一种装配定位汽车前端模块的方法和工装
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摘 要：一种装配定位汽车前端模块的方法和工装，给出前端模块自身定位策略和工装在车身上的定位策略，根据定位策略设计出前端模块工装，前端模块采用此工装定位安装，能够提升其在整车上的装配精度、一致性，且方便操作。
关键词：前端模块;定位策略;工装
中图分类号：U466 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）16-0134-03
Abstract： A method and tooling for assembling the front-end module， giving the front-end module's own positioning strategy and the positioning strategy of the tooling on the vehicle body. The front-end module tooling is designed according to the positioning strategy. The front-end module uses this tooling to position and install， which can enhance its assembly accuracy， consistency， and ease of operation on the entire vehicle.
Keywords： front-end module; positioning strategy; tooling
引言
汽車前端模块位于汽车发动机舱最前端，是集成冷凝器，散热器，前防撞梁，前小腿保护横梁，前大灯安装横梁，发动机盖锁扣等零部件于一体[1-3]。而汽车前脸的重要零件如前大灯、前保格栅、发动机盖等均在前端模块上装配定位，为保证整车前脸区域外观间隙面差匹配良好，前端模块在车身上的尺寸精度将至关重要[4-7]。
汽车前端模块因包含零部件较多，整体较重，且整体尺寸较多，在整车装配中采用人工装配费时费力且装配一致性差，故安装前端模块时采用工装装配势在必行。而如何设计工装，以何种定位方法将前端模块定位在整车上是前端模块尺寸控制的关键。
1 方案设计
具体方法及工装如下：
（1）前端模块自身定位策略，如图1所示，前端模块中，与车身前纵梁安装面作为第一装配基准A控制X方向，前端模块本体中两处水平长圆孔作为基准B控制Z方向，前端模块本体中竖直长圆孔作为基准C控制Y向，前端模块顶部两处横向长圆孔作为基准D，与基准A配合控制X向（前纵梁安装面一般较低，处于前端模块下部，增加D基准控制上部）。
（2）工装在车身上的定位策略，如图2所示，选取车身骨架上4处Z向面（建议采用左右前轮罩上加强板上型面）作为工装在车身上的Z向定位面，控制工装在车身上的Z向位置，以左、右翼子板的主定位孔作为工装在车身上的主、副定位孔，控制工装在车身上的X/Y向位置，将工装定位在车身上。
（3）如图3所示，前端模块工装主要包含：车身定位固定单元（见图4）、前端模块定位固定单元（见图5）及必要的辅助功能单元等。其中车身定位固定单元作为工装主体部分，前端模块定位固定单元通过导轨及气缸与车身定位固定单元相连接，其相对主体部分可在X向滑动。
（4）如图4所示，车身定位固定单元，两个定位销与图2中的左、右翼子板主定位孔配合，该两处定位销通过Y向居中机构安装在车身定位固定单元上，4处Z向定位块与图2中车身Z向面匹配，再通过夹紧机构夹紧Z向面，将工装精确定位安装在车身上。
1-Z向定位块;2-Z向定位块;3-Z向定位块;4-Z向定位块;5-定位销;6-定位销;7-Y向居中机构;8、9-X向导轨槽
图4 车身定位固定单元简易图
（5）如图5所示，前端模块定位固定单元，以三个定位销同时插入第1）条所述B/C基准孔中，将前端模块Z/Y向定位在工装上;再以两个定位销同时插入第（1）条所述D基准孔中，将前端模块上部X向定位在工装上;之后用固定夹爪夹紧前端模块，使前端模块固定在工装上。
2 具体实施方式
结合图1-5及上述方案，对前端模块通过工装安装定位步骤详细说明如下：
（1）以吊具辅助人力将前端模块工装提起，移动至前端模块料架处，将前端模块定位固定单元上三处定位销按对应位置插入前端模块B/C基准孔中（沿着X向水平插入）;之后上部两处定位销通过自动机构伸出插入前端模块对应的D基准孔中（沿Z向竖直插入），此时前端模块精确定位在工装上;再夹紧固定夹爪等结构，将前端模块与工装固定在一起不再晃动。
（2）操作吊具吊起工装及前端模块，移动至车身处，将工装上Z向定位块与车身Z向定位面贴合至车身上，同时将工装上两处定位销插入左、右翼子板主定位孔中（沿Z向竖直插入），此过程中两处定位销有Y向居中机构相连，确保工装能够居中定位在车身上，之后夹紧工装与车身Z向支撑面处夹爪，将工装固定在车身上。
（3）此时通过前端模块工装，将前端模块与车身关联起来，前端模块相对车身在Z向精确定位，Y向居中在车身上。
（4）开启气缸机构，使工装上前端模块定位固定单元的导轨沿着车身定位固定单元的导轨槽移动，带动前端模块沿着-X方向同时移动，直至前端模块第一装配基准A与车身前纵梁安装面贴合，此时前端模块X向位置相对车身确定。
（5）打紧前端模块上所有固定螺栓，此时前端模块被精确定位安装在车身上。
（6）退出前端模块上D基准处工装定位销，打开前端模块上所有固定夹爪机构，关闭气缸，将工装上活动单元沿着导轨+X方向缓慢退出前端模块;松开工装与车身夹紧机构，吊具缓慢吊起前端模块工装，准备下一台车装配。
3 结束语
一种装配定位前端模块的方法和工装实质是，前端模块定位到工装上，工装夹紧前端模块，然后工装定位夹紧到车身上，最终实现前端模块定位到车身上。通过工装使得前端模块和车身的匹配发生关联，缩短尺寸链，更加高效地保证前端模块在整车上的尺寸控制。
前端模块采用工装定位安装，提升其在整车上的装配精度、一致性，且方便操作。前端模块在车身上的定位基准与翼子板定位孔相关联，提升整车前脸处前大灯、翼子板、前保格栅等零件的匹配精度。
本文目的在于提供一种装配定位前端模块的方法和工装，以实现前端模块在车身上的精确安装定位。对前端模块的装配及尺寸控制具有重要借鉴意义。本方法及工装已在我司相关车型装配中投入使用，效果非常理想。
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