本書針對(duì)尺寸工程在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，圍繞達(dá)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(shí)，以及尺寸工程技術(shù)在汽車開發(fā)過程實(shí)戰(zhàn)中的一些工具和方法，重點(diǎn)介紹了GD&T設(shè)計(jì)要領(lǐng)，汽車產(chǎn)品尺寸鏈計(jì)算方法，汽車尺寸工程評(píng)價(jià)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(jì)及制造、零部件設(shè)計(jì)及制造和工裝設(shè)計(jì)及制造方面的讀者提供廣泛的知識(shí)交叉和管理交叉，啟發(fā)各自專業(yè)知識(shí)交叉學(xué)習(xí)、促進(jìn)各自專業(yè)的技術(shù)完善和進(jìn)步。本書采用基本技能培養(yǎng)和實(shí)戰(zhàn)演練相結(jié)合方式進(jìn)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(guó)汽車工業(yè)在短短的幾十年里有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，然而與世界先進(jìn)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(guó)外發(fā)展已十分成熟，但引入國(guó)內(nèi)的時(shí)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(guó)內(nèi)主機(jī)廠對(duì)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(guó)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(xiàng)技術(shù)。本書就是專門針對(duì)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(diǎn)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(shí)，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(shí)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(jì)方法；第7章介紹了汽車尺寸工程質(zhì)量控制工具與評(píng)價(jià)方法；第8章從尺寸測(cè)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(shì)，包括新技術(shù)的應(yīng)用以及如何應(yīng)對(duì)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(píng)價(jià)方法，是對(duì)傳統(tǒng)主觀感知質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的優(yōu)化，可將實(shí)物階段的主觀評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)階段可量化的評(píng)價(jià)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(shí)，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(jìn)尺寸控制策略的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，大大提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和工作效率，這將是尺寸工程技術(shù)進(jìn)一步提升的發(fā)展趨勢(shì)。
中國(guó)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(guó)內(nèi)的發(fā)展帶來了良好的機(jī)遇，同時(shí)也給在國(guó)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(xiàn)給為中國(guó)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(shí)希望此書能夠?qū)?guó)內(nèi)汽車尺寸工程技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響，為國(guó)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(yáng)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(duì)本書編寫過程給予的大力支持和幫助，他們是：蔣國(guó)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(qiáng)、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(bào)告、軟件培訓(xùn)等相關(guān)資料，在此對(duì)他們表示特別感謝。
由于企業(yè)技術(shù)機(jī)密的限制和編者水平有限，書中難免有不夠深入和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)廣大讀者不吝賜教，共同探討，一起進(jìn)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(guó)制造業(yè)產(chǎn)值占世界比重為198%，超越美國(guó)的196%，成為全球制造業(yè)第一大國(guó)，國(guó)家的強(qiáng)大要靠實(shí)體經(jīng)濟(jì)支撐，工業(yè)是立國(guó)之本。自2009年起，中國(guó)就成為世界上最大的汽車生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)汽車工業(yè)未來的發(fā)展不但將對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要作用，而且將對(duì)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(guó)汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“高保有量、低增速”的新常態(tài)，這對(duì)中國(guó)品牌汽車提出了十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對(duì)市場(chǎng)第一的優(yōu)勢(shì)地位和品牌、技術(shù)、人才的相對(duì)弱勢(shì)之間的巨大反差，中國(guó)品牌汽車與國(guó)際品牌汽車在定位和價(jià)格上大量重疊，競(jìng)爭(zhēng)開始短兵相接，“強(qiáng)者更強(qiáng)，弱者更弱”的馬太效應(yīng)在汽車市場(chǎng)將越來越明顯，這對(duì)中國(guó)車企無(wú)疑是巨大的挑戰(zhàn)。2015年5月8日，國(guó)務(wù)院公布了“中國(guó)制造2025”重要戰(zhàn)略，這必將推動(dòng)中國(guó)汽車工業(yè)全面走向轉(zhuǎn)型升級(jí)的健康道路。
汽車制造是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及從原材料選取、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)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(duì)汽車零部件尺寸的影響都會(huì)導(dǎo)致汽車產(chǎn)品最終的尺寸質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(zhǎng)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(zhǎng)安汽車的質(zhì)量不斷提升，部分車型已接近或達(dá)到合資品牌汽車的水平，銷售量也節(jié)節(jié)攀升。2001年，長(zhǎng)安告別了引進(jìn)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)入自主開發(fā)階段，經(jīng)歷了從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)到性能設(shè)計(jì)三個(gè)階段，目前正在進(jìn)入品質(zhì)設(shè)計(jì)階段。在這個(gè)過程中，長(zhǎng)安尺寸工程部門對(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)”，制造業(yè)對(duì)促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)繁榮的巨大作用無(wú)可替代。長(zhǎng)安汽車作為我國(guó)制造業(yè)的代表，應(yīng)肩負(fù)起“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略新的使命，對(duì)于提升中國(guó)制造的品質(zhì)，有著義不容辭的責(zé)任。因此，長(zhǎng)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(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，匯集成了中國(guó)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(guó)制造奮斗的同仁們進(jìn)行交流和討論，共同進(jìn)步。希望以我們的微薄之力，共同推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，推動(dòng)中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，推動(dòng)中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)。
朱華榮重慶長(zhǎng)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(xiàng)目和符號(hào)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(shí)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(dá)方式和設(shè)計(jì)原則55
3.7.2GD&T設(shè)計(jì)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(shí)70
4.1.1尺寸鏈的基本概念70
4.1.2用極值法計(jì)算尺寸鏈74
4.1.3概率法計(jì)算尺寸鏈的基礎(chǔ)知識(shí)81
4.1.4其他公差分析計(jì)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(jì)算常用公式及工具95
4.2.1一維尺寸鏈計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)及工具95
4.2.2二維尺寸鏈計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)96
4.2.3典型汽車一維尺寸鏈模型庫(kù)98
4.3車身焊接裝配尺寸鏈計(jì)算108
4.4內(nèi)外飾裝配尺寸鏈計(jì)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(jì)中尺寸同步工程的應(yīng)用145
5.2車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中尺寸同步工程的應(yīng)用148
5.3工藝設(shè)計(jì)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(jì)方法168
6.1汽車模塊化演變簡(jiǎn)述168
6.1.1模塊化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)168
6.1.2汽車模塊化設(shè)計(jì)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(jiǎn)述178
6.3.1尺寸工程設(shè)計(jì)的背景及現(xiàn)狀178
6.3.2尺寸模塊化的定義及優(yōu)勢(shì)180
6.3.3尺寸模塊化設(shè)計(jì)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(jì)188
6.5.1系統(tǒng)級(jí)尺寸模塊化設(shè)計(jì)189
6.5.2總成級(jí)尺寸模塊化設(shè)計(jì)197
6.5.3零部件級(jí)尺寸模塊化設(shè)計(jì)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(jí)尺寸模塊化203
6.6.2前懸架四輪定位之總成級(jí)尺寸模塊化211
6.6.3前懸架四輪定位之零部件級(jí)尺寸模塊化215
6.6.4尺寸模塊公差分析驗(yàn)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(píng)價(jià)方法224
7.1汽車尺寸工程質(zhì)量控制工具224
7.1.1測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）225
7.1.2統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）229
7.2汽車尺寸工程評(píng)價(jià)方法233
7.2.1汽車尺寸工程評(píng)價(jià)方法分類234
7.2.2汽車尺寸工程評(píng)價(jià)流程234
7.2.3汽車尺寸工程評(píng)價(jià)方法235
7.2.4汽車尺寸工程評(píng)價(jià)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(cè)量文件制定260
8.1.1整車測(cè)量點(diǎn)文件制定262
8.1.2白車身測(cè)量點(diǎn)文件制定263
8.1.3零部件測(cè)量點(diǎn)文件制定266
8.1.4功能尺寸測(cè)量文件268
8.2尺寸測(cè)量規(guī)劃269
8.2.1基礎(chǔ)測(cè)量工具270
8.2.2檢具273
8.2.3三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)279
8.2.4白光測(cè)量機(jī)與激光在線測(cè)量機(jī)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(yàn)收296
8.3.2工裝夾具驗(yàn)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(shì)322
9.1尺寸工程的發(fā)展趨勢(shì)322
9.2新技術(shù)應(yīng)用324
9.2.1虛擬現(xiàn)實(shí)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(jìn)制造工藝及裝備的應(yīng)用329
9.2.4先進(jìn)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用329
9.2.5大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用331
9.3尺寸工程如何應(yīng)對(duì)工業(yè)4.0334
附錄336
附錄A常規(guī)計(jì)量控制圖匯總表336
附錄B常規(guī)計(jì)數(shù)控制圖匯總表337
附錄C過程能力指數(shù)計(jì)算公式337
附錄D尺寸工程常用術(shù)語(yǔ)338
附錄E引用英文和希臘字母名稱及其解釋339
參考文獻(xiàn)340
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