的沖壓單件焊接而成的，因此沖壓單件的質量和精度的好壞直接影響每一級總成的精度。在沖壓單件的結構已經確定的情況下，我們可以重點從以下方面來保證單件的質量和精度。

1．沖壓設備的穩(wěn)定性

沖壓單件是利用模具在沖壓機床上進行生產的。模具從制造商轉入生產地時必須進行生產適應性調試，這里所謂的適應性的對象即是各種沖壓設備。沖壓設備提供的壓力是否穩(wěn)定、是否能達到零件成形所需的壓力、機床臺面的平行度及頂桿長度的一致性等都是直接影響零件成形質量的因素。

2．工藝方法的優(yōu)化

相同的零件采用不同的工藝方法也會導致零件的質量有所差異。圖7為某車型發(fā)動機艙縱梁加強板。該件初始工藝為落料成形，但是成品件兩側出現起皺且回彈嚴重，后將工藝更改為拉延，零件的表面品質和精度均有大幅提升。

圖7

3．單件公差的合理設定

在設置沖壓件的公差時，將有搭接關系的形面作為關鍵控制點進行檢測，對于焊接過程中存在放件干涉風險的部位需要設置特殊公差，同時單件的定位盡量與總成的定位系統(tǒng)保持一致。

優(yōu)化夾具設計

夾具設計在所有工藝中要保證定位系統(tǒng)的一致性，即模具、夾具和檢具定位位置的一致性，且要遵循從總成、分總成到板件的優(yōu)先級別，同時要遵循3―2―1守則，即要防止零件在X、Y、Z三個方向發(fā)生移動或者旋轉。

此外夾具設定要保證零件外觀尺寸及定位穩(wěn)定性，用以防止零件由于質量及零件間搭接匹配或其他因素引起的變形，確保零件的精度偏差最小化。夾具的數量也應做到最少化，多余的夾具設定會導致過定位，引發(fā)質量問題，同時增加工裝成本。

夾具要設定在控制零件的關鍵功能面上，且容易發(fā)生焊接的位置，即設定在防止零件變形或者變形最小化的區(qū)域、在強度較高的區(qū)域，避開容易發(fā)生公差累積的位置，以保證零件定位的可靠性。

制造過程中的控制

1．焊接過程中的變形控制

盡管在夾具設計時已經設計了防止板件變形的結構，但在實際操作中，由于生產操作等人為因素，仍不可避免地會有焊接變形的產生。對于夾具使用過程的部件松動及磨損造成的變形，需要使用三坐標測量后對問題部位進行檢修和調整；對易受人為操作影響的工位，需規(guī)范人員操作及優(yōu)化調整工藝文件，這是提高生產制造能力的必要措施。

2．工序轉運的變形控制

不管是沖壓到焊裝，還是分總成到總成的焊接，都需要使用工位器具進行工序間的轉運，因此工位器具設計的合理性直接對零件及分總成的變形程度產生影響。

3．測量數據分析

車身精度通常采用三坐標測量機對生產調試過程中的白車身進行檢測，從而獲得大量數據，再經過與標準數模進行對比，從而得出白車身各部位的偏差值及偏差的歷史趨勢。

測量不是目的，而只是獲得數據的手段。白車身的測量每天都會積累大量的數據，如何從紛繁復雜的數據中找出規(guī)律和問題，以實現對車身精度的有效監(jiān)控和管理，才是三坐標測量工作的核心目的。

白車身匹配與整車可靠性和安全性都有著密切的關系，同時白車身又是汽車零部件的載體，其制造質量的優(yōu)劣對整車質量有著極大的影響。想要制造出一個精度高、穩(wěn)定性好的白車身，從設計階段到生產階段、從零部件供應商到整車廠、從沖壓單件品質到車身零件配合的精度和從各工序的過程控制到總成件的綜合分析，需要全員參與才能達到最終的目標。