AAT&MT&M論壇FORUM研究尺寸鏈，提高車身工藝設(shè)計(jì)水平車身質(zhì)量差、表面粗糙、門窗間隙大、漏水焊接后的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，是汽車生產(chǎn)中存在的普通現(xiàn)象。設(shè)計(jì)及制造的公差分配不合理是出現(xiàn)這些問題的主要因素之一。本文通過尺寸鏈的分析和計(jì)算，論述了車身制造工藝設(shè)計(jì)過程中的產(chǎn)品公差合理分配方法。一汽解放汽車有限公司王治富李麗芹崔有山尺寸鏈定義及應(yīng)用范圍車身及其合件都是由零件組成的，裝配精度與相關(guān)零件、合件制造誤差的累積有關(guān)，特別是關(guān)鍵零件的加工精度。在裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸組成的封閉尺寸組稱為尺寸鏈。尺寸鏈按功能分為裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈、工藝尺寸鏈；按位置分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈。列入尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸為尺寸鏈的環(huán)，一般用大寫拉丁字母表示。尺寸鏈計(jì)算主要解決下列兩類問題。()設(shè)計(jì)計(jì)算，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中通過各個(gè)零件、合件的尺寸鏈計(jì)算合理規(guī)定產(chǎn)品及其零件、合件的公差。(2)校核計(jì)算，產(chǎn)品及其零件、合件的制造工藝設(shè)計(jì)中校核制造工藝的加工精度能否達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的公差要求，并且在保證產(chǎn)品及零件的裝配性能條件下，合理地更改公差，達(dá)到降低制造成本的目的。尺寸鏈計(jì)算是計(jì)算封閉環(huán)與組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差。裝配精度不但取決于零件的精度，而且取決于裝配方法。尺寸鏈計(jì)算可以采用完全互換法或大數(shù)互換法。對于不同的互換法，封閉環(huán)公差與各組成環(huán)的計(jì)算方法不同。在單件小批生產(chǎn)及裝配精度要求較高時(shí)裝配方法尤為重要，如果靠提高尺寸組成環(huán)尺寸精度來保證是不經(jīng)濟(jì)的，甚至在技術(shù)上也是很困難的。比較合理的辦法是裝配中通過檢測，對某個(gè)零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)男夼鋪肀ＷC裝配精度。完全互換法優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，其缺點(diǎn)是從極端情況下出發(fā)推導(dǎo)出的計(jì)算公式比較保守，當(dāng)封閉環(huán)的公差較小而組成環(huán)的數(shù)目又較多時(shí)，則各組成環(huán)分得的公差是很小的，造成加工困難，制造成本增加。生產(chǎn)實(shí)踐證明，加工一批零件時(shí)，其實(shí)際尺寸處于公差中間部分的是多數(shù)，而處于極限尺寸的零件是極少數(shù)的，而且一批零件在裝配中，尤其是對于多環(huán)尺寸鏈的裝配，同一部件的各組成環(huán)，恰好都處于極限尺寸情況，更是少見。因此，在成批、大量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度要求高而且組成環(huán)的數(shù)目又較多時(shí)，應(yīng)用大數(shù)互換法解算裝配尺寸鏈比較合理。在封閉環(huán)公差一定的條件下，按大數(shù)互換法計(jì)算的平均公差比完全互換法計(jì)算的公差大(.74倍)，但是用大數(shù)互換法達(dá)到封閉環(huán)公差要求的置信率為99.73%(6σ)，所以裝配后可能有0.27%的產(chǎn)品超差。對于汽車制造行業(yè)，采用大數(shù)互換法進(jìn)行采差計(jì)算可以滿足要求，并且有利于簡化加工工藝、降低制造成本。2尺寸鏈計(jì)算用于白車身公差分配的實(shí)例應(yīng)用裝配尺寸鏈分析和解決裝配問題，首先是查明和建立尺寸鏈，即確定封閉環(huán)，并以封閉環(huán)為依據(jù)查明各組成環(huán)，然后確定保證裝配精度的工藝方法和進(jìn)行必要的計(jì)算。在裝配或加工最后自然形成的一環(huán)為封閉環(huán)，一般用加下角標(biāo)“0”的大寫拉丁字母表示。尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)為組成環(huán)，一般用加角標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字的大寫拉丁字母表示。組成環(huán)又分為增環(huán)、減環(huán)。根據(jù)零件間的裝配關(guān)系畫出尺寸鏈圖，尺寸鏈建立應(yīng)遵循“最短尺寸鏈原則”，并且分出增環(huán)、減環(huán)。圖為載貨車車身的側(cè)圍及后圍剖面圖。根據(jù)側(cè)圍及后圍合件的裝配關(guān)系，畫出側(cè)圍及后圍合件尺寸鏈圖，如圖2。封閉環(huán)：裝配后的車身Y坐標(biāo)方向尺寸A0的公差T0應(yīng)滿足車身的外形尺寸公差要求。圖AAT&MT&M論壇FORUM尺寸保證能力較好。并且，后圍內(nèi)外板均屬外部尺寸，后圍左右加強(qiáng)板為一般長度尺寸。根據(jù)“偏差入體原則”及“偏差對稱原則”后圍外板的偏差：ES=0；EI=-.0mm。后圍內(nèi)板的偏差：ES=0；EI=-.0mm。后圍左右加強(qiáng)板的偏差：ES=+0.5mm；EI=-0.5mm。ES2=0；EI2=-.732mm。左右側(cè)圍為一般長度尺寸偏差：ES=ES3=+0.866mm；EI=EI3=-0.866mm。左、右側(cè)圍總成偏差為±0.866mm。后圍總成上偏差為0，下偏差組成環(huán)：左側(cè)圍合件的Y向尺寸A3的公差T3；右側(cè)圍合件的Y向尺寸A的公差T；后圍總成Y向尺寸A2的公差T2。把封閉環(huán)的公差正確地分配給各組成環(huán)，先假設(shè)各組成環(huán)公差相等：Tav,q=T0/（）式中，m為組成環(huán)的數(shù)量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)基本尺寸及加工工藝方法調(diào)整各組成環(huán)的公差，調(diào)整后的各組成環(huán)公差應(yīng)滿足下列條件：i=Ti2≤T0（2）確定各組成環(huán)的極限偏差：按照偏差入體原則和偏差對稱原則，即包容尺寸（孔、槽）標(biāo)注正偏差，下偏差為零；被包容尺寸（軸、鍵）標(biāo)注負(fù)偏差，上偏差為零；中心距離或其他尺寸，可標(biāo)注雙向偏差。根據(jù)封閉環(huán)中間偏差與各組成環(huán)中間偏差的關(guān)系：封閉環(huán)的中間偏差等于所有增環(huán)中間偏差之和減去所有減環(huán)中間偏差之和∑∑?0=i=?i-i=+?i（3）為-.732mm。在分總成公差計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算后圍總成中沖壓件的公差。圖3為后圍總成的剖面圖。建立尺寸鏈如圖3所示：封閉環(huán)為后圍外板尺寸A0公差T0；組成環(huán)分別為后圍左右加強(qiáng)板尺寸A及A3公差T、T3，后圍內(nèi)板尺寸A2公差T2。3結(jié)束語由于白車身的零件非常多，要從錯(cuò)綜復(fù)雜的尺寸中找出所需的相關(guān)尺寸是非常重要的，需仔細(xì)分析，才能建立合理正確的尺寸鏈，進(jìn)而進(jìn)行計(jì)算。如果裝配精度要求較高，尤其是組成環(huán)的數(shù)目較多時(shí)，若應(yīng)用極大極小法確定組成環(huán)的公差，則組成環(huán)的公差將會很小，很難滿足零件的經(jīng)濟(jì)∑圖3精度要求。因此，在大批量生產(chǎn)的條件下可以考慮不完全互換裝配法，即用大數(shù)互換法計(jì)算裝配尺寸鏈。大數(shù)互換裝配法與完全互換法相比，其優(yōu)點(diǎn)是零件公差可以放大些從而使零件加工容易、成本低，達(dá)到互換性裝配的目的；其缺點(diǎn)是將會有一部分產(chǎn)品的裝配精度超差，需要采取補(bǔ)救措施由上面計(jì)算：后圍總成的公差及上下偏差：ES=0；EI=-.732mm。公差=.732mm公差分配，由式()Tav,q=.0mm由于工藝上后圍左右加強(qiáng)板尺寸保證能力較差，而后圍內(nèi)外板的m作者簡介王治富，高級工程師，工程碩士，一汽解放汽車有限公司卡車廠廠長，中國焊接協(xié)會第五屆汽車專業(yè)委員會主任。2006年被授予車身制造專家。2000年“柔性制造技術(shù)”項(xiàng)目獲一汽集團(tuán)公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2005年“車身沖壓