针对某款车型在实际生产过程中后轮外倾角超差率增加，且出现整体向一侧偏移现象，使用三维偏差仿真分析软件，结合现生产的实际测量数据，对该车型的后轮外倾角进行偏差仿真验证，通过对验证结果和实测数据的分析，对不合格零件提出整改要求，使得后轮外倾角的实际生产合格率满足设计要求。

车轮外倾角作为整车性能重要参数之一，直接影响车轮的偏磨程度和车辆行驶性能，而装配尺寸偏差控制则是车轮外倾角制造质量控制的关键。

3DCS是一种以蒙特卡罗计算方法为核心的三维尺寸偏差仿真分析软件，广泛应用于汽车制造等领域，可以虚拟实现生产线体的装配过程，从而对装配偏差进行精准分析，输出概率分布曲线图和敏感因子贡献率，在产品设计阶段可以暴露出由尺寸偏差造成的风险问题，而在工程实施阶段对于实际问题的解决同样可以提供有效的分析思路。本文通过对车轮外倾角的理论偏差分析和实际测量数据分析的对比找出问题发生的关键原因，提高生产效率。

问题描述及分析

某款车型生产线体反馈，后轮外倾角的过线率为90%左右，有近10%的超差率，且外倾角测量数据显示整体偏向负外倾方向超差，各关键零部件的测量数据均在设计公差范围内，初步判定影响后轮外倾角的尺寸链环中，存在不符合正态分布规律的零件，具体原因需结合3DCS和实际测量数据做进一步分析判断。

1. 后轮外倾角理论数据分析

首先对于各零部件理论设计值进行三维偏差仿真分析，确定理论设计范围内，后轮外倾角的中值及关键影响因素，在3DCS软件中通过对特征点的创建，来实现设计公差值的输入（见表1），并建立各零部件之间的装配约束关系，验证外倾角的设计值范围为±30′，超出范围的部分即为超差。

仿真计算抽取2000个随机样本，模型定义假设：所有零件刚性考虑，不考虑装配力、热膨胀、重力、焊接变形和回弹的影响，所有零件的公差只考虑6σ范围，计算结果如图1所示，理论设计状态下车轮外倾角的中值为-0.199°，合格率为98.15%，超差率为1.85%。

敏感因子仿真结果见表2所示，由结果可知，对车轮外倾角影响最大的是车身上摆臂安装孔位置度公差，贡献率为47.41%。

由设计公差值的理论分析结果可知，外倾角10%超差的生产问题可以排除是由设计本身引起。

2. 关键零部件实测数据分析

3DCS软件支持外部数据的调入分析，载入动态链接库dcu_cmmdev2.dll，程序通过一个.dev数据文件将三坐标测量数据（CMM Data）作为一个公差输入到模型（数据格式如图2所示），通过此方式对于实测数据进行有效的数学统计分析，包括标准差、中值，在样本数量足够的情况下也可以合理地估计数据分布曲线状态。

根据理论分析的车轮外倾角敏感因子贡献率情况，对关键的零部件数据，进行格式编辑调入分析，其中上摆臂的数据分析见图3，车身上摆臂安装孔数据分析见图4所示。

由实测数据的分析结果可以看出，上摆臂6σ值已经超出设计公差范围0.8mm，且分布状态接近openup分布曲线，不符合正态分布的设计要求。车身安装点6σ值满足设计公差，但中值向+Y方向偏移0.5mm。

3. 分析实测数据对后轮外倾角的影响

在理论分析模型的基础上，将实测数据值替换设计公差值，对外倾角进行分析（见图5）。由计算结果可知，合格率为91.36%，超差率为8.64%，且中值由原来设计状态下的-0.199°，向负外倾方向偏移为-0.37°，通过实测数据的验证结果与实际现象较接近。

4. 问题整改与结果测量

根据仿真计算的结果，要求工艺部门对上摆臂的加工工艺进行严格控制，使其满足上摆臂设计要求，同时调整车身上摆臂安装点向﹣Y方向调整0.5mm，整改后车轮外倾角测量结果如表3所示。

由表3可以看出，整改后，车轮外倾角有显著改善，中值接近设计值，合格率显著提升。

结束语

在汽车生产过程中，尺寸偏差问题会由于构成的链环长短不同，空间结构关系不同，给问题的解决带来一定复杂性，其中对于实际测量数据的有效分析是问题解决的直接途径，在数据分析中对结果有重要影响的几个参数分别是标准差、中值和分布曲线。

本文利用3DCS软件对某车型的车轮外倾角进行理论分析和实际数据分析比对，找出关键影响因素，整改完成后能满足设计要求，解决了实际生产的问题，更重要的是利用此方法为以后的问题整改提供了解决思路，有效缩短生产问题整改周期。