汽车制造2mm工程实施方法的探讨

汽车制造2mm工程实施方法的探讨

汽车工艺与材料·

专题综述·

AUTOM oBI LE TECHNoLoGY& M ATER1 AL

文章编号：0 3 8 1 (0 4 0 - 0 0 10— 8 7 2 0 )4 0 1- 4 1

汽车制造 2mm工程实施方法的探讨 庄明惠(海机动车检测中心质量管理部，海 2 0 3 )上上 O 0 3

摘要：绍了目前国外汽车整车制造、部件制造上应用 2mm工程的成功经验，析了汽车制造 2mm工程的影响介零 分

因素，出国内汽车企业要实施 2 m工程必须采取有效的控制措施。指 m同时提出，评价汽车企业 2m m工程的有效性，除了需要评价标准外，必须明确评价方法、价亡和考核办法：还评具 关键词：汽车；制造；2mm工程；方法中图分类号：H16 T 8文献标识码： A

A P o e t r b o 2mm- rje mpe nig Meh d i p oetI l me t to n nAu o o ie M a u a t r t m b l n f cu eZHUANG Mig u n—h i

( uly Q at i Maae et ea m n, aga o r eie npcn n M aui C ne,h nhi 0 0 3 ngm n D pr e t h nhi t V hc Iset g ad esr g et Saga t S M o l i n r 20 3,C ia hn )

A s at h a e i r ue te sces lepr ne o 2 m— retapi tn i a cm le crad i bt c: i ppr n o cs h ucs u xe ecs f m po c pla o n o pe a n t r T s td f i j ci t s pr auat ei f e n cu t,n l nl e e etf t so 2 m-r et T i pprpit otta a sm nf u n o i on y ad a oaa zs f c a o f m po c t c r rg r s y f cr j . hs ae o s u ht n tedm scat m nf t esm s t esm fc v ot lm aue d r g2 m po c i p m n tn I h o et u aua u r ut a o eeetecn o esrs u n m— r et m l eti . n i o cr k f i r i j e ao adtn

t ptn owr a d y o 2m po c ad ed o ea ao re o, e ea ao m t d, dio o uig f ad vl i f m—r et n ne f vl t n c t nt vl tn e os i t r it j ui i r h i ui he au to o l n c e k u meh d r e d d t b d fn d . v lain tos a d h c o t to saen e e o e e e t

K yw rs u m bl;m n f t e m po c;m t d e od:at oi o e au c r;2 -r et e o au m j h

1汽车制造 2mi工程的概念 l l当今时代是一个快速变革的时代，随着顾客需求的多样化，汽车企业必须适应顾客的不同要求，才能实现市场占有率的不断提高。 0纪 8 2世 0年代， 日本企业的汽车产品之所以能够大量进入美国市场， 使美国汽车企业丢掉 6%的市场份额，并严重冲击美国的汽车制造业，重要原因就是日本汽车企业通过

制造综合误差指数， 6倍均方差“o来控制车身即 6” r制造质量，并用一整套确保汽车车身制造尺寸偏差最小化的制造技术和流程，达到汽车整车在密封、噪声、外观、动力性和寿命等方面制造偏差接近世界先进水平 2mm以内，从而实现以最省的制造成本提

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。由 于这个综合误差指标的应用，使得日本汽车企业用最省的制造成本实现车身质量控制在 2m以内。 m 当时，欧洲汽车企业的车身制造质量控制在 2~ . 5 3m m,而美国汽车企业的车身制造质量控制在 4m以内。 m美国的 3大汽车公司为改变这一落后局面，于 2 0世纪 9 0年代和美国密歇根大学等科学院

应用 2m m工程的策略，获得完美的汽车车身制造质量，在实际使用中进一步满足了美国汽车用户的安全性和可靠性要求，值得注意的是汽车产品的安全性和可靠性正是汽车产品质量的重要指标。所谓汽车产品 2 m工程就是从系统的观点出发，对汽 m车产品采用 C nius I poe e tId a r车身 o t e m r

vm n n i t n co

收稿日期：0 3 1— 2 20— 2 0作者简介：明惠( 9 4 )男，庄 14一，浙江定海人，高级工程师， R A国家注册审核员，期从事汽车零部件工艺设计、 C R长

工装设计和质量管理，上海市经委聘任为轿车零部件国产化项目鉴定专家组成员。被

汽车制造2mm工程实施方法的探讨

庄明惠：汽车制造 2mm工程实施方法的探讨

所一起投资数千万美元，开展一项旨在提高车身制造质量的全面计划——即汽车制造 2m m工程。该工程的巨大成功不但使美国汽车企业迅速降低了汽车的生产成本，而且进一步提高了汽车的安全性和可靠性，从而使美国汽车企业一举恢复国际、国内的汽车市场。国汽车企业 2m美 m工程的成功经验，使全球汽车企业悟出一个道理，新世纪的经济发展对汽车企业适应市场竞争提出更高要求，汽车产品要提高制造质量，迫使汽车企业必须系统地应用 2 m m工程。而汽车企业 2m m工程的系统化，就必须系统

的定位焊接，而减小车身匹配焊接误差。从 e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，在产品设计中应尽量减小板厚，还要考虑焊接方法的应用，使焊接的接头设计尽量采用电阻点焊方法，以减小焊接变形，接头的设计要且

有利于焊接操作。在产品设计中考虑满足结构形状刚度和强度的前提下，还要使焊接点数量降到最少，以减小焊接变形。22确保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。车身焊接夹具的作用是保证所焊接车身零件之间的相对位置正确和焊接件的尺寸精度达到焊接过

地考虑和兼容企业其他各方面的管理，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 2m m工程为主体的管理模式。目

程中的焊接件的规定变形要求，以及提高焊接生产率。汽车企业要有效实施 2m m工程，必须从以下还几方面提高焊接夹具的设计水平。 a焊接夹具的定位基准与产品设计基准和装配 .基准应重合。定位基准传递一致性原则不但在车身设计时要考虑，而且在焊接夹具的设计中也要考虑。 焊接夹具的定位基准与产品的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，到简化装配协调关系，达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

前，国外汽车企业不但在整车制造上应用 2m m工程，而且在零部件制造上也应用 2m m工程的原理，

这种成功的经验值得国内汽车企业学习和借鉴。

2汽车制造 2ll程的影响因素分析及 n工 n控制措施在汽车企业实施 2m工程过程中，车身匹配 m一

直是影响 2m m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、产节拍生和产品成本。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 3方面原因。因此，内汽车企业要实施 2m国 m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。 21严格控制汽车车身设计质量 .

进行调整。为控制车身焊接变形，焊接夹具定位件结构应从方便调整进行考虑，才能确保车身焊接变形和焊接后收缩量的最小变化。

b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

a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

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决不能轻

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，到车身匹配焊接质量的稳定性。达 b尽量采用车身整体冲压件。在冲压工艺的允许 .情况下，应尽可能减少车身零件的分块，尽量采用车身整体结构，特别是对不容易保证结构尺寸或尺寸要求较高的车身结构零件要尽量采用整体冲压件，如整体门框、围及前风窗框等零件，侧以减小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，装配孑和工艺孑的安排布置及焊接的接 L L头设计也要合理，这样才能很好地进行车身匹配时

易地调整其设计精度，有些定位销或定位块在调整设计精度时，应分析是否会影响车身匹配误差。 e车身匹配的相关零件尺寸应保证。所谓车身 .匹配的相关零件尺寸不合格是指组成车身零件尺寸不符合产品图纸要求，即通常说的零件尺寸超差。车身匹配的相关零件尺寸是应该保证的，特别是一些

车身匹配重要零件的装配孑、装配面和工艺孑的尺 L L寸是必须严格控制的。得注意的是，值车身匹配的相关零件尺寸不合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

汽车制造2mm工程实施方法的探讨

庄明惠：车制造 2mm工程实施方法的探讨汽

也不允许有较大的强制变形。 23有效控制汽车车身匹配焊接时变形量 .焊接变形引起的误差一般比较难以进行定量计

性评价来推进企业适应全球市场竞争。以，所汽车企业 2m工程评价的基本原则就必须是顾客满意和 m企业获利。因此，企业 2 m工程评价标准主要内容 m就应有以下几方面：. a企业如何通过评价 2 m工程 m促进顾客满意； . b企业如何通过评价 2m m工程提高企业效益；.业如何通过评价 2mm工程建立有效 c企

算，焊接变形量的确定应通过理论分析与实际测量相结合。汽车企业要实施 2 m工程， m还必须从以下几方面控制车身匹配焊接变形量。 a采用电阻点焊防止车身焊接变形。由于电阻 .

的信息管理系统；. d企业如何通过评价 2 m工程强 m化企业管理；. e企业如何通过评价 2 m工程确立持 m续改进的思想。 32评价方法 .

点焊为内部热源，焊接的冶金过程比较简单，加热且集中，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 C O焊枪的可达性差，只能用 C O焊进行焊接。又由于整个汽车车身的焊接过程既是一个静态的应力变化过程，又是一个动态的应力变化系统。因此，汽车车身焊接就要研究其内在的规律，通过掌握影响车身焊接零件之间各种因素的必然联系，减少车身焊接变形量。

b采用先进焊接设备防止车身焊接变形。国外 .

由于国外汽车企业都是以车身匹配质量为依据来评价 2mm工程， 而且通过对汽车企业 2mm工程

的评价来推进企业管理和产品质量上台阶。因此，要使国内汽车企业 2m m工程评价有效实现，也只有

通过对车身匹配质量进行定量评价来判断 2m m工程的实施效果。要达到这个定量评价的目标，就必须利用先进的评价方法。国外汽车企业对车身匹配质

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，

量的评分方法一般是参照 C D数据和产品设计图 A纸上的有关设计基准明确测量基准，并对每个测量

点焊顺序稳定，而且能提高焊接速度，现最大限度实减少车身焊接变形量。

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 C C三坐标测量机的检测就能获得 N

c要严格按照焊接工艺要求防止车身焊接变 .形。要保证良好的车身焊接质量，从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。

十分精确的偏差值，同时按对每个测量基准数的测量频次，车身匹配质量的评价提供确切依据，到为达对车身质量进行定量评价的目的。具体评分是车身

匹配测量基准的偏差值完全符合要求为 1 0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。33评价工具 .

3汽车制造 2 工程有效性评价 mm通过车身匹配质量的影响因素分析和采取相应的措施，为汽车企业实施 2mm工程打下基础。但

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

是，车企业实施 2m汽 m工程是否有效，还必须进行

合理的评价。由于车身匹配质量与整车安全性和可靠性关系极大，而白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 2m工程是否有 m效。当然，评价汽车企业 2m要 m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。31评价标准 .

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。 a必须找出影响车身匹配质量的设计基准为测 .量点。种新车型的诞生是从设计开始的，经过样一再

车试制、试生产、小批量生产和成批生产。在此进行的一系列有效工作中，积累的丰富经验将被用于找出影响车身匹配质量测量点的偏差值。先，据基首根准重合原理，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l一 3

汽车企业 2m m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 2 0年第 4 04期

一

汽车制造2mm工程实施方法的探讨

庄明惠：车制造 2mm工程实施方法的探讨汽

择应具有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、定位孔和定位面的选择还要考虑到对车身尺寸的影响要尽量小，以减小车身匹配偏差值的累积误差。

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。车企业 2m 汽 m工程评价标准可以作为企业自我评价的标准来检查

企业各部门的工作业绩，也可以作为企业对产品实物质量的评价标准。因此，考核办法的内容可根据国内汽车企业 2 m工程的实际用途来确定评价标准 m的具体考核要求。 总之，汽车企业 2m m工程评价是企业实现顾客满意和企业获利的一项重要工程，国内汽车企业

b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 C D数 A学模型进行设计和制造的，其使用方法是在测量过程中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坐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、整度、隙均匀性做出评价外，可以参平缝还照 C D数据和产品设计图纸上的有关尺寸，通过 A C C三坐标测量机的检测获得十分精确的偏差值， N 为车身匹配质量提供确切依据。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。

要取得 2 m工程的长期实施效果，只有按照用户 m满意和企业获利的原则，不断地应用 C niu s ot e n

i poe etIdct车身制造综合误差指数“盯 m rvm n n i o ar 6”来控制汽车制造质量，才能实现提升企业市场竞争能力，并使国内汽车企业在激烈的全球市场竞争中立于不败之地。(任编辑肖文 )责

c必须与现代测量技术紧密结合。 .由于，高性能坐标测量机和激光扫描机等诸多技术得到广泛应用，就可以精确地测量出车身匹配实际尺寸与 C D A数据之间的偏差值，进而对车身匹配质量做出评价。这项技术的突出优点是，一个有待测量确认对创新产品 领先行业

的车身来讲，就可以对其形状尺寸进行评价。批量生产的全过程使用这项技术，以保证汽车车身匹可 配质量与数学模型一致，而使轿车的制造质量得从到可靠的保证。 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是，前者用途与功能主模型相似，主要用于对车身外覆盖件、车身外部装配零件和内饰件的配合状态、隙、缝功能及外

公司主要从事生产各类干燥箱、恒温恒湿箱、调温调湿箱及其

他各类非标产品。制冷部分选用进口全封闭压缩机，温湿度采用 LD数字显示式， E控制部分装备高精度智能化的湿度调节仪，具有跟踪性好、准确度高、数显直观等特点。产品广泛应用于航空、航天、军事、电工、电子、仪器仪表、医疗、汽车、摩托车及各大中院校等领域，得到了国内外客户的青睐，产品远销世界各地。

观效果等进行匹配的定量检验；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。合匹配样架造价比功能主模型低，综但匹配速度慢、工作效率低。任何一种综合匹配样架都有一

个模

■■臭氧老化试验箱老化试验箱砂尘试验箱盐雾腐蚀试验箱 高低温试验箱高低温湿热试验箱可程式高低温交变湿热试验箱

恒定湿热试验箱

可程式恒温恒湿箱

氙灯 (外灯 )气候试验箱紫耐

电热鼓风干燥箱滴水、雨等外壳防护设备机械式振动台跌落淋试验台冲击、撞试验台大型步入式 (雾、温恒湿、低温湿碰盐恒高热等 )验室试大型步入式油漆涂料、箱空调专用环境性能试验室冰

块化结构的铝合金框架作为基体。但不同于功能主模型是固定在支撑框架上的可装卸零部件模块单元，而是代表某种状态的零部件，如试制后经测量合格的样品、工装样品、批量生产中的样品等。因此，综

地址：江苏淮安市北京北路 19号 9

邮编：2 0 1 2 30

合匹配样架使用的寿命就相对比较低。34考核办法 .

国内汽车企业要确保 2m m工程的有效性，就应建立科学的考核办法。考核办法的核心是企业必l一 4

电话：57 3 2 3 0 9 9 3传真：57 34 3 8 0 1. 9 0 7 3 4 3 8一 0 1- 9 9 3 -联系人：生手机：18 2 2 18张先 03 5 3 95 Hl/,w hzs. m - al h n y@h zscm t/ w. yy o E r iz o ga ayy o p w a c m:广东办事处电话：2— 15 76 85 4 1 0 0 85 8 1 19 56联系人：王爱芝手机： 7 24 25 1 0 2 0 1 3E IalI b 6 .e - ii@2 3n t m: ml