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内容简介

本书针对尺寸工程在汽车领域的应用，围绕达成汽车尺寸目标，介绍了汽车尺寸工程技术所涉及的基础知识，以及尺寸工程技术在汽车开发过程实战中的一些工具和方法，重点介绍了GD&T;设计要领，汽车产品尺寸链计算方法，汽车尺寸工程评价体系，汽车投产过程中的尺寸管控和尺寸制造集成等内容，向读者呈现了汽车产品开发涉及到的尺寸精度控制的一系列过程的系统方法。本书可以为汽车制造所涉及的整车设计及制造、零部件设计及制造和工装设计及制造方面的读者提供广泛的知识交叉和管理交叉，启发各自专业知识交叉学习、促进各自专业的技术完善和进步。本书采用基本技能培养和实战演练相结合方式进行编写，适用于从事汽车产品开发及相关零部件制造的工程技术人员，亦可供大专院校采用教学。

目录

序
前言
第1章尺寸工程概论1
1.1尺寸工程的概念1
1.2尺寸工程的主要内容及流程4
1.2.1尺寸工程的主要内容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章汽车尺寸工程目标设定9
2.1整车感知质量10
2.1.1产品外观DTS感知质量11
2.1.2产品性能DTS感知质量15
2.2DTS设定16
2.2.1产品外观DTS设定16
2.2.2产品性能尺寸目标设定20
2.2.3DTS设定依据22
2.3目标公差校核及分解23
2.3.1目标公差校核23
2.3.2目标公差分解25
本章小结28
第3章几何公差在汽车尺寸工程中的应用29
3.1几何公差概述29
3.1.1零件的几何要素及分类30
3.1.2几何公差的特征项目和符号31
3.1.3几何公差和几何公差带33
3.2基准34
3.3形状公差与形状公差带40
3.4方向与位置公差及其公差带43
3.4.1方向公差与方向公差带43
3.4.2位置公差与位置公差带47
3.5复合公差53
3.6最大实体原则54
3.7GD&T;在汽车开发中的应用55
3.7.1汽车GD&T;常用表达方式和设计原则55
3.7.2GD&T;设计应用57
本章小结69
第4章汽车装配尺寸链基础70
4.1尺寸链基础知识70
4.1.1尺寸链的基本概念70
4.1.2用极值法计算尺寸链74
4.1.3概率法计算尺寸链的基础知识81
4.1.4其他公差分析计算方法——蒙特卡罗法88
4.1.5常见公差分布类型90
4.2汽车行业尺寸链计算常用公式及工具95
4.2.1一维尺寸链计算基础知识及工具95
4.2.2二维尺寸链计算基础知识96
4.2.3典型汽车一维尺寸链模型库98
4.3车身焊接装配尺寸链计算108
4.4内外饰装配尺寸链计算122
4.5三维公差仿真分析技术126
4.5.1软件介绍127
4.5.2基于刚体装配偏差的三维仿真分析技术128
4.5.3基于有限元柔性装配偏差的三维仿真分析技术132
本章小结142
第5章汽车尺寸同步工程143
5.1造型设计中尺寸同步工程的应用145
5.2车身结构设计中尺寸同步工程的应用148
5.3工艺设计中尺寸同步工程的应用161
本章小结167
第6章尺寸模块化设计方法168
6.1汽车模块化演变简述168
6.1.1模块化设计基础168
6.1.2汽车模块化设计的演变170
6.2白车身功能尺寸172
6.2.1早期的白车身功能尺寸173
6.2.2白车身功能尺寸的最新发展174
6.3汽车尺寸模块化简述178
6.3.1尺寸工程设计的背景及现状178
6.3.2尺寸模块化的定义及优势180
6.3.3尺寸模块化设计原则181
6.4整车尺寸模块划分184
6.4.1整车尺寸功能属性184
6.4.2尺寸模块的划分187
6.5尺寸模块化设计188
6.5.1系统级尺寸模块化设计189
6.5.2总成级尺寸模块化设计197
6.5.3零部件级尺寸模块化设计199
6.5.4尺寸模块控制策略优化200
6.6尺寸模块化案例203
6.6.1前悬架四轮定位之系统级尺寸模块化203
6.6.2前悬架四轮定位之总成级尺寸模块化211
6.6.3前悬架四轮定位之零部件级尺寸模块化215
6.6.4尺寸模块公差分析验证219
本章小结223
第7章汽车尺寸工程质量控制工具与评价方法224
7.1汽车尺寸工程质量控制工具224
7.1.1测量系统分析（MSA）225
7.1.2统计过程控制（SPC）229
7.2汽车尺寸工程评价方法233
7.2.1汽车尺寸工程评价方法分类234
7.2.2汽车尺寸工程评价流程234
7.2.3汽车尺寸工程评价方法235
7.2.4汽车尺寸工程评价方法的应用249
本章小结258
第8章尺寸控制及投产制造集成259
8.1尺寸测量文件制定260
8.1.1整车测量点文件制定262
8.1.2白车身测量点文件制定263
8.1.3零部件测量点文件制定266
8.1.4功能尺寸测量文件268
8.2尺寸测量规划269
8.2.1基础测量工具270
8.2.2检具273
8.2.3三坐标测量机279
8.2.4白光测量机与激光在线测量机286
8.2.5零部件匹配夹具290
8.2.6内外饰综合检具293
8.2.7开口检具294
8.3投产阶段尺寸管理与集成295
8.3.1零部件验收296
8.3.2工装夹具验收303
8.3.3尺寸匹配304
8.4尺寸质量数据管理314
本章小结320
第9章汽车尺寸工程未来的发展趋势322
9.1尺寸工程的发展趋势322
9.2新技术应用324
9.2.1虚拟现实技术的应用324
9.2.2尺寸公差虚拟仿真技术的发展327
9.2.3先进制造工艺及装备的应用329
9.2.4先进测量技术的应用329
9.2.5大数据平台技术的应用331
9.3尺寸工程如何应对工业4.0334
附录336
附录A常规计量控制图汇总表336
附录B常规计数控制图汇总表337
附录C过程能力指数计算公式337
附录D尺寸工程常用术语338
附录E引用英文和希腊字母名称及其解释339
参考文献340

精彩书摘

　　《汽车尺寸工程技术》：
　　2）反计算（设计计算）。已知封闭环的公称尺寸和极限偏差及各组成环的公称尺寸，求各组成环的公差和极限偏差。反计算的目的是，根据总的技术要求来确定各组成环的上、下极限偏差，即属于设计工作方面的问题，也可理解为解决公差的分配问题。
　　3）中间计算（工艺尺寸计算）。已知封闭环及某些组成环的公称尺寸和极限偏差，求某一组成环的公称尺寸和极限偏差。中间计算多属于工艺尺寸计算方面的问题，如制定工序公差等。
　　正确地运用尺寸链理论，可以合理地确定零部件相关尺寸的公差和极限偏差，使之用最经济的方法达到已定的技术要求。
　　（2）尺寸链的计算方法尺寸链的计算方法主要有以下几种：
　　1）极值法（完全互换法，又称最坏法）。极值法是从尺寸链各环的极值出发来进行计算的，能够完全保证互换性。应用此法不用考虑实际尺寸的分布情况，装配时，全部产品的组成环都不需挑选或改变其大小和位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。
　　2）概率法（大数互换法，又称统计法）。概率法是根据各组成环尺寸分布情况，按统计公差公式进行计算的。应用此法装配时，绝大多数产品的组成环不需要挑选或改变其大小和位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。概率法是以一定置信概率为依据，本章规定各环都趋向正态分布，置信概率为99.73%。采用此法应有适当的工艺措施，排除个别产品超出公差范围或极限偏差。
　　此外，在某些情况下，当装配精度要求很高，应用上述方法难以达到或不经济时，还常常采用分组互换法、修配补偿法和调整补偿法。《汽车尺寸工程技术》重点介绍极值法和概率法。
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前言/序言

　　中国汽车工业在短短的几十年里有了长足的进步，然而与世界先进企业的差距仍然十分明显，特别是基础制造技术十分薄弱。汽车尺寸工程技术在国外发展已十分成熟，但引入国内的时间却不过短短十年，真正将尺寸工程技术尝试着应用于汽车开发过程的年头更是屈指可数。这几年，随着各大国内主机厂对尺寸工程技术越来越重视，尺寸工程技术成了汽车开发工作中必备的技术之一。为了响应企业需求，一些高校也已经开始开展与尺寸工程技术相关的课程。然而，在国内却找不到一本与尺寸工程技术相关的专业书籍，这使得很多从事汽车产品及零部件开发的工程师不知道如何学习这项技术。本书就是专门针对汽车行业而编写的一本适合汽车产品开发、相关零部件制造的工程技术人员，及大专院校师生阅读的尺寸工程技术的专业书籍。

　　全书共分为9章，第1章介绍了汽车尺寸工程的基本概念、主要内容和工作流程；第2章重点介绍了尺寸感知质量以及尺寸目标的设定方法；第3章介绍了几何尺寸与公差（GD&T;）的基础知识，以及GD&T;在汽车尺寸工程中的应用；第4章介绍了汽车装配尺寸链基础知识和三维公差仿真分析技术；第5章介绍了汽车尺寸同步工程在汽车开发中的应用；第6章从尺寸功能属性入手，提出了整车尺寸模块化设计方法；第7章介绍了汽车尺寸工程质量控制工具与评价方法；第8章从尺寸测量及投产阶段的尺寸管理等内容入手，介绍了汽车产品尺寸控制及投产制造集成；第9章展望了汽车尺寸工程未来的发展趋势，包括新技术的应用以及如何应对工业4��0等内容。

　　本书提出的“尺寸感知指数”的新概念和评价方法，是对传统主观感知质量评价方法的优化，可将实物阶段的主观评价转化成设计阶段可量化的评价指标，从而最大限度地避免了制造阶段尺寸缺陷的发生。同时，本书还首次提出了“尺寸模块化”这一概念和方法，该方法可促进尺寸控制策略的统一和标准化，大大提高设计的准确性和工作效率，这将是尺寸工程技术进一步提升的发展趋势。

　　中国品牌汽车工业的高速发展，为汽车尺寸工程技术在国内的发展带来了良好的机遇，同时也给在国内最初从事这一领域的人们提出了很大的挑战。在此，谨以此书献给为中国品牌汽车不断奋斗的汽车尺寸工程技术的从业者和相关专业的同仁们，同时希望此书能够对国内汽车尺寸工程技术的发展产生积极影响，为国内汽车尺寸工程技术人才的培养提供一些帮助。

　　本书由曹渡、刘永清主编，周智汉、谭鹏副主编。第1、9章由谭鹏编写；第2章由粟铮、谭鹏、王扬昊编写；第3章由赵金东编写；第4章由周智汉编写；第5章由王伟编写；第6章由宋华、张博编写；第7章由黄娟、粟铮编写；第8章由梁昌明、边振华编写；全书由谭鹏统稿，曹渡、刘永清、周智汉定稿。

　　感谢以下人员对本书编写过程给予的大力支持和帮助，他们是：蒋国平、刘世明、范清林、许亚东、高涛、耿杰、韩飞、周维、凌鸿伟、周汉章、任锋利、许浩然、周媛媛、张强、雷园园、温凯、王燕梅、肖波、杨孝乐、丁涛、王亮等。

　　本书借鉴了大量业内从事尺寸工程技术相关领域专家的发言、报告、软件培训等相关资料，在此对他们表示特别感谢。

　　由于企业技术机密的限制和编者水平有限，书中难免有不够深入和错误之处，恳请广大读者不吝赐教，共同探讨，一起进步。

　　《汽车尺寸工程技术》编写组汽车尺寸工程技术

　　2010年，我国制造业产值占世界比重为19��8%，超越美国的19��6%，成为全球制造业第一大国，国家的强大要靠实体经济支撑，工业是立国之本。自2009年起，中国就成为世界上最大的汽车生产国。中国汽车工业未来的发展不但将对中国经济产生重要作用，而且将对全球汽车业未来的格局产生巨大的影响。

　　自“十二五”以来，中国汽车产业进入“高保有量、低增速”的新常态，这对中国品牌汽车提出了十分严峻的挑战。面对市场第一的优势地位和品牌、技术、人才的相对弱势之间的巨大反差，中国品牌汽车与国际品牌汽车在定位和价格上大量重叠，竞争开始短兵相接，“强者更强，弱者更弱”的马太效应在汽车市场将越来越明显，这对中国车企无疑是巨大的挑战。2015年5月8日，国务院公布了“中国制造2025”重要战略，这必将推动中国汽车工业全面走向转型升级的健康道路。

　　汽车制造是一个复杂的过程，涉及从原材料选取、产品设计、工艺设计到产品制造的全过程。零件制造偏差，工装设备的稳定性，装配的一致性和重复性，物流过程中的变形，环境温度、湿度等对汽车零部件尺寸的影响都会导致汽车产品最终的尺寸质量。据统计，汽车产品70%以上的质量问题都是由于尺寸超差造成的，而高品质的产品更离不开尺寸的精准。长安汽车一直将质量作为企业发展的生命线，近年来长安汽车的质量不断提升，部分车型已接近或达到合资品牌汽车的水平，销售量也节节攀升。2001年，长安告别了引进产品国产化，进入自主开发阶段，经历了从结构设计、造型设计到性能设计三个阶段，目前正在进入品质设计阶段。在这个过程中，长安尺寸工程部门对长安汽车品质的提升功不可没。正是尺寸工程技术的引入，长安汽车产品的外观品质和整车性能品质才得以在短期内迅速提升。

　　世界历史上三次“世界制造中心”的转移印证了“制造业强则国家强”，制造业对促进国家经济繁荣的巨大作用无可替代。长安汽车作为我国制造业的代表，应肩负起“中国制造2025”战略新的使命，对于提升中国制造的品质，有着义不容辞的责任。因此，长安汽车尺寸工程部门的工程师们，将多年积累下来的研究成果和项目经验，汇集成了中国第一本尺寸工程技术的专业书籍——《汽车尺寸工程技术》，并公开出版与同行分享，旨与更多的为中国制造奋斗的同仁们进行交流和讨论，共同进步。希望以我们的微薄之力，共同推动中国制造向中国创造转变，推动中国速度向中国质量转变，推动中国产品向中国品牌转变，实现伟大复兴的中国梦。

　　朱华荣重庆长安汽车股份有限公司总裁汽车尺寸工程技术

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