文/葉立淵，梁家春，劉自龍·奇瑞汽車股份有限公司

汽車車身焊裝夾具定位銷設(shè)計和使用維護(hù)管理

文/葉立淵，梁家春，劉自龍·奇瑞汽車股份有限公司

夾具定位銷是焊裝夾具上最常見也是最關(guān)鍵的定位零件，其定位準(zhǔn)確度對車身焊接尺寸起到至關(guān)重要的作用，定位銷設(shè)計不合理和使用維護(hù)管理不規(guī)范，導(dǎo)致定位失效進(jìn)而造成焊接尺寸有偏差的現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重時甚至造成車身報廢。因此，我們必須從定位銷的設(shè)計規(guī)范和日常規(guī)范使用、維護(hù)管理等方面進(jìn)行控制。

夾具定位銷的設(shè)計規(guī)范

材質(zhì)和精度要求

⑴采用20Cr鋼滲碳處理（滲碳深度0.8～1.2mm），表面熱處理后硬度值在58～62HRC之間，表面粗糙度Ra為1.6μm。

⑵定位銷的組立位置精度控制在±0.1mm以內(nèi)，主輔定位銷的間距組立精度控制在±0.1mm以內(nèi)。

⑶定位銷的直徑為φ-0.2mm，定位銷的直徑加工精度為-0.05～+0.00mm，與安裝連接板的配合公差為H7/g6。

圖1 相關(guān)經(jīng)驗數(shù)值

⑷新品夾具驗收的必要條件：三坐標(biāo)精度標(biāo)定合格。

設(shè)計經(jīng)驗

從夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、制造成本、后期使用維護(hù)的便捷性、定位機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性等多角度綜合考慮：

⑴定位銷穿出定位沖壓件5～7mm，螺母定位銷穿出定位螺母的2/3有效長度（圖1），定位銷直徑為沖壓件孔的直徑，直徑為φ-0.2mm。

⑵定位銷與連接板的固定方式采用螺母鎖緊機(jī)構(gòu)（帶平墊和彈簧墊），由于頂絲固定方式存在較多弊端，盡量不采用頂絲固定機(jī)構(gòu)（圖2），據(jù)統(tǒng)計使用3年以上的夾具，頂絲機(jī)構(gòu)發(fā)生失效的概率高達(dá)30%以上；使用5年以上的夾具，發(fā)生失效的概率在70%以上，夾具設(shè)計中要避免此種緊固方式，針對現(xiàn)有頂絲固定方式也應(yīng)有計劃改造。

圖2 定位銷鎖緊方式選擇

⑶定位銷連接座用20mm寬的鋼板，采用兩銷兩螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)，定位銷座的連接方式（圖3）有助于定位銷定位方向的受力強(qiáng)度，保證零件的重復(fù)定位精度。

⑷螺母孔的定位銷直徑統(tǒng)一按表1中的尺寸進(jìn)行設(shè)計、制造，定位銷的設(shè)計從標(biāo)準(zhǔn)件庫中選取。螺母定位銷尺寸標(biāo)準(zhǔn)見表1。

⑸工序之間定位基準(zhǔn)和定位方式要保持一致，綜合考慮焊接的先后順序及夾爪夾緊力的影響，避免定位銷徑向受力，最佳定位方式是一個圓銷和一個菱形銷定位（定位孔盡可能是圓孔，避免使用橢圓孔、方孔，螺母孔進(jìn)行定位）。

⑹要考慮到氣路的工作順序為定位銷先定位而后夾緊塊壓緊，夾具打開順序滿足先打開定位銷和翻轉(zhuǎn)銷后再打開壓緊塊，避免發(fā)生拉件。

⑺盡量避免使用伸縮銷、翻轉(zhuǎn)銷（必須使用翻轉(zhuǎn)銷時，要確保定位銷到回轉(zhuǎn)點的距離達(dá)到300mm以上，使用50mm以上的限位塊，確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）。

⑻避免使用一個定位銷或者不使用定位銷，造成定位結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

⑼避免同一定位銷定位兩個或兩個以上直徑相同的孔（容易造成定位銷徑向受力磨損、斷裂，焊接空錯位，焊接件不易取出）。

表1 螺母定位銷尺寸標(biāo)準(zhǔn)

定位銷日常使用維護(hù)管理

在汽車制造業(yè)，定位銷位置的偏移和磨損程度直接影響到車身焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性，為了有效地監(jiān)控其工作狀態(tài)，需要借助于精密設(shè)備檢測和完善的流程制度進(jìn)行全面控制。

精密設(shè)備檢測方面

通過使用專業(yè)精密測量設(shè)備（光筆坐標(biāo)測量儀），按照一定的檢測周期對焊接夾具的定位機(jī)構(gòu)（定位銷、定位孔、定位面、關(guān)鍵點）進(jìn)行精密檢測，并且按照一定的產(chǎn)量使用雙懸臂測量機(jī)對焊接白車身進(jìn)行抽樣檢測，利用數(shù)據(jù)比對分析的方法，識別定位銷空間位置是否出現(xiàn)偏移超差，為專業(yè)維護(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。精密設(shè)備對不同對象的檢測見表2。

完善夾具流程制度方面

夾具流程控制主要是從日常使用維護(hù)管理、預(yù)防性維護(hù)管理、培訓(xùn)和檢查、考核和激勵這4個方面，按照PDCA原則開展相關(guān)工作。完善夾具流程制度的相關(guān)內(nèi)容見表3。

表2 精密設(shè)備對不同對象的檢測

表3 完善夾具流程制度的相關(guān)工作內(nèi)容

結(jié)束語

汽車焊裝夾具必須保證制件定位準(zhǔn)確可靠，才能保證焊接裝配車身質(zhì)量精度，提高整車質(zhì)量與安全；焊裝夾具的定位優(yōu)先選擇孔定位+型面定位，其次是定位板+型面定位。

通過從夾具設(shè)計之初規(guī)避相應(yīng)問題，以及后期夾具使用維護(hù)方面的持續(xù)改進(jìn)，因定位銷原因?qū)е碌耐＞€比重逐年下降，由最初的8%降至目前的不足2%，同時我們重點車型的車身符合率也平均提高了8%以上。