浅谈MCP在车身设计上的应用

浅谈MCP在车身设计上的应用刘超凡赵丰海马（郑州）汽车有限公司450016【摘要】MCP是应该在新车型数模设计开发过程中就考虑的，焊装夹具需用之来定位的孔、定位面，以及由于车身钣金非刚性，为了达到充分定位车身或者钣金部件而设置的辅助定位孔和面，从而达到保证车身基本功能孔位以及整车装配尺寸精度的目的。【关键词】MCP设置一、何谓“MCP”？MCP是英文“MainControlPoint”的缩写，中文意为“主要产品精度控制点”，是指在车身产品图纸设计阶段，从产品结构分块，冲压件、焊接总成件尺寸特性等级化分角度，按产品制作工艺的规划步序，从车身各级产品精度传递角度在冲压件、焊接分总成、车身本体总成上逐级选定的主要产品精度控制点。是车身开发中很重要的一项工作，为后续的夹具、检具以及模具等的设计开发提供了设计基础，对于保证车身功能孔位精度、车身装配精度以及质量检测等都起到至关重要的作用，该工作的好坏直接影响白车身的冲压、焊接及总装的质量。1、MCP设置的时间节点：以逆向工程为基础进行车型设计开发的思路，为了更合理有效的继承原车的MCP信息，在前期拆车的时候，就应该由有相关经验的人，除了分析原车各部件级次关系，焊点分布外，还要留意MCP的相关信息，具体的说，就是查找相关的孔位和面，初步分析孔在标杆车的作用，假如某孔为标杆车某部件或总成的主定位的孔，其孔形态可能会在生产过程中有变形或是其他异常状态而与其他一般功能孔位有所差异。拆车技术人员，初步分析各孔位功能，而后，设计公司在此基础上作逆向数模，结合相关MCP信息，就可以为后续作MCP工作奠定良好的基础，而不会出现部件或者总成件，或因为孔（缺少主定位孔，定位不良），或因为面（该用平面的却设计为曲面，造成无法设置辅助定位面，造成定位不良）。因此可以说，MCP工作，基本从拆车就应该逐渐考虑，在数模设计开发过程中就应该介入。在无标杆车的正向数模开发过程中，更要有MCP相关经验的人（比如模夹检具厂家的人员）参与了。2、MCP设置的原则：（1）网格平行原则；基本含义为各定位销原则上应该相互平行（定位孔所在的面的法向一致或者法向平行），否则工件不易取出。（2）3－2－1原则；3点定一面,加2销即可定位工件，或可理解为1面2孔将一个零件定位。（3）基准统一原则；各级次部件或者总成的基准必须统一，不然会出现整车尺寸公差链混乱，公差无法传递等问题，从而影响整车精度以及装配公差等。3、MCP的定位方法：（1）两销一面；Hxy表示圆形销定位X、Y两个方向移动的自由度，Hx表示用圆形销定位Z向旋转自由度，FZ表示用面定位零件Z向移动自由度和X、Y向旋转自由度。（2）两面一销；Hxy表示圆形销定位X、Y两个方向移动的自由度，FZ表示用面定位零件Z向移动自由度和X、Y向旋转自由度，Fy表示用面定位Z向旋转自由度，同时也可以定位X向移动自由度（在车身零件的实际制造中，考虑到零件尺寸，允许过定位）XYFZFZFZFZHxHxyFZFZHxyFZFZFyFyXY（3）三面上图表示用三个面约束所有自由度并有过定位作用。（二）设计工作步骤1、车身产品MCP点的确定应是在车身各级冲压单件、分总成合件、单个产品数模设计确定以后，沿着整车→白车身→车身本体及活动件→下车身、侧围、顶盖三大总成→各级分总成→冲压单件的顺序自上而下进行设计，这样有利于保证基准的统一性。2、确定定位孔（注：其实定位孔和定位面的先后次序没有规定，但是我个人体会觉得，定位孔的确定应该先于定位面，从某种角度说，定位孔的确定比较简单，依照一定的原则即可确定，而定位面一般设置在定位孔附近，因此在定位孔确定好的基础上，再来确定定位面，还是比较方便的。）确定定位孔有以下原则：（1）优先选择Ø10~Ø30之间的孔作为定位孔，地板上的定位孔一般为Ø20以上；直径10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30mm为优先选择的序列；（2）选择公差精度要求高的孔作为定位孔（定位的目的就是为了保证尺寸），同时也可以理解为重要的安装孔作为定位孔；（3）选择检测点附近的孔；（4）定位孔在整个工件上，应尽量分开较大距离，合理分布，力争范围大，以便定位准确，靠的太近，无法保证定位（5）主定位孔为圆孔，辅助定位孔一般为长圆孔，也可为圆孔，但如果辅助定位孔为圆孔，则需要菱形销定位，加工比较困难，强度较低，另外对安装要求较高；（6）主定位孔有且仅有一个，对于小件或长形件，辅助定位孔也只有一个，而对于大件，刚度较小的可以有两个辅助定位孔（如侧围），也可以有三个辅助定位孔（例如前地板）；（7）各定位孔的轴线应保持平行，这一点很重要；（8）选择位于平面上的孔作为定位孔，这样便于定位面的布置；（9）主定位孔一般靠前靠左（主要考虑设计时以哪一侧为主，例如日本人在车身设计时一般以右侧为主，则应当靠前靠右；而我们以左侧为主，则应当靠前靠左）；（10）零件上用于安装销的孔，应当选作定位孔；（11）定位孔的布置要遵循“平衡”原则，前后、左右应当相互呼应。3、确定定位面确定定位面有以下原则：（1）定位面无需很大，一般16×20左右即可，零件如果刚性较差，也可适当增大，但不宜太大，否则容易产生误差；（2）定位孔附近要设置定位面；FZFZFZFZFyFyXYFx（3）重要的安装面（装配面、外观匹配面、焊接匹配面）处要设置定位面；（4）定位面之间一般间隔300~450mm，不宜过密或过疏；（5）刚性不足的地方设置定位面；（6）考虑冲压工艺，所选平面在冲压中的精度如何，一般来说，应当选择精度高的面作为定位面，否则无法保证定位面的精度和准确性，从而失去了定位的意义；（7）尽可能选择平面作为定位面；（8）避开焊点位置，选择定位面；（9）检测点所在的平面也应选作定位面；（10）定位面的设定也应符合“平衡”原则，前后、左右应当相互呼应。四、MCP的表示方法（输出文件）MCP的输出文件一般为两项内容，一项是3D数模格式的输出物，另一项是文档表格格式的输出物。1、3D数模格式应当将MCP的信息在数模中表示出来，如图1所示，其中：定位孔：画出孔的轮廓线和中心线，同时用孔的轴线表示定位销的方向。定位面：矩形框标识在定位区域。图1（图1就表示用“两销一面”的定位方式，其中两个长方形的框表示定位面，实际生产中零件本身过大需要用两个在同一平面上的小支撑面来实现“一面”功能，在三维设计数据中用此方法表示）2、文档表格格式将零件的定位信息在Excel表中描述出，其中包括零件的平面示意图，定位孔、定位面的信息，如图2所示（详表请见附件MCP_Chart.xls），这是我们设计的MCP表，通过该图可以清楚的反映零件的所有MCP信息。图2MCP表示例（图2中是三维数据信息的文件转化结果，其中“H”表示主定位，即Hxy的功能，“h”表示辅助定位，即Hx的功能，S和F1、F2表示在同一平面上的三个支撑面，即定位面的功能。）在示意图中可以用符号标注定位孔和定位面的信息，具体表示含义可参照企业标准Q/HMAC100-210-2005《汽车用零件的工程制图符号》中“3.3加工位置符号说明”中的标注方式。如下：（1）定位孔①表示定位孔方式的符号及说明符号说明主定位器的主定位孔主定位器的辅助定位孔用于装配主要定位孔用于装配辅助定位孔不变位置的主要定位孔不变位置的辅助定位孔配合定位器的主要定位孔配合定位器的辅助定位孔移动定位器的主要定位孔移动定位器的辅助定位孔②加工符号符号说明O用于单个零件的模具和检具S用于单个零件装配的夹具K用于单个零件装配的检具C用于装配的夹具和检具（2）表示定位面的符号及说明符号说明主要定位器的主要定位面主要定位器的辅助定位面装配用主要定位器表面装配用辅助定位器表面操作定位的主要基准边不变位置的主要定位面不变位置的辅助定位面配合定位器的主要定位面配合定位器的辅助定位面移动定位器的主要定位面移动定位器的辅助定位面调整定位