白车身拼焊夹具MCP设计方法

2012年 第 3 期

车身技术

ody Technology

B ■ 安徽江淮汽车技术中心/王 艳

车身开发主要分为设计和制造两大阶段。模夹具设计制造是车身制造的关键技术。在车身的设计过程中综合考虑车身制造过程中的各种工艺因素，同步考虑模夹具的制造可行性，可以避免在工装制造和车身制造过程中出现大量的工艺问题。

白车身拼焊夹具是实现车身制造工艺的一个重要组成部分。目前夹具的概念设计大量使用三维软件，缩短了夹具的设计周期，推进了夹具的标准化进程。但是在装夹方案构思、定位夹紧点的分配上很难得到最优化的结果，MCP （Master Control Point ）即夹具式样书弥补了这一不足。夹具式样书对夹具的主要定位夹紧点进行规划，保证板件的配合精度也即保证了白车身的拼焊精度。

MCP 相关概念

MCP 意为主要控制点，是产品（板件－分总成－白车身）质量控制的主要基准点，是焊接夹具的基准点，可以使产品质量波动最小化，需要在产品设计阶段同步完成。MCP 贯穿产品生产的整个过程，如产品设计、冲压、焊接以及白车身检测。

MCP 主要定义于下述位置：零件的重要功能面，零件冲压或者焊接过程中易于控制定位精度的位置，零件强度较高的区域以保证零件定位的可靠性，易于测量的位置。

1. MCP 的组成

MCP 主要由三部分组成：定位夹紧位置布局图MCP Lay －out 、夹紧定位说明表MCP table 和夹紧定位断面图MCS 。

（1）MCP Lay －out 即定位夹紧位置布局图，主

白车身拼焊夹具MCP

要描述主要基准点在板件及总成上的设定位置，主要包含MCP 编码、MCP 具体设计位置以及其他一些相关信息。

（2）MCP table MCP table 是夹紧定位说明表，主要描述了夹紧、定位、支撑等信息，并用相对应的符号表示；主要包括MCP 编号以及该MCP 的符号说明。

（3）MCS MCS 是Master control section ，即夹紧定位断面图。 MCS 是在定位孔、夹持点位置沿车身坐标方向或夹持方向做断面，断面图中详细显示定位销的类型、夹紧的布置及方向。夹紧定位断面图MCS 是夹紧定位布局图完成后下一阶段的工作，主要表达板件控制方式的相关信息如夹紧、板件接触、支撑等。

MCS 断面图主要包含以下信息：支撑块位置及所用材质；定位销位置是否为伸缩销，以及定位销的方向是否与车身线平行；夹紧位置及方向；控制点是否可调；零件信息即零件图号；其他信息如导向、公差等。

2. MCP 设计输入条件

在着手进行M C P 设计之前，必须有一定的输入条件，包括产品设计和工艺设计方面的相关信息，以确保设计输出的MCP 能准确指导夹具的设计制造，最终保证现场生产。

（1）产品设计输入 包括零件三维数模、零件信息（材料、尺寸、板厚）、每个焊接总成的零件构成和特殊公差要求。

（2）工艺设计输入 如附图所示，包含车型信息及其变形产品、生产纲领、各生产线工艺划分、生产节拍、设备信息（夹具、检具等）、初步工艺流程图、焊点布局图、工艺平面布局图以及MLP 文件。

另外，MCP 开始设计前还应注意检查附表所示的内容。

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Web Info 序号项目核查内容

1

零件组成①每个焊接总成的零件构成（Family Tree ）

②每个焊接总成的上件顺序（Process Flow Chart)③列举零件信息（板厚、材料、尺寸、重量）2

零件断面

①分析零件间的匹配条件②检查焊枪的可达性

③MCP 设定位置零件的强度及精度

3

夹具工艺规划①焊接夹具的工艺规划（夹具编号、上件流程等）②BASE 板方向、零件重量

③自动化线规划（上件、打点）④焊枪可达性

⑤平面布局、节拍等

4

检具工艺规划①检具的工艺规划（检具编号、上件流程等）②BASE 板方向、零件重量③检具材质构成5

模具工艺规划

①模具的工艺规划②加工方向③成形性分析

④模具生产能力评估

工艺设计输入核查清单

定性；MCP 的数量应最少化。

2. MCP 定位位置的选取原则

（1）控制零件的关键功能面。

（2）MCP 设定在正确的位置减少公差累积。（3）MCP 设定在强度较高的区域以保证零件定位的可靠性。

（4）定位夹紧的设定要考虑上件、取件的方便性。

（5）MCP 设定在防止零件变形或者变形最小化的区域。

（6）MCP 设定正确的位置确保焊接变形最小化。

（7）MCP 定位夹紧与定位销尽量单独设立，有助于定位单元精度调整。

（8）MCP 定位设定要保证所有工艺的一致性，即模、夹、检具的定位一致性。

（9）夹紧支撑面的设定方向尽量与车身坐标系保持一致，带角度的位置要标出与对应坐标轴的角度。

3. MCP 设计优先原则

制造工艺（模具、夹具）的优先级别要高于检测工艺（单件及总成检具）。

（1）焊装车间最终输出的是白车身总成的精度指标，所以车身总成精度的稳定性更为重要，优先级别要高于其他总成或单件。

（2）车身总成的MCP 设定不合理，出现精度问题将很难进行分析。

（3）车身总成工艺最为复杂，与一般分总成或单件相比更易发生精度的偏离或者变化。

（4）MCP 设定零件特征的优先级别为搭接面>孔>边。

结语

定位支撑点、夹持点的选择确定，是MCP 编制中的重点和难点，为了了解如何确定定位支撑点，建议多到生产现场观察，观察操作过程，描摹绘制现有量产车型的各工位夹具夹紧单元布置图以及各夹紧点部位的截面，通过手工绘制量产车型的MCP 草图，体会其中夹紧单元分布的原因所在以及具体夹持点的夹持块和夹持面的分布，为后面编制新MCP 打下基础。

MCP 设计方法

MCP 设计目的是为确保车身精度无偏差，能够在要求的公差范围内，需要将单件的基准与焊接工位的基准统一，并决定焊接夹具的定位基准。如果设备方面有一些制约条件，则需要考虑现实上可以成立的基准来设定。

1. MCP 设计方法

MCP 设计要保证在所有工艺中的一致性，即模具、夹具、检具定位位置的一致性。同时MCP 的设计要遵循从总成、分总成到板件的优先级别；MCP 设计要遵循3－2－1守则，即要防止零件在X 、Y 、Z 三个方向发生移动或者旋转；MCP 设定要保证零件外观尺寸及定位稳

（收稿日期20120131）