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汽车车身设计基准与车身焊接工艺基准的统一分析 张庆庚 （沈阳华晨汽车工程研究院110141） 关键词：设计基准；工艺基准；基准不重合误差；RPS点、定位系统。 摘要：本文主要讨论汽车车身设计基准与车身焊接工艺基准的之间的关系，包括车身设计基准的确定依据，工艺基准的确定依据，设计基准与工艺基准能否统一，设计基准与工艺基准如何统一等问题。 基准是用来确定对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。在机械行业，对于定位系统中的基准而言，一般有两种基准：一种是设计基准，主要从设计结构上进行考虑；一种是工艺基准，主要从工艺加工上进行考虑，工艺基准按用途不同又分为定位基准、工序基准、测量基准、装配基准等。其中，一般而言，设计基准是源头，工艺基准和测量基准都要从设计基准出发。但是，从基准的定义上看，统一的原则上看，工艺基准又可以反过来影响设计基准的确定，可能成为设计基准的依据。 机械加工过程中的定位误差是影响制件精度的重要因素，一般可占整个误差的1/3到1/4?左右C±o、E±q，孔1、孔2都是孔3的设计基准(反过来也可以说孔3是孔1、孔2的位置基准)。 对于整个零件来说，一般有很多尺寸和位置关系的要求，所以一个零部件可能有很多设计基准。设计基准的点、线、面有时并不一定具体存在(如孔和外圆的中心线，两平面的对称中心面等)，往往通过具体的工艺基准的转换来实现。 工艺基准是零件进行加工时的定位基准，是实实在在的。工艺基准一般分为：（1）工序基准（工序基准又分为粗基准和精基准，最后的精基准最终决定零件的尺寸与偏差）；(2) 测量基准；（3）装配基准。其中，工序基准是实现产品最终尺寸的过程基准。 如上图一：实际加工过程中，如果加工孔1时，是以A面为定位基准，加工孔2时，是以孔1的中心为定位基准。则A面和孔1分别是孔1和孔2的工艺基准。 如上图二：实际加工过程中，如果孔1和孔2同时对孔3有位置度要求，且孔1和孔2要有其它位置度约束不能向孔3定位的前提下，要同时实现C±o、E±q的要求，孔3只能直接保证C±o、E±q的一个(一般保证两者中公差要求较高的一个)，比如C±o直接保证， E±q只能作为封闭环，经过孔1向孔2进行间接保证。此时，A既为孔3的工艺基准。 需要重点说明的是，无论是设计基准还是工艺基准，一个几何要素，只能有一个基准，不可能一个几何要素有两个设计基准或两个工艺基准的情况。 接下来我们谈谈设计基准和工艺基准的关系，如果在加工过程中进行定位时，工艺基准与设计基准完全一致，那么在加工的过程中，就不用经过尺寸链的再传递，消除了基准不重合误差。但问题是在一定的工艺水平下，有些加工是无法按设计基准进行定位的，此时就需要采用设计基准之外的几何要素进行定位，此时就存在了基准不重合误差。那么此时，能不能将设计基准进行更改，使设计基准可以调整而与工艺基准一致呢？ 我们拿下面的例子说明，在下面的例子中，键槽是以外圆母线为设计基准的，如果在加工时，只能以内圆孔为定位基准，可将设计基准也改为内圆孔进行标注，但如果最后仍要满足H(0，-TH)的要求，需要再标注出内圆孔中心距离下母线的尺寸及公差，而最后实际上还是需要经过尺寸链的传递。H(0，-TH)还是由两个组成环叠加而成。 由此，如果实际的功能尺寸的实现不能直接由工艺尺寸实现，则不可能真正实现设计基准与工艺基准的重合。 另一种情况，如果进行设计尺寸的约束时，既可以通过键槽到母线的尺寸保证，又可以通过键槽到孔心的尺寸保证，则就可以实现将设计基准统一到工艺基准上而不存在基准不重合误差的问题。 从这个意义上讲，工艺基准完全是为了满足设计尺寸公差要求而出现的，也就是说，必须首先确定设计尺寸、公差、基准，才能相应制定工艺尺寸、公差、基准。不存在也不可能由工艺直接定义产品的设计基准的问题。 怎样统一设计基准、工艺基准 1）设计基准反映了零件设计的要求，一般必须把它作为主要基准。零件的重要尺寸由设计基准标出。只有这样才能保证零件在机器中的使用性能。 2）工艺基准反映了零件加工.测量方面的要求，必须兼顾。否则，标注尺寸不考虑加工方便，零件设计的形状和尺寸精度也无法保证。 3）在选择尺寸时，最好能把设计基准和工艺基准统一起来。尤其对零件中一些影响使用性能的重要尺寸，设计时就应充分考虑其加工定位和测量问题，使设计基准在加工时也可作为工艺基准。这样就可减少加工误差和误差积累，方便测量、检验。 举两个例子，如下图，如果H(0，-TH)是必须要保证的，而实际加工过程中必须用孔心定位，实际上无论如何都要经过两个组成环的传递。 再看下图，孔1、孔2同时对孔3有位置要求：C±o、E±q，且孔1、孔2都有其它约束。在实际加工过程中，要同时实现C±o、E±q的要求，孔3只能直接保证C±o