本書針對尺寸工程在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，圍繞達成汽車尺寸目標(biāo)，介紹了汽車尺寸工程技術(shù)所涉及的基礎(chǔ)知識，以及尺寸工程技術(shù)在汽車開發(fā)過程實戰(zhàn)中的一些工具和方法，重點介紹了GD&T設(shè)計要領(lǐng)，汽車產(chǎn)品尺寸鏈計算方法，汽車尺寸工程評價體系，汽車投產(chǎn)過程中的尺寸管控和尺寸制造集成等內(nèi)容，向讀者呈現(xiàn)了汽車產(chǎn)品開發(fā)涉及到的尺寸精度控制的一系列過程的系統(tǒng)方法。本書可以為汽車制造所涉及的整車設(shè)計及制造、零部件設(shè)計及制造和工裝設(shè)計及制造方面的讀者提供廣泛的知識交叉和管理交叉，啟發(fā)各自專業(yè)知識交叉學(xué)習(xí)、促進各自專業(yè)的技術(shù)完善和進步。本書采用基本技能培養(yǎng)和實戰(zhàn)演練相結(jié)合方式進行編寫，適用于從事汽車產(chǎn)品開發(fā)及相關(guān)零部件制造的工程技術(shù)人員，亦可供大專院校采用教學(xué)。
中國汽車工業(yè)在短短的幾十年里有了長足的進步，然而與世界先進企業(yè)的差距仍然十分明顯，特別是基礎(chǔ)制造技術(shù)十分薄弱。汽車尺寸工程技術(shù)在國外發(fā)展已十分成熟，但引入國內(nèi)的時間卻不過短短十年，真正將尺寸工程技術(shù)嘗試著應(yīng)用于汽車開發(fā)過程的年頭更是屈指可數(shù)。這幾年，隨著各大國內(nèi)主機廠對尺寸工程技術(shù)越來越重視，尺寸工程技術(shù)成了汽車開發(fā)工作中必備的技術(shù)之一。為了響應(yīng)企業(yè)需求，一些高校也已經(jīng)開始開展與尺寸工程技術(shù)相關(guān)的課程。然而，在國內(nèi)卻找不到一本與尺寸工程技術(shù)相關(guān)的專業(yè)書籍，這使得很多從事汽車產(chǎn)品及零部件開發(fā)的工程師不知道如何學(xué)習(xí)這項技術(shù)。本書就是專門針對汽車行業(yè)而編寫的一本適合汽車產(chǎn)品開發(fā)、相關(guān)零部件制造的工程技術(shù)人員，及大專院校師生閱讀的尺寸工程技術(shù)的專業(yè)書籍。
全書共分為9章，第1章介紹了汽車尺寸工程的基本概念、主要內(nèi)容和工作流程；第2章重點介紹了尺寸感知質(zhì)量以及尺寸目標(biāo)的設(shè)定方法；第3章介紹了幾何尺寸與公差（GD&T）的基礎(chǔ)知識，以及GD&T在汽車尺寸工程中的應(yīng)用；第4章介紹了汽車裝配尺寸鏈基礎(chǔ)知識和三維公差仿真分析技術(shù)；第5章介紹了汽車尺寸同步工程在汽車開發(fā)中的應(yīng)用；第6章從尺寸功能屬性入手，提出了整車尺寸模塊化設(shè)計方法；第7章介紹了汽車尺寸工程質(zhì)量控制工具與評價方法；第8章從尺寸測量及投產(chǎn)階段的尺寸管理等內(nèi)容入手，介紹了汽車產(chǎn)品尺寸控制及投產(chǎn)制造集成；第9章展望了汽車尺寸工程未來的發(fā)展趨勢，包括新技術(shù)的應(yīng)用以及如何應(yīng)對工業(yè)40等內(nèi)容。
本書提出的“尺寸感知指數(shù)”的新概念和評價方法，是對傳統(tǒng)主觀感知質(zhì)量評價方法的優(yōu)化，可將實物階段的主觀評價轉(zhuǎn)化成設(shè)計階段可量化的評價指標(biāo)，從而最大限度地避免了制造階段尺寸缺陷的發(fā)生。同時，本書還首次提出了“尺寸模塊化”這一概念和方法，該方法可促進尺寸控制策略的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，大大提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和工作效率，這將是尺寸工程技術(shù)進一步提升的發(fā)展趨勢。
中國品牌汽車工業(yè)的高速發(fā)展，為汽車尺寸工程技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展帶來了良好的機遇，同時也給在國內(nèi)最初從事這一領(lǐng)域的人們提出了很大的挑戰(zhàn)。在此，謹(jǐn)以此書獻給為中國品牌汽車不斷奮斗的汽車尺寸工程技術(shù)的從業(yè)者和相關(guān)專業(yè)的同仁們，同時希望此書能夠?qū)鴥?nèi)汽車尺寸工程技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響，為國內(nèi)汽車尺寸工程技術(shù)人才的培養(yǎng)提供一些幫助。
本書由曹渡、劉永清主編，周智漢、譚鵬副主編。第1、9章由譚鵬編寫；第2章由粟錚、譚鵬、王揚昊編寫；第3章由趙金東編寫；第4章由周智漢編寫；第5章由王偉編寫；第6章由宋華、張博編寫；第7章由黃娟、粟錚編寫；第8章由梁昌明、邊振華編寫；全書由譚鵬統(tǒng)稿，曹渡、劉永清、周智漢定稿。
感謝以下人員對本書編寫過程給予的大力支持和幫助，他們是：蔣國平、劉世明、范清林、許亞東、高濤、耿杰、韓飛、周維、凌鴻偉、周漢章、任鋒利、許浩然、周媛媛、張強、雷園園、溫凱、王燕梅、肖波、楊孝樂、丁濤、王亮等。
本書借鑒了大量業(yè)內(nèi)從事尺寸工程技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业陌l(fā)言、報告、軟件培訓(xùn)等相關(guān)資料，在此對他們表示特別感謝。
由于企業(yè)技術(shù)機密的限制和編者水平有限，書中難免有不夠深入和錯誤之處，懇請廣大讀者不吝賜教，共同探討，一起進步。
《汽車尺寸工程技術(shù)》編寫組汽車尺寸工程技術(shù)
2010年，我國制造業(yè)產(chǎn)值占世界比重為198%，超越美國的196%，成為全球制造業(yè)第一大國，國家的強大要靠實體經(jīng)濟支撐，工業(yè)是立國之本。自2009年起，中國就成為世界上最大的汽車生產(chǎn)國。中國汽車工業(yè)未來的發(fā)展不但將對中國經(jīng)濟產(chǎn)生重要作用，而且將對全球汽車業(yè)未來的格局產(chǎn)生巨大的影響。
自“十二五”以來，中國汽車產(chǎn)業(yè)進入“高保有量、低增速”的新常態(tài)，這對中國品牌汽車提出了十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對市場第一的優(yōu)勢地位和品牌、技術(shù)、人才的相對弱勢之間的巨大反差，中國品牌汽車與國際品牌汽車在定位和價格上大量重疊，競爭開始短兵相接，“強者更強，弱者更弱”的馬太效應(yīng)在汽車市場將越來越明顯，這對中國車企無疑是巨大的挑戰(zhàn)。2015年5月8日，國務(wù)院公布了“中國制造2025”重要戰(zhàn)略，這必將推動中國汽車工業(yè)全面走向轉(zhuǎn)型升級的健康道路。
汽車制造是一個復(fù)雜的過程，涉及從原材料選取、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計到產(chǎn)品制造的全過程。零件制造偏差，工裝設(shè)備的穩(wěn)定性，裝配的一致性和重復(fù)性，物流過程中的變形，環(huán)境溫度、濕度等對汽車零部件尺寸的影響都會導(dǎo)致汽車產(chǎn)品最終的尺寸質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，汽車產(chǎn)品70%以上的質(zhì)量問題都是由于尺寸超差造成的，而高品質(zhì)的產(chǎn)品更離不開尺寸的精準(zhǔn)。長安汽車一直將質(zhì)量作為企業(yè)發(fā)展的生命線，近年來長安汽車的質(zhì)量不斷提升，部分車型已接近或達到合資品牌汽車的水平，銷售量也節(jié)節(jié)攀升。2001年，長安告別了引進產(chǎn)品國產(chǎn)化，進入自主開發(fā)階段，經(jīng)歷了從結(jié)構(gòu)設(shè)計、造型設(shè)計到性能設(shè)計三個階段，目前正在進入品質(zhì)設(shè)計階段。在這個過程中，長安尺寸工程部門對長安汽車品質(zhì)的提升功不可沒。正是尺寸工程技術(shù)的引入，長安汽車產(chǎn)品的外觀品質(zhì)和整車性能品質(zhì)才得以在短期內(nèi)迅速提升。
世界歷史上三次“世界制造中心”的轉(zhuǎn)移印證了“制造業(yè)強則國家強”，制造業(yè)對促進國家經(jīng)濟繁榮的巨大作用無可替代。長安汽車作為我國制造業(yè)的代表，應(yīng)肩負(fù)起“中國制造2025”戰(zhàn)略新的使命，對于提升中國制造的品質(zhì)，有著義不容辭的責(zé)任。因此，長安汽車尺寸工程部門的工程師們，將多年積累下來的研究成果和項目經(jīng)驗，匯集成了中國第一本尺寸工程技術(shù)的專業(yè)書籍——《汽車尺寸工程技術(shù)》，并公開出版與同行分享，旨與更多的為中國制造奮斗的同仁們進行交流和討論，共同進步。希望以我們的微薄之力，共同推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，推動中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變，推動中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)偉大復(fù)興的中國夢。
朱華榮重慶長安汽車股份有限公司總裁汽車尺寸工程技術(shù)
序
前言
第1章尺寸工程概論1
1.1尺寸工程的概念1
1.2尺寸工程的主要內(nèi)容及流程4
1.2.1尺寸工程的主要內(nèi)容4
1.2.2尺寸工程的工作流程5
1.3尺寸工程的作用7
第2章汽車尺寸工程目標(biāo)設(shè)定9
2.1整車感知質(zhì)量10
2.1.1產(chǎn)品外觀DTS感知質(zhì)量11
2.1.2產(chǎn)品性能DTS感知質(zhì)量15
2.2DTS設(shè)定16
2.2.1產(chǎn)品外觀DTS設(shè)定16
2.2.2產(chǎn)品性能尺寸目標(biāo)設(shè)定20
2.2.3DTS設(shè)定依據(jù)22
2.3目標(biāo)公差校核及分解23
2.3.1目標(biāo)公差校核23
2.3.2目標(biāo)公差分解25
本章小結(jié)28
第3章幾何公差在汽車尺寸工程中的應(yīng)用29
3.1幾何公差概述29
3.1.1零件的幾何要素及分類30
3.1.2幾何公差的特征項目和符號31
3.1.3幾何公差和幾何公差帶33
3.2基準(zhǔn)34
3.3形狀公差與形狀公差帶40
3.4方向與位置公差及其公差帶43
3.4.1方向公差與方向公差帶43
3.4.2位置公差與位置公差帶47
3.5復(fù)合公差53
3.6最大實體原則54
3.7GD&T在汽車開發(fā)中的應(yīng)用55
3.7.1汽車GD&T常用表達方式和設(shè)計原則55
3.7.2GD&T設(shè)計應(yīng)用57
本章小結(jié)69
第4章汽車裝配尺寸鏈基礎(chǔ)70
4.1尺寸鏈基礎(chǔ)知識70
4.1.1尺寸鏈的基本概念70
4.1.2用極值法計算尺寸鏈74
4.1.3概率法計算尺寸鏈的基礎(chǔ)知識81
4.1.4其他公差分析計算方法——蒙特卡羅法88
4.1.5常見公差分布類型90
4.2汽車行業(yè)尺寸鏈計算常用公式及工具95
4.2.1一維尺寸鏈計算基礎(chǔ)知識及工具95
4.2.2二維尺寸鏈計算基礎(chǔ)知識96
4.2.3典型汽車一維尺寸鏈模型庫98
4.3車身焊接裝配尺寸鏈計算108
4.4內(nèi)外飾裝配尺寸鏈計算122
4.5三維公差仿真分析技術(shù)126
4.5.1軟件介紹127
4.5.2基于剛體裝配偏差的三維仿真分析技術(shù)128
4.5.3基于有限元柔性裝配偏差的三維仿真分析技術(shù)132
本章小結(jié)142
第5章汽車尺寸同步工程143
5.1造型設(shè)計中尺寸同步工程的應(yīng)用145
5.2車身結(jié)構(gòu)設(shè)計中尺寸同步工程的應(yīng)用148
5.3工藝設(shè)計中尺寸同步工程的應(yīng)用161
本章小結(jié)167
第6章尺寸模塊化設(shè)計方法168
6.1汽車模塊化演變簡述168
6.1.1模塊化設(shè)計基礎(chǔ)168
6.1.2汽車模塊化設(shè)計的演變170
6.2白車身功能尺寸172
6.2.1早期的白車身功能尺寸173
6.2.2白車身功能尺寸的最新發(fā)展174
6.3汽車尺寸模塊化簡述178
6.3.1尺寸工程設(shè)計的背景及現(xiàn)狀178
6.3.2尺寸模塊化的定義及優(yōu)勢180
6.3.3尺寸模塊化設(shè)計原則181
6.4整車尺寸模塊劃分184
6.4.1整車尺寸功能屬性184
6.4.2尺寸模塊的劃分187
6.5尺寸模塊化設(shè)計188
6.5.1系統(tǒng)級尺寸模塊化設(shè)計189
6.5.2總成級尺寸模塊化設(shè)計197
6.5.3零部件級尺寸模塊化設(shè)計199
6.5.4尺寸模塊控制策略優(yōu)化200
6.6尺寸模塊化案例203
6.6.1前懸架四輪定位之系統(tǒng)級尺寸模塊化203
6.6.2前懸架四輪定位之總成級尺寸模塊化211
6.6.3前懸架四輪定位之零部件級尺寸模塊化215
6.6.4尺寸模塊公差分析驗證219
本章小結(jié)223
第7章汽車尺寸工程質(zhì)量控制工具與評價方法224
7.1汽車尺寸工程質(zhì)量控制工具224
7.1.1測量系統(tǒng)分析（MSA）225
7.1.2統(tǒng)計過程控制（SPC）229
7.2汽車尺寸工程評價方法233
7.2.1汽車尺寸工程評價方法分類234
7.2.2汽車尺寸工程評價流程234
7.2.3汽車尺寸工程評價方法235
7.2.4汽車尺寸工程評價方法的應(yīng)用249
本章小結(jié)258
第8章尺寸控制及投產(chǎn)制造集成259
8.1尺寸測量文件制定260
8.1.1整車測量點文件制定262
8.1.2白車身測量點文件制定263
8.1.3零部件測量點文件制定266
8.1.4功能尺寸測量文件268
8.2尺寸測量規(guī)劃269
8.2.1基礎(chǔ)測量工具270
8.2.2檢具273
8.2.3三坐標(biāo)測量機279
8.2.4白光測量機與激光在線測量機286
8.2.5零部件匹配夾具290
8.2.6內(nèi)外飾綜合檢具293
8.2.7開口檢具294
8.3投產(chǎn)階段尺寸管理與集成295
8.3.1零部件驗收296
8.3.2工裝夾具驗收303
8.3.3尺寸匹配304
8.4尺寸質(zhì)量數(shù)據(jù)管理314
本章小結(jié)320
第9章汽車尺寸工程未來的發(fā)展趨勢322
9.1尺寸工程的發(fā)展趨勢322
9.2新技術(shù)應(yīng)用324
9.2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用324
9.2.2尺寸公差虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展327
9.2.3先進制造工藝及裝備的應(yīng)用329
9.2.4先進測量技術(shù)的應(yīng)用329
9.2.5大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)的應(yīng)用331
9.3尺寸工程如何應(yīng)對工業(yè)4.0334
附錄336
附錄A常規(guī)計量控制圖匯總表336
附錄B常規(guī)計數(shù)控制圖匯總表337
附錄C過程能力指數(shù)計算公式337
附錄D尺寸工程常用術(shù)語338
附錄E引用英文和希臘字母名稱及其解釋339
參考文獻340
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