汽車尺寸同步工程研究

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摘要：為了在汽車開發(fā)設計階段更加系統(tǒng)且全面地識別潛在的尺寸風險并提前進行規(guī)避，該文介紹了汽車尺寸同步工程的基本概念，分別從汽車的造型數(shù)據(jù)、主斷面、產(chǎn)品數(shù)據(jù)及工藝等四大方面出發(fā)，說明了這幾方面的主要分析內(nèi)容，指出了它們可能存在的一些常見的尺寸風險及問題，介紹了尺寸同步工程的流程及實施方法，從而對汽車尺寸同步工程進行了整體的闡述，對于新車開發(fā)階段的尺寸同步工程分析具有指導意義。

關鍵詞：汽車；尺寸工程；同步工程

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對于汽車質(zhì)量的追求也在不斷提升。現(xiàn)在顧客買車越來越關注感知質(zhì)量及耐久質(zhì)量，而尺寸工程就是專注于提升這類“質(zhì)量”的專業(yè)技術(shù)分析方法，以滿足顧客的心理預期。以前尺寸工程往往依靠后期匹配調(diào)整來提升質(zhì)量，耗時耗力且效果不佳，現(xiàn)在各大主機廠越來越關注前期設計質(zhì)量，提前進行分析并規(guī)避風險，使產(chǎn)品達到既定的匹配和功能要求。因此，文章著眼于汽車尺寸同步工程分析，主要介紹了尺寸工程在前期設計階段如何進行分析，達到規(guī)避風險提升質(zhì)量的目的。

1尺寸同步工程介紹

汽車尺寸同步工程是在汽車開發(fā)設計階段，全面考慮造型設計、功能要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝流程等因素，分析在工業(yè)化階段可能會存在的尺寸風險，提前制定風險控制措施，將風險消除在萌芽狀態(tài)，以提升制造精度，縮短開發(fā)周期[1]。汽車尺寸同步工程是汽車開發(fā)階段的重要一環(huán)，具有并行性、系統(tǒng)性及協(xié)調(diào)性的特點。并行性是指從造型設計階段開始就安排沖、焊、涂、總及尺寸等各專業(yè)進行同步工程（SE）分析，從定位方案、裝配工藝、制造精度、工裝方案等方面開展可行性分析，通過各專業(yè)的并行開展，提前預測工業(yè)化階段的尺寸保證能力，降低開發(fā)風險；系統(tǒng)性是指專業(yè)人員需要綜合各方面因素，包括尺寸公差技術(shù)規(guī)范（DTS）的達成、關鍵零件供應商制造能力、裝配工裝的定位方案及工藝流程的影響等因素，系統(tǒng)地考慮設計方案，降低項目后期匹配風險、制造成本和整改時間；協(xié)調(diào)性要求各專業(yè)人員在開發(fā)階段需要經(jīng)常交流、相互協(xié)調(diào)，保持信息共享，以便獲得最佳的設計方案[2]。

2尺寸同步工程的主要內(nèi)容

2.1造型數(shù)據(jù)分析。在汽車造型階段，尺寸部門需要對造型數(shù)據(jù)進行SE分析，以規(guī)避和減少工業(yè)化階段所帶來的潛在尺寸風險，并且提升外觀的精致感。對造型數(shù)據(jù)進行分析時，需要遵循的要求有造型美學、外觀感知質(zhì)量、評估與尺寸接口有關的區(qū)域及降低后期匹配風險4個方面。在造型的各個階段，尺寸工程根據(jù)每個階段數(shù)據(jù)成熟度的要求，從分縫、感知質(zhì)量、定位性、零件配合形式、尺寸匹配及DTS等方面進行分析，進而在設計階段提高客戶對新車外觀的印象[3]。造型分析主要有以下四方面。1）感知質(zhì)量。感知質(zhì)量檢查主要是為了規(guī)避一些感知質(zhì)量容易受影響的區(qū)域，以提升整車精致感。常見的問題有：在一些間隙造型變化較大或多個零件接口區(qū)域可能會存在視覺空洞，俗稱“老鼠洞”；在1條分縫線上由于多個零件匹配而導致存在2段不同的間隙，造成強烈的感知視覺對比；一些分縫線從特定角度觀察會有不佳的視覺感知，需要優(yōu)化局部造型；2個相鄰零件接口區(qū)域圓角差異較大，造成較差的視覺感知效果。圖1示出汽車尺寸同步工程感知質(zhì)量問題。2）匹配風險。造型匹配檢查主要是為了感知質(zhì)量及工業(yè)化階段匹配風險的降低。常見問題的表現(xiàn)形式有：造型接口匹配困難區(qū)域，如前大燈與前保險杠，通常情況下會弱化面差要求；3個以上接口零件在同一區(qū)域有外觀尺寸要求；開閉件與車身有多條造型線配合等。3）測量誤差。測量誤差檢查是指對由于造型分縫等原因造成的后期難以準確測量的檢查，比如1條分縫的斷面為“V”字型，測量時很難準確測量間隙的大小；開閉件與周圍環(huán)境件存在大圓弧曲面匹配時，手工測量面差很容易存在誤差。4）造型美學。通過造型的虛擬渲染模型及實物油泥模型，分析分縫間隙的目視均勻性，分縫間隙的穿透性，視覺間隙的大小，分縫線交匯處的孔洞現(xiàn)象等[4]。2.2主斷面分析。主斷面是主要的、控制后續(xù)結(jié)構(gòu)設計的關鍵斷面，它是設計品質(zhì)控制的關鍵內(nèi)容[5]。主斷面會體現(xiàn)零部件的匹配關系、定位或安裝點、工藝合理性等諸多設計要素，是指導車身及內(nèi)外飾設計的重要內(nèi)容。主斷面作為造型技術(shù)輸入的重要內(nèi)容，它的檢查內(nèi)容主要有：1）DTS符合性檢查；2）感知質(zhì)量審查；3）關鍵零部件定位策略審查；4）幾何尺寸基本規(guī)則符合性檢查；5）干涉檢查；6）運動校核；7）密封性檢查。2.3產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析在工程設計階段，尺寸工程需要對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行SE分析，力求減少由設計引起的誤差累積，主要從尺寸鏈的優(yōu)化、零部件定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化和零部件間避讓關系等幾個方面開展。產(chǎn)品數(shù)據(jù)同步工程分析主要的檢查內(nèi)容有以下幾方面。1）定位性檢查。主要檢查產(chǎn)品特征是否符合定位策略；定位孔和定位面的布置是否符合要求；定位點的約束方向是否正確，非約束方向是否避讓；定位孔（銷）徑是否符合標準；銷孔配合以及定位銷有效定位長度是否滿足要求等。2）通過性檢查。為了保證裝配性，需要對各類關聯(lián)孔進行檢查。其中包括焊接螺母關聯(lián)孔、焊接螺柱關聯(lián)孔、定位銷關聯(lián)孔、裝配關聯(lián)孔、空腔高度等。圖2示出汽車尺寸同步工程通過性檢查。3）接近性檢查。為了保證裝配過程中不出現(xiàn)零件和零件之間的干涉，需要對零件之間的接近性進行檢查。接近性檢查包括相鄰特征間的避讓、非焊接面避讓、圓角避讓、避免多面焊接、密封止口要求檢查等。圖3示出汽車尺寸同步工程接近性檢查。4）產(chǎn)品性檢查。除了以上3項檢查之外，還需要檢查其他對尺寸會產(chǎn)生影響的問題。對于零件結(jié)構(gòu)，需要評估尺寸是否易于控制，局部重要功能位置可優(yōu)化結(jié)構(gòu)，如四門鉸鏈面起凸臺，以便后期模具調(diào)試，局部剛性不足的區(qū)域或者需要支撐較大質(zhì)量的位置可增加加強筋、翻邊等設計進行優(yōu)化。對于零件間配合檢查，主要從避免曲面、平行坐標系、減少對接及減少匹配面積等方面出發(fā)。此外，還需要對重要區(qū)域的可調(diào)試性，焊點的位置及數(shù)量進行檢查確認，降低后期匹配風險。圖4示出汽車尺寸同步工程通過性檢查。2.4工藝性分析。從四大工藝出發(fā)，沖壓主要確認零件可成型性以及工序排布是否合理等；焊裝分析主控制點、工藝流程、焊點等方案是否合理，是否有利于尺寸保證；涂裝的治具是否有利于尺寸保證；總裝的裝配打緊順序是否對尺寸有利，工裝設計是否穩(wěn)定可靠等。

3尺寸同步工程的實施

尺寸同步工程SE分析的流程為研發(fā)及其他相關專業(yè)輸入相關數(shù)據(jù)及工藝方案，尺寸部門進行相應的SE分析，提出問題及對策。然后各相關專業(yè)進行會簽確認后提供給研發(fā)部門進行評估，如果研發(fā)部門同意更改則在答復的時間點前確認問題是否更改完成，否則需要和研發(fā)人員進行討論，確定問題點是否需要修改或者維持現(xiàn)狀。此外，還整理了尺寸同步工程SE標準清單，清單里列出了尺寸工程SE檢查的內(nèi)容以及相應的描述，并且該清單通過每一階段的實際運用在不斷更新完善中。SE標準清單不僅包含了SE分析標準以及制造要求，而且涵蓋了歷史弱點問題的問題類型以及SE分析過程中總結(jié)出來的問題類型，可量化的條目都有明確的量化數(shù)據(jù)，大大提高了SE分析的工作效率，也可使新員工快速上手進行相應的分析。同時還整理了與尺寸SE標準清單所對應的檢查清單，按照工藝流程順序從總成逐級往下進行檢查，確保不會遺漏。另外，檢查清單里還可對零件的借用情況進行標記，便于追溯和分析。

4結(jié)論

文章對汽車尺寸同步工程進行了討論，系統(tǒng)性地歸納了目前尺寸同步工程的主要分析內(nèi)容及方法，對以往尺寸同步工程的內(nèi)容進行了補充和完善，并分享了通過整理標準清單及檢查清單的方法，使尺寸同步工程可以快速高效且全面地進行，解決了以往分析時容易發(fā)生遺漏的現(xiàn)象。由于汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，因此，文章中所總結(jié)的內(nèi)容需要結(jié)合實際做出調(diào)整，理論結(jié)合實際來進行汽車尺寸同步工程分析。

參考文獻

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[4]王珂，傅杰，劉洋.基于用戶感知的汽車尺寸工程評審方法[J].汽車科技，2018（1）：14-19.

[5]依志國，賈旭東，欒英林.純電動乘用車白車身設計[J].科技經(jīng)濟導刊，2018，26（17）：89.

作者:陸劍峰 傅建軒 單位:寧波吉利汽車研究開發(fā)有限公司長興分公司