汽车尺寸同步工程研究

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摘要：为了在汽车开发设计阶段更加系统且全面地识别潜在的尺寸风险并提前进行规避，该文介绍了汽车尺寸同步工程的基本概念，分别从汽车的造型数据、主断面、产品数据及工艺等四大方面出发，说明了这几方面的主要分析内容，指出了它们可能存在的一些常见的尺寸风险及问题，介绍了尺寸同步工程的流程及实施方法，从而对汽车尺寸同步工程进行了整体的阐述，对于新车开发阶段的尺寸同步工程分析具有指导意义。

关键词：汽车；尺寸工程；同步工程

随着经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，对于汽车质量的追求也在不断提升。现在顾客买车越来越关注感知质量及耐久质量，而尺寸工程就是专注于提升这类“质量”的专业技术分析方法，以满足顾客的心理预期。以前尺寸工程往往依靠后期匹配调整来提升质量，耗时耗力且效果不佳，现在各大主机厂越来越关注前期设计质量，提前进行分析并规避风险，使产品达到既定的匹配和功能要求。因此，文章着眼于汽车尺寸同步工程分析，主要介绍了尺寸工程在前期设计阶段如何进行分析，达到规避风险提升质量的目的。

1尺寸同步工程介绍

汽车尺寸同步工程是在汽车开发设计阶段，全面考虑造型设计、功能要求、产品结构及工艺流程等因素，分析在工业化阶段可能会存在的尺寸风险，提前制定风险控制措施，将风险消除在萌芽状态，以提升制造精度，缩短开发周期[1]。汽车尺寸同步工程是汽车开发阶段的重要一环，具有并行性、系统性及协调性的特点。并行性是指从造型设计阶段开始就安排冲、焊、涂、总及尺寸等各专业进行同步工程（SE）分析，从定位方案、装配工艺、制造精度、工装方案等方面开展可行性分析，通过各专业的并行开展，提前预测工业化阶段的尺寸保证能力，降低开发风险；系统性是指专业人员需要综合各方面因素，包括尺寸公差技术规范（DTS）的达成、关键零件供应商制造能力、装配工装的定位方案及工艺流程的影响等因素，系统地考虑设计方案，降低项目后期匹配风险、制造成本和整改时间；协调性要求各专业人员在开发阶段需要经常交流、相互协调，保持信息共享，以便获得最佳的设计方案[2]。

2尺寸同步工程的主要内容

2.1造型数据分析。在汽车造型阶段，尺寸部门需要对造型数据进行SE分析，以规避和减少工业化阶段所带来的潜在尺寸风险，并且提升外观的精致感。对造型数据进行分析时，需要遵循的要求有造型美学、外观感知质量、评估与尺寸接口有关的区域及降低后期匹配风险4个方面。在造型的各个阶段，尺寸工程根据每个阶段数据成熟度的要求，从分缝、感知质量、定位性、零件配合形式、尺寸匹配及DTS等方面进行分析，进而在设计阶段提高客户对新车外观的印象[3]。造型分析主要有以下四方面。1）感知质量。感知质量检查主要是为了规避一些感知质量容易受影响的区域，以提升整车精致感。常见的问题有：在一些间隙造型变化较大或多个零件接口区域可能会存在视觉空洞，俗称“老鼠洞”；在1条分缝线上由于多个零件匹配而导致存在2段不同的间隙，造成强烈的感知视觉对比；一些分缝线从特定角度观察会有不佳的视觉感知，需要优化局部造型；2个相邻零件接口区域圆角差异较大，造成较差的视觉感知效果。图1示出汽车尺寸同步工程感知质量问题。2）匹配风险。造型匹配检查主要是为了感知质量及工业化阶段匹配风险的降低。常见问题的表现形式有：造型接口匹配困难区域，如前大灯与前保险杠，通常情况下会弱化面差要求；3个以上接口零件在同一区域有外观尺寸要求；开闭件与车身有多条造型线配合等。3）测量误差。测量误差检查是指对由于造型分缝等原因造成的后期难以准确测量的检查，比如1条分缝的断面为“V”字型，测量时很难准确测量间隙的大小；开闭件与周围环境件存在大圆弧曲面匹配时，手工测量面差很容易存在误差。4）造型美学。通过造型的虚拟渲染模型及实物油泥模型，分析分缝间隙的目视均匀性，分缝间隙的穿透性，视觉间隙的大小，分缝线交汇处的孔洞现象等[4]。2.2主断面分析。主断面是主要的、控制后续结构设计的关键断面，它是设计品质控制的关键内容[5]。主断面会体现零部件的匹配关系、定位或安装点、工艺合理性等诸多设计要素，是指导车身及内外饰设计的重要内容。主断面作为造型技术输入的重要内容，它的检查内容主要有：1）DTS符合性检查；2）感知质量审查；3）关键零部件定位策略审查；4）几何尺寸基本规则符合性检查；5）干涉检查；6）运动校核；7）密封性检查。2.3产品数据分析在工程设计阶段，尺寸工程需要对产品数据进行SE分析，力求减少由设计引起的误差累积，主要从尺寸链的优化、零部件定位结构优化和零部件间避让关系等几个方面开展。产品数据同步工程分析主要的检查内容有以下几方面。1）定位性检查。主要检查产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；定位点的约束方向是否正确，非约束方向是否避让；定位孔（销）径是否符合标准；销孔配合以及定位销有效定位长度是否满足要求等。2）通过性检查。为了保证装配性，需要对各类关联孔进行检查。其中包括焊接螺母关联孔、焊接螺柱关联孔、定位销关联孔、装配关联孔、空腔高度等。图2示出汽车尺寸同步工程通过性检查。3）接近性检查。为了保证装配过程中不出现零件和零件之间的干涉，需要对零件之间的接近性进行检查。接近性检查包括相邻特征间的避让、非焊接面避让、圆角避让、避免多面焊接、密封止口要求检查等。图3示出汽车尺寸同步工程接近性检查。4）产品性检查。除了以上3项检查之外，还需要检查其他对尺寸会产生影响的问题。对于零件结构，需要评估尺寸是否易于控制，局部重要功能位置可优化结构，如四门铰链面起凸台，以便后期模具调试，局部刚性不足的区域或者需要支撑较大质量的位置可增加加强筋、翻边等设计进行优化。对于零件间配合检查，主要从避免曲面、平行坐标系、减少对接及减少匹配面积等方面出发。此外，还需要对重要区域的可调试性，焊点的位置及数量进行检查确认，降低后期匹配风险。图4示出汽车尺寸同步工程通过性检查。2.4工艺性分析。从四大工艺出发，冲压主要确认零件可成型性以及工序排布是否合理等；焊装分析主控制点、工艺流程、焊点等方案是否合理，是否有利于尺寸保证；涂装的治具是否有利于尺寸保证；总装的装配打紧顺序是否对尺寸有利，工装设计是否稳定可靠等。

3尺寸同步工程的实施

尺寸同步工程SE分析的流程为研发及其他相关专业输入相关数据及工艺方案，尺寸部门进行相应的SE分析，提出问题及对策。然后各相关专业进行会签确认后提供给研发部门进行评估，如果研发部门同意更改则在答复的时间点前确认问题是否更改完成，否则需要和研发人员进行讨论，确定问题点是否需要修改或者维持现状。此外，还整理了尺寸同步工程SE标准清单，清单里列出了尺寸工程SE检查的内容以及相应的描述，并且该清单通过每一阶段的实际运用在不断更新完善中。SE标准清单不仅包含了SE分析标准以及制造要求，而且涵盖了历史弱点问题的问题类型以及SE分析过程中总结出来的问题类型，可量化的条目都有明确的量化数据，大大提高了SE分析的工作效率，也可使新员工快速上手进行相应的分析。同时还整理了与尺寸SE标准清单所对应的检查清单，按照工艺流程顺序从总成逐级往下进行检查，确保不会遗漏。另外，检查清单里还可对零件的借用情况进行标记，便于追溯和分析。

4结论

文章对汽车尺寸同步工程进行了讨论，系统性地归纳了目前尺寸同步工程的主要分析内容及方法，对以往尺寸同步工程的内容进行了补充和完善，并分享了通过整理标准清单及检查清单的方法，使尺寸同步工程可以快速高效且全面地进行，解决了以往分析时容易发生遗漏的现象。由于汽车工业的不断发展，因此，文章中所总结的内容需要结合实际做出调整，理论结合实际来进行汽车尺寸同步工程分析。

参考文献

[1]杨思源，涂雄，李军.尺寸工程在白车身制造过程中的应用[J].重庆理工大学学报（自然科学），2012，26（6）：18-23.

[2]曹渡，刘永清.汽车尺寸工程技术[M].北京：机械工业出版社，2017：144-145.

[3]崔庆泉.汽车尺寸感知质量评价的研究与应用[J].汽车工程师，2014（3）：13-15.

[4]王珂，傅杰，刘洋.基于用户感知的汽车尺寸工程评审方法[J].汽车科技，2018（1）：14-19.

[5]依志国，贾旭东，栾英林.纯电动乘用车白车身设计[J].科技经济导刊，2018，26（17）：89.

作者:陆剑峰 傅建轩 单位:宁波吉利汽车研究开发有限公司长兴分公司