汽車零件裝配定位原理及應用

蘇耀騰

（東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545000 ）

[摘 要] 汽車零件的裝配定位對汽車的穩定、性能的發揮、使用壽命等都具有重要的影響，因此在汽車的制造過程中要注重對汽車零件的裝配定位。無論是汽車還是汽車零件，它們都是三維空間坐標系中的剛體，剛體在空間中具有三個平動自由度和三個轉動自由度，汽車零件的裝配定位就是通過對這六個自由度的限制，實現汽車零件的裝配定位。此外，汽車零件裝配定位還需要遵循基準面設計原理、基準孔設計原理、坐標平行原理、定位一致原理。

[關 鍵 詞] 汽車零件；裝配定位；原理

[中圖分類號] U461 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）09-0052-01

隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，汽車開始廣泛地應用在人們的日常生活中，這帶動了汽車行業的發展和相關技術的提高，人們對汽車的功能和質量提出了更高的要求。要想提高汽車的質量和性能，就要注意汽車零件裝配定位問題。汽車零件的裝配定位影響著汽車的穩定性和使用壽命，是汽車制造過程中的一個重要環節，在零件裝配時要遵循其定位原理。

一、空間直角坐標原理

汽車零件是在三維空間坐標系中設計的，因此作為自由剛體的汽車零件在三維直角坐標系中沿著X、Y、Z坐標軸移動分解為平動自由度，繞著X、Y、Z坐標軸轉動分解為轉動自由度，即任一汽車零件都有六個自由度，汽車零件要想定位牢固，就需要汽車零件之間的相互配合限制這六個自由度，以實現汽車零部件的定位。六點定位原理是汽車零件裝配定位中重要的原理，即優先用點來限制零部件的空間自由度，其次是用線來限制零部件的空間自由度，最后才能考慮用面來限制。應用定位原理時需要注意考慮汽車零件磨損變形問題，在用定位點對零部件進行限制時不應該零距離限制，而應該留有0.1～0.2 mm的距離。此外，進行汽車零件裝配定位時需要考慮零部件的強度，根據零件強度確定定位點的多少，并不是所有零件都必須用6個定位點來定位，這就是不完全定位和過定位原理。不完全定位是指限制點少于六個并不影響零件的功能、性能，如汽車的扶手箱、雜物箱等零件常用這種定位方式。過定位則是指為了加強定位效果，用多個限制點進行定位，適用于尺寸大容易變形的零件的定位。如，高位制動燈與尾翼配合結構采用兩個零件Z向定位，一個零件Y向定位，就是為了防止高位制動燈變形導致左右端點定位不均。

二、基準面與基準孔設計原理

基準就是用來確定汽車零部件幾何關系所依據的點、線或面。汽車零件的基準面要求平、大，尺寸穩定，允許存在一定的偏差，基準面的精度要能夠匹配所應用零件的功能面對精度的要求，如裝配的配合面和間隙段差形成面對基準面精度的要求是不同的，同時也節約了制造工藝成本。

基準孔的設計有H2S和H2H兩種設計方案，H2S方案有一個圓的基準孔，控制4個方位，限制兩個平面自由度。一個長的基準孔，限制兩個方位，1個轉動自由度。H2H有兩個位置度公差不同的圓的基準孔，控制4個方位，這實質上是一種過定位。H2S方案經常應用于大梁、鈑金總成零件、副車架、前蒙皮等內外飾零件等剛性較強、尺寸偏差較大的零件上。H2H則常應用于側圍外板、B柱內板等單一薄鈑金件。這兩種方案都是為了減小零件裝配的偏差。

三、坐標平行原理

汽車零件的裝配定位除了需要考慮限制零件的空間自由度，還應該遵循坐標平行原理。保證基準面或基準孔的法向、軸線方向與坐標軸平行，這種設計保證了定位方向的單一，在零件裝配定位出現問題時容易分析出定位原因，而不必考慮零件的旋轉問題，按照單一的定位方向進行調整和驗證就可以解決問題。但是由于功能和結構的需要，汽車零件很少能夠實現基準面的法向與坐標軸平行，在保證零件功能且不增加零件加工難度的前提下，可以在零件上加工出符合要求的基準面。基準孔的設計則要做到基準孔的軸線方向與坐標軸平行并與面的法線方向一致，這保證了定位方向的單一，提高了定位精度。尤其鈑金零件的基準孔定位要遵循坐標平行原理，內外飾零件則不需嚴格要求。

四、定位一致原理

定位一致原理是指汽車在設計、制造、檢測、裝配過程中定位一致，是指各個過程及過程中的各個工序要保證定位一致，不要隨意轉換基準，零件的設計、檢測和裝配過程的一致性都比較容易實現，但是鈑金類零件的制造和檢測過程的一致性很難保證。

白車身、總成、分總成、沖壓單件定位一致，指上下級零件的定位要具有繼承性，即上級零件的定位信息能夠被下級零件所繼承，零件由大到小進行定位設計。

總之，汽車零件的裝配定位影響著汽車的質量和性能的發揮，是汽車制造過程中的一個重要環節。汽車零件的裝配定位主要是通過限制零件在三維空間直角坐標系中的六個自由度實現的，此外還應該遵循基準面與基準孔設計原理、坐標平行原理和定位一致原理。

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