汽车制造2mm工程的系统实施

作者：上海汽车工业总公司汽研院 庄明惠

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 汽车产品2mm工程采用车身制造综合误差指数控制车身制造质量，从而实现以最经济的制造成本提高汽车产品的整体质量。本文分析影响2mm工程的因素及提出相应的控制措施，并介绍评价该工程的标准、方法和工具。 所谓汽车产品2mm工程就是从系统的观点出发对汽车产品采用车身制造综合误差指数(Continuous Improvement Indicator)，即六倍均方差“6σ”来控制车身制造质量，从而实现用最经济的制造成本提高汽车产品的整体质量。必须注意：这个综合误差指数不是车身制造质量测量数据的实际偏差，而是车身制造尺寸稳定性指标系统分析后的综合评价。汽车企业2mm工程必须系统地考虑和兼容企业其它各方面的管理，即从产品开发设计到产品制造，从企业内部管理到企业外部环境，形成一种以2mm工程为主体的管理模式。目前国外汽车企业不但在整车制造上应用2mm工程，而且在零部件制造上也应用2mm工程的原理。 2mm工程的影响因素分析及控制措施 在汽车企业实施2mm工程过程中，车身匹配一直是影响2mm工程的主要因素，如果车身匹配精度超过规定值，就会影响汽车制造质量、生产节拍和产品成本。根据调查资料表明，汽车车身匹配误差主要涉及到产品设计、焊接夹具和车身匹配焊接变形三方面的原因。因此，国内汽车企业要实施2mm工程，就必须对汽车匹配误差的产生原因进行深入研究，并采取以下相应措施进行有效控制。 汽车车身设计质量 产品设计质量决定产品的固有质量。 确保车身设计基准与工艺基准的一致性。根据定位基准传递一致性原则，车身设计基准应与装配基准和加工基准重合，或者说有装配关系的车身相邻结构面应选同一设计基准，这样有利于车身匹配焊接夹具的设计和保证焊接精度。汽车企业还必须通过分析车身结构是否有足够可进行装配焊接的工艺基准，达到车身匹配焊接质量的稳定性； 尽量采用整体冲压件。在冲压工艺的允许情况下，应尽可能减少车身零件的分块，特别是对不容易保证结构尺寸或尺寸要求较高的结构零件要尽量采用整体冲压件，如整体门框、侧围及前风窗框等零件，以减少车身匹配时的装配误差和焊接变形。此外，冲压件的结构和形面设计，装配孔和工艺孔的安排布置及焊接的接头设计也要合理，这样才能很好地进行车身匹配时的定位焊接，从而减少车身匹配焊接误差； 合理考虑车身匹配焊接方法。在满足产品结构性能的前提下，产品设计中应尽量降低板厚，焊接的接头设计尽量采用电阻点焊方法，以减少焊接变形，且接头的设计要有利于焊接操作。在满足结构形状刚度和强度的前提下，使焊接点数量降到最少，以减少焊接变形。 车身焊接夹具设计和制造质量 车身焊接夹具是保证车身焊接精度的重要因素。 焊接夹具的定位基准与产品设计基准和装配基准应重合。这样可以消除由于基准不同而产生的尺寸误差，达到简化装配协调关系，提高焊接夹具的装配精度。焊接夹具通常是先按理论尺寸进行设计和制造，在生产过程中再根据实际需要的变形量对夹具进行调整。为控制车身焊接变形，焊接夹具定位件结构应考虑方便调整车身焊接变形和焊接后收缩量的变化； 夹具制造精度应达到设计要求。由于车身焊接夹具制造上的原因，再加上零件尺寸误差的因素，在车身试生产前一般都要经过夹具的调试，检验夹具能否保证焊接精度，夹具与零件的协调性以及对零件匹配质量进行考核。在夹具的调试过程中，凡是发现影响到车身的后续焊接、整车装配、整车外观质量及整车性能的重要夹具定位销和定位块不能轻易地调整设计精度，应分析是否会影响车身匹配误差； 车身匹配的相关零件尺寸应保证。特别是一些车身匹配重要零件的装配孔、装配面和工艺孔的尺寸必须严格控制。值得注意的是，车身匹配的相关零件尺寸不及格往往是由于车身焊接时强制变形产生的，要确保车身匹配质量车身焊接一般不希望也不允许有较大的强制变形。 控制车身匹配焊接时变形量 采用电阻点焊防止车身焊接变形。由于电阻点焊为内部热源，冶金过程简单，且加热集中，热影响区较小，容易获得优质接头。但是有些焊接件的组成结构较为复杂，接头形式为开敞的，电阻点焊焊钳的可达性比CO2焊枪的可达性差，只能用CO2焊进行焊接； 采用先进焊接设备防止车身焊接变形。国外车身焊接一般都采用机器人焊接设备来进行车身焊接，采用机器人焊接不仅能使车身焊接时焊点均匀，点焊顺序稳定，而且能提高焊接速度，实现最大限度减少车身焊接变形量； 要严格按照焊接工艺防止车身焊接变形。在产品生产的一系列过程中都必须制订明确的焊接工艺文件，并严格按照焊接工艺文件的要求进行控制。只有掌握汽车车身焊接的内在变化规律，采用先进的焊接工艺，才能有效地控制汽车车身焊接误差。 汽车制造2mm工程有效性评价 由于车身匹配与整车安全性和可靠性关系极大，而且车身又是汽车零部件的匹配载体，其制造质量的优劣对整车质量的影响极大，尤其是轿车更有着决定性的作用。因此，国外汽车企业都以车身匹配质量为依据来评价2mm工程是否有效。当然，要评价汽车企业2mm工程的有效性，除了需要评价标准之外，还必须明确评价方法、评价工具和考核办法。 评价标准 汽车企业2mm工程的评价目标并不是对产品质量的单一评价，而是通过对企业2mm工程有效性评价来推进企业适应全球市场竞争。所以，汽车企业2mm工程评价的基本原则就必须是顾客满意和企业获利。因此，企业2mm工程评价标准主要内容就应有以下几方面：企业如何通过评价2mm工程促进顾客满意；企业如何通过评价2mm工程提高企业效益；企业如何通过评价2mm工程建立有效的信息管理系统；企业如何通过评价2mm工程强化企业管理；企业如何通过评价2mm工程确立持续改进的思想。 评价方法 要使汽车企业2mm工程评价实现有效，只有通过对车身匹配质量进行定量评价来判断2mm工程的实施效果。国外汽车企业对车身匹配质量的评分方法一般是参照CAD数据和产品设计图纸上的有关设计基准明确测量基准，并对每个测量基准根据产品设计图纸上尺寸的重要程度进行定量配分，这样通过CNC三座标测量机的检测就能获得十分精确的偏差值，同时按对每个测量基准数的测量频次，为车身匹配质量的评价提供确切依据，达到对车身质量进行定量评价的目的。具体评分：车身匹配测量基准的偏差值完全符合要求为10分；车身匹配测量基准的偏差值基本符合要求为5分；车身匹配测量基准的偏差值不符合要求为0分。总之，车身匹配质量的总体水平评价，应按车身匹配测量所有基准数的总偏差值来确定总得分。 评价工具 国外汽车企业一般都采用功能主模型作为车身匹配质量的评价工具。功能主模型的主要作用就是对车身外覆盖件、车身外部装配零件和内饰件的匹配质量及外观效果进行评价。因此，在使用功能主模型评价过程中应注意以下几点： 必须找出影响车身匹配质量的设计基准为测量点。首先，根据基准重合原理，一般应选择车身上重要的装配孔、工艺孔和装配面做测量的定位基准。其次，根据定位基准传递的一致性，车身焊接夹具的测量定位基准的选择应具有和设计基准与工艺基准的继承性和统一性。最后应注意定位基准和定位孔、定位面的选择，还要考虑到对车身尺寸的影响要尽量小，以减少车身匹配偏差值的累积误差； 必须明确车身测量点的数量和分布位置。由于功能主模型是按车身及其主要零部件的CAD数学模型进行设计和制造的，在测量过程中是以影响车身匹配质量的基准为测量点。又由于功能主模型是被放置于三座标测量机的平台上进行工作的，除了可采用目测和手持检测器具对车身匹配效果、平整度、缝隙均匀性做出评价外，还可以参照CAD数据和产品设计图纸上的有关尺寸，通过CNC三座标测量机的检测获得十分精确的偏差值。因此，车身要实现有效的匹配，明确车身测量点的数量和分布位置是十分重要的； 必须与现代测量技术紧密结合。应用高性能座标测量机和激光扫描机等诸多技术可以精确地测量出车身匹配实际尺寸与CAD数据之间的偏差值。这项技术的突出优点是，对一个有待测量确认的车身来讲，就可以对其形状尺寸进行评价；从批量生产的全过程使用这项技术，将保证汽车车身匹配质量均与数学模型一致，从而使轿车的制造质量得到可靠的保证。 值得注意的是：有些产量较低的汽车制造企业采用综合匹配样架来进行车身匹配质量的测量。综合匹配样架与功能主模型的主要区别：前者用途与功能主模型相似，但造价比功能主模型低，匹配速度慢、工作效率低，后者着重通过零件的实际尺寸与理论尺寸之间的比较，对汽车车身匹配效果进行评价，具有工作效率高、评估方便的优点；综合匹配样架有一个模块化结构的铝合金框架作为基体，代表某种状态的零部件，如试制后经测量及格的样品、工装样品、批量生产中的样品等，因此，综合匹配样架使用的寿命相对比较低。 考核办法 考核办法的核心是企业必须具有顾客满意和企业获利的绩效，目的是通过考核来加快提高企业的全球竞争能力。考核办法的内容可根据汽车企业2mm工程的实际用途来确定评价标准的具体考核要求。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/25/2004)