基于自适应偏差补偿的轿车大灯装配工艺研究

【摘要】： 轿车装配尺寸精度成为衡量其制造水平的重要因素之一。通过装配偏差三维建模与分析,能够有效预测装配质量、识别潜在装配偏差源并通过装配结构与工艺设计予以优化。轿车前大灯的装配偏差控制是轿车装配尺寸精度控制的难点问题,由于涉及到特殊产品结构、供应零件质量和装配调整工艺等难以控制的输入偏差影响,关键在于设计合理的装配工艺对偏差进行有效的补偿。前大灯等关键区域的装配偏差控制技术研究不仅有助于各种外饰及与外饰接口零件的装配工艺设计,而且对于轿车整车装配尺寸精度控制具有重要的方法借鉴和推广意义。 本文通过收集多种车型的大灯装配信息,归纳总结一类典型装配结构和工艺的优缺点,结合上海通用汽车某现生产车型大灯区域主要装配尺寸质量问题,提出大灯装配工艺的自适应偏差补偿设计方法,建立相关装配偏差三维分析模型,通过与试验数据对比分析,提出装配结构工艺的改进措施,并在实际生产中进行应用。 本文主要研究内容如下: 1.自适应偏差补偿的大灯装配结构设计。针对大灯装配过程刚性和柔性零件混合的特点,基于尺寸链传播原理,以配合面尺寸质量为优化目标,通过配合面偏差分解方法分别建立大灯与翼子板,大灯与前盖的装配结构,利用可调螺母和翼子板柔性装配的特点设置相应的偏差补偿工艺环节,建立自适应偏差补偿的大灯装配结构设计初步方案。 2.大灯装配偏差三维建模与装配工艺优化。将三维偏差分析软件3DCS和有限元软件NASTRAN相结合,考虑零件柔性特征进行大灯装配偏差三维建模方法研究,通过偏差仿真计算得出主要分析结论:(1)以大灯与翼子板、大灯与前盖的间隙和平整度为评价指标,通过改进前、后两种大灯装配偏差的预测对比,证明结构优化的有效性。(2)将大灯装配时产生的刚性位移作为翼子板自适应偏差补偿的输入,优化翼子板搭接面结构并进行计算对比分析,证明偏差补偿结构的可行性。 3.统计试制样车的实际装配数据,与理论设计状态及原型车的装配偏差数据相比较,以证明该自适应偏差补偿优化方法真实有效。本课题提出的零件定位基准评价指数模型方法替代了通常以经验为导向的零件定位基准建立方法,结合薄板金属件的装配特点创造性地将自适应偏差补偿方法运用到轿车前大灯的装配结构优化,改善了大灯周边的局部装配质量。