公差设计原则

公差设计原则

1使用范围

本规范适用于轿车的产品尺寸和公差设计，作为产品设计、模具、夹具、检具、测量、过程控制等开发和制造过程中的参考依据。本规范适用于以下对象的几何尺寸和公差设计：

●轿车车身

●轿车车身冲压件

●轿车车身焊装总成（即由冲压件焊装而成的部件）

2公差选用的三原则

汽车车身及零件的公差系统是汽车质量系统的一个重要组成部分。车身的精度是其他质量项目的基础。公差选用必须按汽车相关各项功能要求来决定。必须选用是现有工艺可行的公差。

原则A：

汽车车身及零件的公差系统与整车质量的关系。由于车身是整车的结构基础，车身的精度在很大的程度上决定了整车的外观质量和功能。

原则B：

强调功能性。必须深刻的理解各项功能的具体要求，以及车身精度对于各项功能的直接和间接影响。公差过松则造成质量问题，如果过紧，则提高生产成本，浪费资源。

原则C：

关注工艺可行性。车身精度控制对于现今的技术是相当困难的，现有的模具技术是车身精度的瓶颈。设计工程师必须了解每个公差的实际可行性。

为了制定切实可行的公差，设计工程师应以功能为目标，以工艺技术为其局限，找出可能的最佳质量目标。

3允许公差系统的结构与分类

3.1 允许公差系统的结构

（1）公差系统的统一性

本文件规定了对冲压件，分装总成，及时车身的统一的制造精度要求及相应的允许公差。虽然不同等级的车有不同的质量标准，但是，所有中级车的设计精度是一致的，遵循一般规范性要求。因此，此系统适用于一般的车型，公差系统不因车而异。

（2）公差的标注必需性

车身，分总成，及其钣金件的设计图必须有明确的精度要求，公差的标注就是表达此精度要求。同一件在不同工艺过程中，如果其形状有变化，必须按过程分开标注。

为了保证设计图的简明扼要，只在有精度要求的地方才考虑加标注。即使是有精度要求的地方，也可能不需要加标注，而由未注公差标准来统一控制。因此允许公差的标注分二类，即明文的标注公差和未注公差表。

未注公差的作用是规定一个车身系统的一般精度要求。在有精度要求，但未加标注情况下，未注公差就作为不言而喻的公差。

标注公差则分二类，第一类是有特殊需要的尺寸及关键尺寸，例如，特别紧的公差要求，有的是由功能需要而来。这是必须标注的。同一件在不同工艺过程，如果尺寸有变化，必须按过程分开标注。第二类是可标注可不标注的，按未注公差亦无不可，但是标注了会使图简单易读。这由设计者按具体情况而定。

（3）相对公差和绝对公差

绝对公差是那些以整车坐标系统（World Coordinate System）或以零件坐标系统为基础定义的误差，在CAD系统中，几何特征，通常是点，线，和面，都以此类坐标系统为基础而定义，简明扼要，比较方便。绝对公差是以此定义为基础而建立的误差系统，因此也简单明了。然而，此类公差，可能会带入没有必要的精度要求。

相对公差则包括两个或两个以上的点，线，和面，互相之间的关系。这一类关系（特征）通常是距离，也可以是角度。例如内饰件在门内板上的安装孔。其相对位置之间的距离要控制，以利于安装，相对公差要标明。然而内饰件与整车的关系则不关键，就让未注公差来保证。

从广义的角度看，所有的距离（长度）和角度上的公差都是相对公差，因此，孔径公差是相对公差。投影到某一平面的长度和角度公差也是相对公差。门与门框的配合公差亦是相对公差。

对称公差也是一种相对公差，无论是尺寸（长度或面积），还是角度，或是位置。

使用相对公差能达到绝大多数功能方面的要求。将其以绝对公差来表达，势必增加工艺难度，从而提高成本。因此，尽可能使用相对公差和避免使用绝对公差有其经济意义。

3.2 冲压件的分类与不同状态

冲压件按其在白车身整车上的功能分为三类，A 类是外表面件，其要求最高，其次是B 类，主要是关重结构件。最后是C 类，主要是加强件，如支架之类。

冲压件在安装过程中，随着状态的变化，（单件状态，分总成状态，车身总成状态）误差逐步增加。下图表达了这个变化。

公差分类：

3.3 面和边缘的分类

面分为外覆盖面，匹配面，和一般面。外覆盖面只有一种级别，即A 级。结合面和一般面分二级，即B 级和C 级，没有A 级。钣金件的边分二级，即B 级和C 级，没有A 级。

一个件可以有不同级别的面和边组成。例如，侧围外板，是A 级件，但是

A 类：

外覆盖

B 类：

除A 类外可见件 C 类：

不可见的简单件

±0.5

±0.7

±1.0

其四分板和门框是B级面。其B柱是B级面，但是A柱和B柱上的装配面是A 级面。

由此可见，执行者的难度在于如何确定面和边的等级。设计人员必须按功能和工艺的要求来定。设计人员可以参考所附的钣金件分类例证。

下表是以上几个方面的总结，也是上图的细化。

面，线，宽度等在不同状态与分类情况下的一般公差：

4冲压件、分总成及白车身允许公差

4.1冲压件的未注允许公差表

4.2 分总成的未注允许公差表

4.3 整车的允许公差

测量点的公差按照其所在面而定。如果是A面公差是±1.0毫米，如是B面，公差为±2.0毫米，C面上的点则是±2.0毫米。B面与C面没有差别了。这是因为B件大都为结构件，与其他件关系密切，也就是被制约。相对而言，C件比较自由，由其他件传递过来的误差要少一些。两者就变得很接近了。

通常，如果测量点位于夹具的控制点上，其公差可以更取下限。因为车身按由外向内的装配方式，误差被推往车内，外面的误差较之车内误差要小一些。这和实际情况相一致。

4.4 工艺装配缝的允许公差

装配缝的允许公差是建立在装配面公差的基础上的。因此，其公差可以由装配面的公差用统计学方法推算。实际应用时，其顺序则相反，是由装配缝的要求来定装配面的级别。例如，粘接缝要求相对高，两装配面都应是B级。缝最宽处应小于1.5毫米。

点焊枪有压合作用，装配缝的允许公差可略为宽松一点。其中，对头接相对要求紧一点，搭接则相对松一些。具体地说，假如两边都是10毫米的翻边，装配缝最宽处应小于2.0毫米。搭接缝应小于3.0毫米。如果一边是翻边，另一边不是翻边，装配缝最宽处应小于2.5毫米。