吕志成、秦红生、刘冬、陈世磊
奇瑞商用车（安徽）有限公司，安徽芜湖，241000
【摘要】随着白车身产品实施柔性化生产，工装夹具多采用模块式、组合式的夹具系统，其重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好。因汽车车身结构复杂，零部件种类繁多，板料较薄等原因，在车身制造过程中需要各种小总成装焊夹具、分总成装焊夹具和车身总成装焊夹具总共数百套。随之而来的夹具备件种类，数量也随之增加，仅定位销一项就占夹具备件种类的40%。定位销种类与数量繁多、使用和更换花费周期较长，给工装备件的管理和车身尺寸控制带来了一系列的问题，针对以上问题，制定了夹具定位销种类的控制方法。
【关键词】定位销 备件 工装夹具 白车身
前言
乘用车车型日益繁多，各乘用车制造企业每年都推出不同的车型，使得乘用车白车身的类型也相应增加，利用单线多品种生产技术来满足消费者的不同需求已成为汽车业发展的必然。然而，在单线多品种的制造过程中，工装夹具数量随之增加，汽车焊装夹具与其他夹具相比，其定位夹紧组件型面复杂、精度要求高、设计制造难度大。另外，由于汽车零件尺寸大、板料较薄，定位组件无法做成整体结构，一般是采用独立的定位块和定位销，安装在整体BASE板上。从而导致工装夹具备件数量和种类的增加。对于企业而言，备件管理问题一直是一个令人感到非常头痛的问题。管理人员常常处于一种两难的境遇。一方面是可能的停机损失，另一方面又是居高不下的备件库存成本。要管理的备件种类繁多，数量庞大，由于管理不规范，备件出入库数据缺乏准确的统计分析，常常导致备件采购和库存规模很难把握，从而造成库存积压，流动资金大量占用。而出于确保未来维修需求的目的编制备件计划，又往往带有一定的盲目性，采购来的备件上机率低，备件资金周转缓慢也带来了巨大的资源和资金浪费! 由于定位销的种类型号较多，员工在更换定位销时，经常由于生产较急，无法仔细辨认导致定位销型号换错，导致定位尺寸的偏差。
一、定位销介绍
1 夹具的作用
夹具的主要目的是为了将工件快速、准确地定位以及适合的支撑、维持，使在同一夹具上生产的所有工件都固定在特定的范围内，保证产品的精密性和互换性。简单地说，焊接夹具的功用主要是定位和夹紧。
2 夹具定位原理
在定位时，每个工件在夹具中的位置是不确定的，对同一批工件来说，各件的位置也将是不一致的。工件位置的这种不确定性，可用空间直角坐标轴分为6个方面，工件有6个自由度，沿三坐标轴的移动自由度和绕三坐标轴的转动自由度。未定位前的工件相当于自由刚体，是无法进行焊接的，因此，为了使工件在夹具中有一个正确位置，必须对影响工件加工表面位置精度的自由度加以限制。要使工件在夹具中的位置完全确定，其充分必要条件是将工件靠置在按一定要求布置的6个支承面上，使工件的6个自由度全部被限制，其中每个支承点相应地限制一个自由度。这就是六点定位规则，又称“六点定律”。
3 夹具的定位方式
夹具上的主定位方式是有定位块，销，托点，和夹紧块来实现的。定位方式的首选是孔/销定位，其次是型面，如拐角，再其次是边。圆孔/圆销控制四个方向，圆孔/菱销控制两个方向，或者长孔/圆销。
4 夹具定位销的分类
4.1按照定位销结构分类
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图（1）
4.1.1定位销分为四部分：工作部分、限位部分、辅助部分、连接部分。
4.1.2 按工作部分形状分类：
该部分是定位销中直接进行零件定位的配合部分，一般分为圆形、菱形、长圆形、台阶形、锁勾销等。
4.1.3 按限位部分方向分类：
该部分主要限位菱形、长圆形的方向的，该切面的开口方向一般有垂直于菱形面连线方向和平行于菱形面连线方向以及其他方向。
4.1.4 按照辅助部分直径分类：
定位销在夹具上安装时定位部分，主要起安装定位作用，该部分直径一般有6mm，8mm，10mm，12mm，14mm。
4.1.5 连接部分：
实现定位销在夹具上安装连接部分，连接部分一般分为侧端顶紧、外螺纹、内螺纹、通孔等（外螺纹、内螺纹又可以分为M6螺纹、M8螺纹、M10螺纹、M12螺纹）。
4.2按照定位销所用材料分类
（1）根据使用场合不同采用用材料是T8A（碳素工具钢碳含量0.8%）或者T10A（碳素工具钢碳含量1.0%）；
（2）根据使用场合不同采用40Cr（合金结构钢）、45#钢、Gcr15（高碳铬轴承钢）、CU等材质。
4.3 按照定位销热处理工艺分类
（1）淬火类
（2）镀Cr类
4.4 按照定位销硬度分类
（1）HRC40-50（洛氏硬度）
（2）HRC50-60
4.5 按照定位销工作部分长度分类
常见的有10mm、15mm、20mm、25mm、30mm。
4.6 按照定位销工作部分直径分类
白车身零部件数量众多，各个工艺孔大小各不相同，所以定位销的的直径也不相同
4.7 其他特殊定位销
二、控制方法
2.1 定位销结构控制
2.1.1 工作部位长度控制
如图（2）所示，两定位销外形尺寸完全一致，一个是标准销，一个是非标销，在不影响定位精度情况下，可以将非标销优化为标准销。
2.1.2 限位部位控制
实际应用中，菱形销因限位部位的开口方向不一致（一种开口是垂直于截面；一种是平行于截面），导致同种尺寸定位销的种类增加，为此对定位销的限位开口进行优化。
2.1.3 辅助部位控制
现场使用的夹具中，由于生产厂家不一，导致夹具定位销辅助部位直径不统一，为此可以针对此类定位销销座进行优化，减少定位销种类。
2.1.4 连接部位控制
（1） 连接方式的统一
在现场使用的夹具中，很多夹具的定位销的连接方式可以统一，把侧端顶紧更改成外螺纹连接
（2）外螺纹连接螺纹大小的统一
在现场很多夹具定位销在设计时，由于厂家规范不一，导致定位销的连接螺纹大小不一（形状规格相同的定位销），导致同种类型定位销不同规格，在后期优化中，可以将螺纹大小进行规范、统一。
2.2 定位销材料控制
对于焊装现行生产的夹具，经验证后可以只采用两种材料Cu和45#钢就能完全保证定位销所需达到的材料刚度，所以完全可以在材料的使用上避免定位销种类过多。
2.3 定位销处理控制
焊装车间大多使用的定位销都是经过淬火处理，但由于设计的厂家不同，对其定位销的处理方式也不一样，定位销使用镀Cr处理，在优化中，结合实际使用情况，对定位销的处理进行统一，都应用淬火处理方式，避免因处理方式不同而导致的定位销种类过多。
2.4 定位销导向控制
焊装车间夹具定位销由于在前期设计中，夹具生产车型单一，未考虑定位销的通用性，导致很多同种规格的定位销在导向部分不统一，及同种型号定位销规格不同，使定位销种类增加，为此将此类定位销统一规格，如图（5）所示。
结束语
夹具定位销数量管理控制的问题，原因比较复杂也比较系统，涉及到车身设计、工艺规划、冲压件一致性、甚至公差设置等，虽然在生产过程中，可以通过定位销规格型号进行优化来减少定位销的种类，从而达到定位销数量和库存的减少，但如果想从根本上解决此类问题，只有从夹具设计开始时就做好夹具尺寸的同步工程，做出企业自己的定位销规范。在满足生产现场的需求的前提下充分利用空间及资源。
参考文献：
[1]《金属材料GB201》
[2]《热处理工艺GB056456165》