轿车车身内外饰尺寸设计概述

轿车车身内外饰的尺寸开发概述泛亚汽车技术中心车身外饰部沈建东内容•为什么关注尺寸设计•尺寸设计的过程•应用实例汽车车身开发研究的一些主题整车安全性整车耐久性整车刚度轻量化整车轻量化轻量化精致工艺性尺寸设计典型研究新近研究人机工程油耗/重量造型设计车辆动力学热与气动力学振动噪声可制造性客户满意度模型（KanoModel）低基本质量高怒气欣喜愉悦质量性能质量•性能•油耗•外观造型•精致工艺性•价格•安全•空间•质量/可靠性•舒适•驾驶乐趣•售后服务•高科技•环保•……客户满意程度尺寸设计尺寸技术规范（DTS）技术要求----------------装车策略工程图纸要求均衡后的DTS测量系统整车尺寸评估追求最佳的车身内外饰外观配合基准定义、偏差分析、风险评估尺寸设计工程设计初始工程设计完成白车身图纸要求大总成图纸要求小总成图纸要求单个零件图纸要求尺寸工程的基本工作流程1.尺寸管理计划2.尺寸技术规范（DTS）3.偏差分析4.图纸（GD&T）要求5.测量点6.测量系统7.匹配8.测量数据的收集及分析9.整车尺寸状态评判10.持续改进尺寸管理计划是一种项目管理工具，用以在车辆开发过程中跟踪关键的尺寸工作及其交付物。团队工作“输入”“输出”尺寸项目经理尺寸管理计划模版项目时间计划项目内容经验教训项目团队尺寸工程经理基于项目时间节点的尺寸工作计划，尺寸交付物工作跟踪表尺寸技术规范（DTS）团队工作“输入”“输出”顾客呼声•标杆车•市场调查•CBOB*造型DTS模版制造能力初步的零件定位、公差及偏差分析DTS图示文件及汇总表（整车技术标准的一部分）在典型断面中表示出来发布初步的整车测量表格尺寸项目经理设计工程师尺寸工程师造型工程师制造工程师*CBOB：CompetitiveBestofBest•DTS图示文件，以图片表达DTS的位置以及具体的要求。•DTS汇总表，以列表的形式来表达DTS，便于统计以及状态跟踪。•典型断面•统一基准定位策略尺寸技术规范（DTS）前大灯到引擎盖的DTS标准。包括了上下及左右方向的间隙、间隙的平行度；前后方向的平整度、平整度的平行度。如果设计上平整度非零的话还要定义出哪个零件低。仪表板木纹条到门内饰板木纹条的DTS标准。包括左右方向的间隙、前后方向的平整度、左右间隙的一致性、上下方向的直线度。偏差分析尺寸工程师集成供应商设计工程师“输入”“输出”制造工程师团队工作尺寸管理计划尺寸技术规范（DTS）•统一基准定位策略•估算公差•工艺及生产能力•造型偏差分析工程师一维尺寸偏差分析（1-DCS）三维尺寸偏差分析（3-DCS）柔性零件偏差分析（EVAS）尺寸技术规范(DTS)风险报告改进措施偏差分析的实质通过计算机建立偏差分析模型的过程实质上就是模拟装车的过程，模拟装车过程中的波动因素。分析间隙或平整度，一般考虑的有：•零件的面轮廓度；•零件定位基准的尺寸公差；•零件的安装误差，包括平移和转动；•零件的安装变形，例如重力因素、焊接等。123456654321766224433577=Initial=Optimized11优化/平衡区域一维尺寸偏差分析（1-DCS)通过模拟零件在单一主线方向下的平移及尺寸偏差来建立数学模型，用以分析最终的DTS配合公差•优点：建模方法简单，分析迅速，能快速地得到想要的分析结果。•缺点：仅考虑了零件在单一主线方向的平移，考虑因素不完全。当零件尺寸较长，尺寸链较长的时候与实际情况偏离较大。通过专业软件在计算机三维空间中模拟零件之间的装配，建立数学模型，用以分析最终的DTS配合公差。优点：能在三维空间中模拟零件的平移、转动，考虑因素比较全面，分析结果更接近实际情况。分析过程是完全模拟实际装车顺序，零件状态根据输入的公差范围随机选取。缺点：将所有零件默认为刚体，无法考虑装配变形、焊接变形、热胀冷缩等因素对最终配合的影响。建模时间较长，工作量较大。三维尺寸偏差分析（3-DCS)ProgramName3DAnalysisCompartmentNameNACGDimensionalEngineeringAnalysisModelDateNameUpr_GapTypeDistanceBetweenturn_uprandlmp_uprDescriptionHeadLamptoTurnLampUpperC/CGapDTS/CVS/BTS_#60.4:01.02.05Samples989NoBuilds(Incl)11Nominal6.00Mean5.99Median6.00StdDev1.02Cp0.65Cpk0.65EstMin2.92EstMax9.07EstRange(99.7%)6.15Est%Below2.59Est%Above2.51Est%Out5.09YSensitivityAnalysisTotalVariance1.0496Tolerance%ofPartPointToleranceMinusPlusRangeVariance1Bracketturn_4wayBracket_x0.002.002.0037.76%ProfileToleranceatUpperOuterSurface2Bracketturn_faBracket_x0.002.002.0024.26%ProfileToleranceatUpperInnerSurface3Head_Lamplmp_uprhlmp_y1.501.503.0011.15%ProfileToleranceatUpperGap4Turn_Lampturn_uprtlamp_y1.001.502.5011.15%ProfileToleranceatUpperGap5Bracketturn_2wayBracket_x0.002.002.008.13%ProfileToleranceatLowerInnerSurfaceSumofRemaining12Contributors7.55%HeadLampUpr_GapTurnLampSAMPLES3.05.04.06.08.07.09.00102030405060708090100LSL4.0NORMALUSL8.0柔性零件偏差分析（EVAS）在三维偏差分析（3-DCS）的基础上融入了有限元的原理来建立数学模型，充分考虑零件变形，用以分析最终的DTS配合公差。同时还就焊接工装及检具的夹紧顺序进行分析和改进。优点：在融入了有限元的原理后，所建立的数学模型与实际零件的状态最符合，考虑因素最全面。缺点：建模时间最长，工作量最大。尺寸技术规范（DTS）风险评估•偏差分析是为了评估DTS，•DTS风险评估是一个考虑了各方面因素综合结果。•DTS的顾客敏感度，装配的可调节性，以往项目的工程经验等因素。图纸（GD&T）要求团队工作“输入”集成供应商制造工程师尺寸工程师材料工程师设计工程师“输出”尺寸管理计划尺寸技术规范（DTS）统一基准定位策略偏差分析测量策略零件设计时间计划数模全球化图纸标准单个零件图纸（进厂零件）控制图（车间拼装的总成）整车控制规范（车身外饰及内饰）测量点需要控制的抽象的零件特征（孔，销，线，面）转化为具体可测量的点。在生产过程中通过对这些测量点的测量和控制进而达到控制整个零件、总成、整车的质量。测点定义的要求：•位置合理，可测量；•有代表性；•数量尽可能少•能够帮助查找问题的根本原因测量系统•对零件、总成、整车进行在线和离线两种方式测量。•常用的手段有白光测量、固定式三坐标测量仪、便携式三坐标测量仪、检具、塞尺、高度尺、激光器测量间隙及平整度。测量数据收集及分析在生产过程中收集测量数据，进行统计分析，查找原因，排除问题。使整个生产过程处于统计控制下的稳态。需要事先定义数据收集的频次、内容、分析方法。使用统一的数据收集软件CDIS，是公司内部各个区域都能很方便快捷地查询到生产线上的产品状态。整车尺寸配合对车身开发的挑战•越来越具挑战的内外饰造型对车身及尺寸设计的呼唤•竞争对手的挑战对车身开发的挑战－迎合尺寸要求的车身设计考虑内外饰尺寸配合要求的车身结构设计及优化•车身仪表板支架的结构设计与优化的实践－－仪表板与副仪表板的尺寸配合•大灯和保险杠的结构设计－－实现保险杠与大灯的小间隙配合考虑吸收尺寸偏差的车身零件搭接结构设计及优化•前风窗板与侧围的混合搭接结构设计1.考虑内外饰尺寸配合要求的车身结构设计及优化车身仪表板支架的结构设计与优化的实践－－仪表板与副仪表板的尺寸配合+/-0.5Differentialtoptobottom=1.0“C”SimplifiedIPprofile“B”“A”CriticalFeature“D”Variation@Feature车身仪表板支架的结构设计与优化的实践－－仪表板与副仪表板的尺寸配合XXmm车身仪表板支架的结构设计与优化的实践－－仪表板与副仪表板的尺寸配合大灯和保险杠的结构设计－－实现保险杠与大灯的小间隙配合保险杠与大灯的间隙大灯灯体保险杠2.考虑吸收尺寸偏差的车身零件搭接结构设计及优化车身零件焊接搭接接头的主要方式：搭接-具有较好的尺寸偏差吸收特性对接-对偏差源敏感谢谢！