陶峰

摘 要：詳細講解乘用車底盤副車架與車身在總裝車間合裝時的定位結構及各自優(yōu)缺點。

關鍵詞：自定位結構;專門工裝定位結構

1 引言

副車架是底盤懸架系統(tǒng)中的一個非常重要的零部件，不僅起到承載作用，同時自身的尺寸精度、車身對應安裝孔的位置精度等對整車的四輪定位參數(shù)影響非常大。四輪定位參數(shù)超差嚴重的會直接造成車輛回正性能差、跑偏、磨胎等質量缺陷。

通過對國內外多個主機廠副車架3D數(shù)據(jù)、2D產品圖紙、總裝車間合裝工藝進行研究調查，目前主要有兩種底盤副車架與車身合裝裝配工藝：即自定位人工安裝和采用專用定位工裝進行合裝。

副車架與車身合裝時采用不同的定位方式，在副車架焊接總成產品2D圖紙上通常對應不同的基準定位方法。不同的基準定位方法將會導致車身和副車架兩個零部件系統(tǒng)中極限尺寸相差較大。

通過對產品2D圖紙GD&T公差進行分析，采用專門的定位工裝時，副車架通常把工藝孔設計成主次定位孔，這樣，當車身與副車架四個安裝孔同時走相反的極限公差時，如果各部件（車身、副車架）定義的公差范圍過大、副車架安裝過孔孔徑偏小，不僅安裝困難，而且合裝后的副車架在整車坐標系中是偏斜的，造成車輛左右軸距相差很大，不可避免產生跑偏現(xiàn)象，后期解決非常困難。

副車架與車身合裝時采用自定位結構方式時，通常采用副車架的關重孔（安裝孔）作為定位基準。與采用專門的定位工裝相比，這種基準確定方法，在同樣的公差范圍類，副車架與車身四個安裝孔之間尺寸的極限偏差要小。

2 通過自定位結構進行定位

就是在副車架和車身下底板之間設計有定位結構，能準確地將底盤副車架定位安裝在車身下底板相應位置。

利用與車身安裝的孔作為主次定位孔自定位裝配在白車身上，是副車架常規(guī)的裝配方案，尤其在日系汽車上得到廣泛的應用。圖1就是某日系車型的前副車架2D圖紙（局部），副車架與車身配合的后部2個孔既作為安裝過孔（圖中省略了橡膠襯套）也作為基準孔。它在后部2個襯套上就設計了自定位導向機構，如圖2所示。

從現(xiàn)有的資料中有據(jù)可查，使用這種定位結構形式的車型基本上都是一些大中型SUV或B級以上轎車中的大型框梁式副車架，如：圖3所示的某日系車型的鋼制框梁式后副車架，產品2D圖紙上明確使用關重孔（安裝孔）作為主次基準，總裝車間利用臺車升降，工人左右前后輕微搖晃后自定位對準。

圖4為特斯拉某車型的鋼制框梁式前副車架，在與車身對應安裝處設計有自定位結構。圖5是某日系SUV鋼制框梁式前副車架，設計有2根定位銷與車身對應位置的孔組成自定位安裝結構。圖6為設計在襯套上的某德系大型SUV鋼制框梁式后副車架自定位導向結構。

拋開定位工裝的制造費用不談，采用自定位結構進行副車架與車身安裝時，副車架的安裝孔既可以起到安裝過孔作用，也可以作為副車架一面兩銷基準體系中的主副基準，減小四個安裝孔之間的累積誤差，不失為保證懸架系統(tǒng)中各個零部件相對位置精度的最好手段。同時，這種定位方式因不需要克服白車身過大的焊接尺寸偏差，副車架安裝孔不需要開的很大，這樣能有效增大螺栓法蘭面與過孔之間的接觸面積，起到預防螺栓力矩衰退作用。

如果設計階段在副車架上設計2個公差加嚴控制的定位孔，也不影響后期總裝生產線使用全自動合裝工裝進行生產。

但采用自定位結構進行副車架設計開發(fā)，需要提高車身與副車架對產品自身的尺寸精度控制，一定程度上也會增加產品的制造成本。

3 通過專門定位工裝進行定位

使用這種方式與車身定位安裝的副車架大多是“元寶”型副車架。他們通常在與車身安裝的四個孔之外專門設計工藝定位孔（一個圓孔和一個橢圓孔）作為副車架的主次基準孔。這兩個孔既是副車架產品圖紙的基準孔，也是副車架與車身合裝時專用定位工裝使用的定位孔。

此種定位方式常見于早期的國產車和大眾系列車型中的“元寶”型副車架，從設計階段開始就要求遵循基準重合原則，在副車架安裝到車身上的過程中，在需要專門的定位裝置時，也需要浮動工作臺前后左右晃動。

圖7、圖8是2個國產車型的前副車架，產品中的圓孔為主基準孔，橢圓孔為次基準孔。

用工藝孔作為主次基準，稍加推敲，就能得出四個關重孔（安裝孔）之間存在累積誤差。如果車身對應的四個孔也存在極限偏差，就會對四輪定位參數(shù)產生影響。對于麥弗遜前懸架，如果零件尺寸處在極限公差位置，不僅使裝配困難，也很有可能使外傾角、主銷內傾角、主銷后傾角超出規(guī)定的公差范圍。圖9是大眾某款車型前副車架的產品2D圖紙，就設計有用于主定位的圓孔，次定位的橢圓孔。

在底盤副車架裝配到車身的過程中，使用專門的定位工裝時，可以適當降低焊接白車身的尺寸精度要求。副車架在沖壓焊接過程中，方便使用同一基準在不同工序間進行定位。這就是很多專業(yè)人士非常推崇這種設計的原因。

但這種定位方式，因為使用副車架中非關重孔作為基準孔，實際的關重孔（與車身配合裝配的4個孔）之間必然產生累積公差，不利于提高副車架焊接總成尺寸精度。為克服白車身焊接過程中產生的尺寸偏差，需要將副車架安裝孔開的比較大，這樣會使螺栓的法蘭面實際接觸面積減小，容易造成扭矩衰減。

在實際生產過程中，由于舉升臺車、定位工裝、白車身等尺寸精度原因，整車下線后，四輪定位參數(shù)調整工作量依然比較大，尺寸一致性效果一般。

4 結語

上述兩種底盤副車架與車身合裝定位方式，在現(xiàn)有的整車設計開發(fā)中都大量存在，只要白車身和副車架產品尺寸精度控制得好，都能滿足整車制造要求。實際工作中，究竟采取何種方式進行定位，建議考慮以下因素：

定位比較高端，對品質要求很高的車輛，使用大型鋼制框梁型副車架或鋁合金框梁型副車架時，建議使用自定位結構。

經(jīng)濟性轎車在采用“元寶”型副車架時，考慮到產量巨大，在副車架與白車身尺寸一致性能得到保證時，建議采用專門工裝定位結構。

參考文獻：

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