田克平，胡 敏，单永飞，陆辰一
（1.泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201；2.上海大通汽车有限公司，上海200438）
Tian Keping1，Hu Min1，Shan Yongfei1，Lu Chenyi2
宽体轻型客车尺寸匹配难点及对策
田克平1，胡敏1，单永飞1，陆辰一2
（1.泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201；2.上海大通汽车有限公司，上海200438）
Tian Keping1，Hu Min1，Shan Yongfei1，Lu Chenyi2
摘要：承载式车身轻型宽体客车的尺寸匹配相比乘用车有很大的差异，这种车身结构尺寸大、种类多，尺寸匹配很难控制。文中通过分析这类车身特点，对多方面的难点进行详细剖析，并介绍了相应对策。
关键词：宽体轻型客车；尺寸匹配；尺寸控制；承载式车身
0 引 言
汽车整车厂是一个总成模块装配厂，车身是唯一内部制造的大总成。车身是整车的基础，尺寸是基础的保证，直接影响到风噪、密封、美观和装配等[1]。尺寸匹配[2]是保证车身尺寸的重点工作。
随着宽体轻型客车（以下简称宽体轻客）不断进步，越来越向高性能、精细化方向发展，尺寸要求越来越高。承载式车身的宽体轻型客车有乘用车相似的车身特点：零件多、工序长、工艺复杂以及尺寸控制难度大。相比乘用车，车身更大，变化更繁，零件更多，门盖变化更复杂，生产批量更小，因此，尺寸匹配和控制难度更大。如何针对这些特点，有效化解这些难题，既要有丰富的尺寸控制经验，又要充分掌握其背后的原因。文中以宽体轻型客车SVxx为例，结合乘用车特点，从5个方面一一进行剖解。
1 车型变化多，投入精力大
宽体轻客平台少，同平台车型变化多。车型变化主要有3个方面：轴距、顶高、移门数量。包括：长、短轴，高、中、低顶，单侧、双侧、无移门。基本组合有18种车型，图1为SVxx4种基本车型。另外，座椅的不同布置导致地板的变化，右舵车前围板不同，车型更多。这些车型独立制造，而大量零件共用，相互影响，必须综合考虑，投入精力大。由于车型多，同一时间开发的车型有限，时间跨度大，也给尺寸匹配增加了工作量和难度。
乘用车，同车型最多3种：轿车、旅行车和两厢车。差异仅在后部，关联零件少，相互影响少。另外，乘用车开发相对独立，一次1个车型，开发间隔明显，一般3个月以上，生产启动对尺寸匹配的压力小。
对策：规划减少车型种类，控制一次投产上市车型品种。
产品规划时，采用大数据分析对目标客户分类，规划车型。适当减少品种，既降低开发成本，也降低了尺寸匹配的工作，更好地保证质量，获得客户满意。
投产时，选取1、2种产量大的车型，以此为基础实施尺寸匹配，改进零件，调整工装，提升质量，完成试生产。待尺寸稳定后，分批推出后续车型。避免大量车型同步上市带来精力分散，问题不清，原因不明导致的尺寸不稳定风险。
图1 SVxx4种基本车型
2 拼接零件多，匹配复杂
宽体轻客车身尺寸大、车型变化多，零件数量增加，另外各车型产量小，为了成本控制、减少模具，总成靠拼接实现，因此车身分块多、零件数量增加。如侧围，以短轴低顶为基础，用高低向扩展板、前后向延伸板等，派生出长短、高低不同的总成，拼装长、短轴，高、中、低车身。图2为SVxx侧围结构示意，零件间的拼接，直接影响外观和匹配尺寸，增加匹配和控制复杂性。
图2 SVxx侧围外板分块示意
匹配零件多，增加了下述3个方面的工作。
2.1零件数量多，匹配区域多
以SVxx侧围为例，侧围由很多零件拼接，增加了拼缝和门框的尺寸难度。如外板由5～8块零件组成，增加了10项间隙、平整度的匹配要求。
乘用车一般为整体侧围，不存在类似零件间的匹配关系。
2.2匹配关系复杂，难度大
各种车型的零件组合，同一个零件在同一区域需要与几个不同的零件匹配，必须兼顾。零件的修改难度更高，图3为SVxx不同车型的D柱上外板，其与后侧围外板的拼接结构。同一后侧围外板的上部与低顶、中顶、高顶的D柱上外板匹配，必须同时考虑3个零件尺寸，修改难度大。
图3 SVxx不同车型的D柱上外板
乘用车通常一个零件同一区域与一个零件匹配，发生问题时调整和修改只需考虑单一要求。
2.3工装复杂，调整难度大
在宽体轻客中同一套工装切换生产不同总成，但各总成的尺寸偏差不尽相同，调整基准或夹头可能相互影响，因此调整工装麻烦。如SVxx中同一总拼工装拼装的后门框Y向尺寸，高、中、低3种车型不同，中顶尺寸在公差内，而高顶和低顶都偏大。
乘用车一般一套工装生产一种车型，只影响一种总成的尺寸，发生问题通过调整工装可以解决。
对策1：减少零件分块，减少拼接结构
零件分块有利于产品的柔性和模具成本的控制，但过细的分块对制造尺寸和表面质量控制都不利，会增加制造成本和质量成本。产品设计时，应在前期模具成本和后期制造成本上综合平衡，合理分块。
对策2：工装基准采用垫片（Shim）结构
基准带垫片的焊接工装，方便调节，可以快速改进局部尺寸，适合车身多样的宽体轻客。从实际经验看，品种多、工装共用的侧围特别适合带垫片工装，对改善各种车型的局部尺寸非常有效。
对策3：严格控制工装尺寸
宽体轻客外板零件软、拼接多、匹配面差由工装决定，因此工装必须严格标定，控制精度。
3 门盖结构复杂，匹配调整难度大
汽车中，滑移门和后背门制造难度最大，这些区域集中了尺寸匹配、关闭力、密封和异响等要求，这些方面宽体轻客比乘用车更复杂。
3.1宽体轻客的滑移门组合多
不同车型，移门有高、中、低，有单侧、双侧。同一移门需要与不同的侧围匹配，控制困难。如SVxx项目，同一个宽移门需要同时与高顶和中顶的长轴车身匹配，2种车型的门框偏差不同，匹配调整过程很长。
3.2宽体轻客的尾门有对开式和掀背式两种
对开式尾门，如图4所示。左右门与侧围，中间门与门增加了匹配。另外，一边门的调整会影响另一边门的匹配。除了匹配，密封和开关力是一对矛盾，尺寸控制范围很小。对开后门种类多，不同高度的门，铰链位置相同，但匹配和功能的影响却不同，通过调整铰链位置的尺寸来改进质量很不容易。
3.3宽体轻客的门尺寸大，刚性差，控制困难
另外，调整安装点尺寸对结果的影响也不一定能达到预期效果。
图4 SVxx后门结构示意
乘用车的滑移门和掀背式门尺寸较小，刚性好，匹配单一，有问题时尺寸改进和调整容易。主要对策有2种。
对策1：避开滑移门设计
滑移门制造难度大，控制不好不仅有匹配问题，而且关紧力、密封都会受到影响，客户抱怨多，售后成本高。因此必须充分评估自身设计和制造能力，没把握就避开滑移门。很多公司的轻客车已经没有滑移门，虽然牺牲了顾客上下车的舒适度，失去了部分潜在的客户，但质量可以有效控制，客户更加稳定。
对策2：加大门的刚度
增加刚度，有利于控制尺寸稳定，也有利于改善调整效果。
4 车身尺寸大，稳定性难控制
宽体轻客的车身高，内部无支撑，刚性差，尺寸不稳。最高可达2m的车身，只有上下连接，整个车身是个巨大的四边形车厢，尺寸很容易扭曲。集中在后门框，很容易变成平行四边形，影响与门的匹配和功能。
乘用车的二厢车比三厢车尺寸更难控制，但高度和宽度较小，比宽体轻客稳定。
对策1：设计上加强车身刚性，稳定车身
设计时，结合宽体轻客高而大的特点，做好CAE分析，增加加强件以加固车身。图5为SVxx增补加强板示意，加强侧围上、下联接处的强度，如下部B、C、D柱与地板连接处和上部与顶盖横梁连接，避免车身太“软”扭曲，稳定尺寸。
图5 SVxx增补加强板示意
对策2：识别功能尺寸[3]，重点控制
功能尺寸比主基准下的尺寸对装配和匹配要求更加直接，如底盘安装尺寸，门框匹配尺寸等。在尺寸开发时，识别功能尺寸，在图纸上落实，有利于后期控制。同时规划测量系统，落实过程控制。
对策3：制造上设计整形工具，必要时整形车身
针对后门框容易发生偏斜问题，设计快速检查样架和整形工具。先用检查样架在线检查，发现超差，实施整形，保证尺寸一致性，如图6所示。
图6 SVxx后门框测量样架
5 小批量多品种，问题跟踪困难
宽体轻客生产批量小，同种车生产间隔时间长，尺寸跟踪困难。改进尺寸质量需要数据的积累，宽体轻客品种多、单品种数量小，每天生产某单一车型量很小，采集数据少，对分析问题、查找原因进而改进质量不利。例如在SVxx生产中有一个低顶尺寸问题需要解决，在接下来的4周都没有生产，无法得到进一步状态数据，问题无法落实。等到4周后造车时，这个问题又没有了。其实，这幺长的时间间隔，中间很多影响因素发生了变化，加上共用工装，变化更多，状态不可能与先前的一样，对有效分析问题，找到对策和方案都不利，使质量改进的周期拖得很长。
乘用车的车型少，产量大，有大量数据支持分析问题，特别是采用在线测量后，改进的措施可以即时反馈，有效解决。
对策：合理安排生产
为保证有效解决问题，控制尺寸，在满足市场需求上，集中安排同类车型的生产。有了足够的车辆，满足数据积累、状态跟踪和有效分析尺寸需要，以采取对策、反馈结果和稳定质量。
6 结束语
宽体轻型客车的尺寸匹配比乘用车复杂、困难，需要从产品规划开始充分认识，在产品设计、工艺开发和工装设计中分析、考虑其特点，前期做好同步工程，平衡好成本、进度和质量，落实项目规划。在实施阶段，从基础着手，关注每一个零件质量，落实每一套工装状况，评估每一步工序能力，跟踪每一组数据分析，严格监控。只有这样才能真正把宽体轻型客车尺寸匹配做精做好，保证生产阶段尺寸稳定和整车质量。
参考文献
[1]胡敏.轿车车身尺寸工程概述[J].上海汽车，2002（7）：15-18.
[2]季进青.基于MC（Matching）的车身偏差问题解决方法研究[J].北京汽车，2012（6）：27-30.
[3]曾贺，胡敏，金隼.轿车车身功能尺寸系统优化设计及应用研究[J].汽车与配件，2010（37）：16-18.
收稿日期：2015−10−16
文章编号：1002-4581（2016）01-0018-04
中图分类号：U463.82+2
文献标志码：A
DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.01.005
