汽车零件装配定位原理及应用

苏耀腾

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545000 ）

[摘 要] 汽车零件的装配定位对汽车的稳定、性能的发挥、使用寿命等都具有重要的影响，因此在汽车的制造过程中要注重对汽车零件的装配定位。无论是汽车还是汽车零件，它们都是三维空间坐标系中的刚体，刚体在空间中具有三个平动自由度和三个转动自由度，汽车零件的装配定位就是通过对这六个自由度的限制，实现汽车零件的装配定位。此外，汽车零件装配定位还需要遵循基准面设计原理、基准孔设计原理、坐标平行原理、定位一致原理。

[关 键 词] 汽车零件；装配定位；原理

[中图分类号] U461 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）09-0052-01

随着经济的发展和人们生活水平的提高，汽车开始广泛地应用在人们的日常生活中，这带动了汽车行业的发展和相关技术的提高，人们对汽车的功能和质量提出了更高的要求。要想提高汽车的质量和性能，就要注意汽车零件装配定位问题。汽车零件的装配定位影响着汽车的稳定性和使用寿命，是汽车制造过程中的一个重要环节，在零件装配时要遵循其定位原理。

一、空间直角坐标原理

汽车零件是在三维空间坐标系中设计的，因此作为自由刚体的汽车零件在三维直角坐标系中沿着X、Y、Z坐标轴移动分解为平动自由度，绕着X、Y、Z坐标轴转动分解为转动自由度，即任一汽车零件都有六个自由度，汽车零件要想定位牢固，就需要汽车零件之间的相互配合限制这六个自由度，以实现汽车零部件的定位。六点定位原理是汽车零件装配定位中重要的原理，即优先用点来限制零部件的空间自由度，其次是用线来限制零部件的空间自由度，最后才能考虑用面来限制。应用定位原理时需要注意考虑汽车零件磨损变形问题，在用定位点对零部件进行限制时不应该零距离限制，而应该留有0.1～0.2 mm的距离。此外，进行汽车零件装配定位时需要考虑零部件的强度，根据零件强度确定定位点的多少，并不是所有零件都必须用6个定位点来定位，这就是不完全定位和过定位原理。不完全定位是指限制点少于六个并不影响零件的功能、性能，如汽车的扶手箱、杂物箱等零件常用这种定位方式。过定位则是指为了加强定位效果，用多个限制点进行定位，适用于尺寸大容易变形的零件的定位。如，高位制动灯与尾翼配合结构采用两个零件Z向定位，一个零件Y向定位，就是为了防止高位制动灯变形导致左右端点定位不均。

二、基准面与基准孔设计原理

基准就是用来确定汽车零部件几何关系所依据的点、线或面。汽车零件的基准面要求平、大，尺寸稳定，允许存在一定的偏差，基准面的精度要能够匹配所应用零件的功能面对精度的要求，如装配的配合面和间隙段差形成面对基准面精度的要求是不同的，同時也节约了制造工艺成本。

基准孔的设计有H2S和H2H两种设计方案，H2S方案有一个圆的基准孔，控制4个方位，限制两个平面自由度。一个长的基准孔，限制两个方位，1个转动自由度。H2H有两个位置度公差不同的圆的基准孔，控制4个方位，这实质上是一种过定位。H2S方案经常应用于大梁、钣金总成零件、副车架、前蒙皮等内外饰零件等刚性较强、尺寸偏差较大的零件上。H2H则常应用于侧围外板、B柱内板等单一薄钣金件。这两种方案都是为了减小零件装配的偏差。

三、坐标平行原理

汽车零件的装配定位除了需要考虑限制零件的空间自由度，还应该遵循坐标平行原理。保证基准面或基准孔的法向、轴线方向与坐标轴平行，这种设计保证了定位方向的单一，在零件装配定位出现问题时容易分析出定位原因，而不必考虑零件的旋转问题，按照单一的定位方向进行调整和验证就可以解决问题。但是由于功能和结构的需要，汽车零件很少能够实现基准面的法向与坐标轴平行，在保证零件功能且不增加零件加工难度的前提下，可以在零件上加工出符合要求的基准面。基准孔的设计则要做到基准孔的轴线方向与坐标轴平行并与面的法线方向一致，这保证了定位方向的单一，提高了定位精度。尤其钣金零件的基准孔定位要遵循坐标平行原理，内外饰零件则不需严格要求。

四、定位一致原理

定位一致原理是指汽车在设计、制造、检测、装配过程中定位一致，是指各个过程及过程中的各个工序要保证定位一致，不要随意转换基准，零件的设计、检测和装配过程的一致性都比较容易实现，但是钣金类零件的制造和检测过程的一致性很难保证。

白车身、总成、分总成、冲压单件定位一致，指上下级零件的定位要具有继承性，即上级零件的定位信息能够被下级零件所继承，零件由大到小进行定位设计。

总之，汽车零件的装配定位影响着汽车的质量和性能的发挥，是汽车制造过程中的一个重要环节。汽车零件的装配定位主要是通过限制零件在三維空间直角坐标系中的六个自由度实现的，此外还应该遵循基准面与基准孔设计原理、坐标平行原理和定位一致原理。

参考文献：

[1]刘丽娜.车身零件定位系统设计浅析[J].企业科技与发展，2014（9）：26-28.

[2]吕国林.浅析零件特殊结构的定位方法[J].汽车工艺与材料，2011（9）：24-26.

[3]于金生，张浩，李龙.关于汽车零部件空间定位设计的研究[J].汽车零部件，2016（1）：58-60.