汽車檢具設(shè)計(jì)步

重要提示：從汽車結(jié)構(gòu)開始，結(jié)合示例，它說明了小型車身沖壓件檢具設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，以及檢查特定設(shè)計(jì)模型的新思路，并提出了針對(duì)小型車身沖壓件檢具設(shè)計(jì)的常見問題的解決方案。方法。關(guān)鍵字：檢具設(shè)計(jì)，小型沖壓零件，車身沖壓零件，子組件（通過焊接沖壓零件制成），車身框架，各種內(nèi)部裝飾零件等統(tǒng)稱為車身面板。面板的制造質(zhì)量對(duì)整車質(zhì)量至關(guān)重要，特別是汽車和各種乘用車的焊接生產(chǎn)以及整車的外觀都有很大的影響，因此質(zhì)量檢查已成為汽車制造商必不可少的工作。在國(guó)內(nèi)，對(duì)于重要的小型沖壓零件，通常使用特殊的檢查夾具（稱為檢查夾具）作為控制工序之間產(chǎn)品質(zhì)量的主要檢查手段。美國(guó)，德國(guó)，日本和其他汽車工業(yè)高度自動(dòng)化的國(guó)家已開始采用在線測(cè)試設(shè)備，以快速有效地響應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問題。我國(guó)的上海大眾汽車制造有限公司于2001年推出了兩套在線檢測(cè)設(shè)備，但由于技術(shù)和管理原因，以及在線檢測(cè)設(shè)備的高昂成本和技術(shù)要求，未能有效使用。在我國(guó)很難通用。它適用于小型車身沖壓件的檢查。近年來，隨著汽車和客車行業(yè)的快速發(fā)展，車身面板檢查工具已在國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)中得到廣泛使用。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委已將檢查工具的生產(chǎn)能力列入了車輛企業(yè)生產(chǎn)狀況評(píng)估程序。因此，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)精度高的專用檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)與制造已成為許多汽車制造商迫切需要解決的問題。

小型車身沖壓件檢查工具的組成和特性。小型沖壓件的檢查工具主要由底板組件，檢查體，橫截面模型，主副定位銷和夾緊裝置組成（見圖）。檢查的主要要素是形狀工件的輪廓（包括工件的輪廓和曲面的形狀等）特征位置（例如孔，法蘭等）的位置。檢具設(shè)計(jì)時(shí)，尺寸參考通常放置在實(shí)體坐標(biāo)系中，并使用底板上的基準(zhǔn)點(diǎn)每100mm繪制一次方向。基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)孔建立了檢查工具的坐標(biāo)系。大多數(shù)車身沖壓件具有空間曲面和許多局部特征，并且具有非彎曲的特征。軸對(duì)稱且剛性差，因此定位，支撐和夾緊相對(duì)困難當(dāng)前的大多數(shù)沖壓件的檢查細(xì)節(jié)都將自動(dòng)完成一次根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序加工一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。所有需要處理的表面和孔都將自動(dòng)完成。檢查細(xì)節(jié)主要是環(huán)氧樹脂。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，檢驗(yàn)細(xì)節(jié)將確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢驗(yàn)的關(guān)鍵部位設(shè)置橫截面模型。 檢具設(shè)計(jì)一般步驟3.1工件和檢查的特定設(shè)計(jì)模型首先參考零件圖分析工件，并制定初步草圖檢具設(shè)計(jì)計(jì)劃，確定參考表面，檢查工具的不平整度，檢查部分，定位面等，只需繪制其二維示意圖。在設(shè)計(jì)中，檢驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)模型是關(guān)鍵，它直接影響檢驗(yàn)工具能否準(zhǔn)確檢測(cè)工件質(zhì)量。由于車身覆蓋物的主要特征是自由曲面，因此“逆向搜索”是目前的一種通用建模方法。逆向搜索是使用激光掃描儀根據(jù)現(xiàn)有的工件或原型收集數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)處理，三維重建和其他過程來構(gòu)建具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型。

我們使用激光掃描儀掃描標(biāo)準(zhǔn)工件表面，主要基于點(diǎn)云收集工件的表面特征信息，將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為車身坐標(biāo)，并使用表面處理軟件將點(diǎn)信息處理為獲取工件的表面以生成最終的自由曲面模型；同時(shí)，可以通過從點(diǎn)云到曲面的最大和最小距離來檢測(cè)生成的原型模型。應(yīng)當(dāng)注意，此時(shí)獲得的模型是沒有厚度的薄片模型。有必要根據(jù)掃描儀掃描的表面將模型區(qū)分為工件的內(nèi)表面或外表面。這對(duì)于檢查特定設(shè)計(jì)尤其重要。為了通過檢查工具對(duì)工件的自由表面進(jìn)行檢查，通常將檢查表面和工件的內(nèi)表面之間的恒定間隙保持在約2-3mm的恒定間隙。根據(jù)設(shè)計(jì)的表面數(shù)字模型汽車檢具，數(shù)控加工機(jī)床可以滿足更高的精度要求。在檢查過程中，可以使用專用測(cè)量工具通過測(cè)量表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來測(cè)量工件表面的偏差。有兩種主要方法可檢測(cè)工件的外輪廓。在設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢查工具時(shí)：檢查表面沿切線方向沿工件的外輪廓向外延伸約20mm；沿工件外輪廓的法線方向向下延伸約20mm。在通用CAD軟件（例如UG）中，將工件表面向內(nèi)偏移2-3mm（如果生成的工件模型是外表面，則在進(jìn)行偏移時(shí)增加工件的厚度），然后沿切線方向移動(dòng)該表面或輪廓的正常延伸為20mm，以獲得檢查體的檢查表面，然后將參考平面拉伸一定距離以作為檢查體模型。

由于車身面板的復(fù)雜性，通常需要將上述兩種方法結(jié)合起來生成檢查表面，但是對(duì)于某些特殊輪廓，這仍然很難實(shí)現(xiàn)。圖2顯示了復(fù)雜形狀的處理示意圖。在圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)支座的工件表面顯然在兩個(gè)位置1和2處自相交和干涉。為確保檢測(cè)到工件的主要輪廓，在垂直方向的拐角處進(jìn)行檢測(cè)如圖所示，犧牲了高度差以產(chǎn)生檢查。對(duì)于特定表面，最后以3mm的間隔使檢查表面沿工件輪廓雙線，以方便檢查工件輪廓。當(dāng)然，在檢查工具（尤其是檢查設(shè)備）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多類似的問題，有必要對(duì)檢查工具原理的滲透理解和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理。 3.2橫截面模板的設(shè)計(jì)和建模通常通過橫截面模板實(shí)現(xiàn)對(duì)工件關(guān)鍵表面的檢測(cè)。檢查工具的橫截面模板分為兩種類型：旋轉(zhuǎn)和插入。當(dāng)橫截面模板的跨度超過300mm時(shí)，可以保證垂直方向的檢測(cè)精度通常設(shè)計(jì)為插入式。檢查表面檢查工件的內(nèi)表面，截面模型用于檢查關(guān)鍵截面的外表面。通常，工作表面距離工件的外表面2-3mm。建模方法和檢查工具表面相似。橫截面模板的主體材料通常是鋼或鋁，并且工作表面部分可以由鋁或樹脂制成。復(fù)雜形狀的橫截面模板在旋轉(zhuǎn)或插入時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以將其劃分為多個(gè)部分，如圖所示。

如果將其設(shè)置為插件部分模板，則會(huì)干擾工件的定位銷；如果設(shè)置為單旋轉(zhuǎn)型，由于工件本身的多重折疊，會(huì)干擾檢查體或工件，因此設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的零件。旋轉(zhuǎn)截面模型可以滿足綜合要求測(cè)試。 3.3工件的定位和夾緊正確，正確地定位工件是準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)。主體蓋在檢查工具上的定位方法主要是通過定位孔和卡盤的夾緊和定位或與永磁體的夾緊和配合來完成的。隨著檢查工具在車身制造中的廣泛應(yīng)用，杠桿式活動(dòng)卡盤和永磁體都有一系列產(chǎn)品可供選擇?？梢苿?dòng)卡盤還配備有不同類型和尺寸的托架或托架。大多數(shù)車身面板都有主定位孔和輔助定位孔。主定位銷通常是圓柱形銷（圓孔）或菱形銷（腰孔），以限制兩個(gè)方向上的自由度。輔助定位銷是錐形銷或金剛石插頭用于限制ZXYZ四個(gè)方向的自由度。在設(shè)計(jì)檢查工具時(shí)汽車檢具，請(qǐng)?jiān)跈z查體上定位孔的位置鉆孔（視定位銷襯套的插入而定），并給出定位孔的體坐標(biāo)。同時(shí)，將定位墊片和活動(dòng)卡盤布置在剛性好，工件分布合理的位置，以確保工件的牢固定位。在設(shè)計(jì)工件時(shí)，應(yīng)盡量減少夾緊點(diǎn)的數(shù)量，以確?？蓜?dòng)卡盤在工作時(shí)不會(huì)與其他零件發(fā)生干擾。并且考慮到工人的便利性，最后給出了定位墊的上表面中心的身體坐標(biāo)。對(duì)于只有一個(gè)定位孔的工件，由于主定位孔只能限制兩個(gè)自由度，因此定位墊片還可以限制工件的自由度，以防止工件圍繞主定位銷旋轉(zhuǎn)（見圖3.] 4完成的設(shè)計(jì)將檢查體的上表面沿參考平面方向拉伸一定距離，以使最低點(diǎn)大于150mm的厚度，以確保檢查體具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)嘗試將檢查主體的底面（即底板組件的上表面）（底面）置于主體坐標(biāo)系的整數(shù)位置。

檢查主體的底板組件通常由底板，槽鋼（必要時(shí)在加工過程中），定位塊和萬向輪組成。檢查機(jī)構(gòu)固定好底板后，可根據(jù)實(shí)際情況選擇其他型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。 3.5孔檢查需要單獨(dú)檢查車身沖壓件中的許多重要孔和法蘭。在檢查工具的設(shè)計(jì)中，通常將大約1mm厚的凸臺(tái)添加到檢查體的上表面。凸臺(tái)的中心與工件孔的中心在同一軸線上，并且直徑比孔的直徑大5mm。在輪轂檢查中使用雙劃線方法（見圖5)。當(dāng)測(cè)試孔的精度要求較高時(shí)，使用定位孔通過塞規(guī)和襯套進(jìn)行檢測(cè)。）結(jié)論在大型車身中封面，由于這類檢查工具的形狀和體積復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，檢查對(duì)象列表一、的靈活性差，難以快速獲得大量準(zhǔn)確的信息，已逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)檢查方法（例如在線檢查系統(tǒng)），但對(duì)于批量生產(chǎn)的小型沖壓零件檢查，當(dāng)前我們的汽車制造商仍然主要依靠這種檢查工具，實(shí)際上，檢查工具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于正確夾緊零件，包括定位，夾緊位置，夾緊順序等，因?yàn)樵跈z查鈑金零件和注塑零件時(shí)，是否夾緊正確與否將導(dǎo)致建立零件變形檢測(cè)參考系統(tǒng)。然后在檢查工具（而不是零件）上設(shè)置參考點(diǎn)，并通過六點(diǎn)定位原理確定坐標(biāo)系。這些參考點(diǎn)用于檢查工具。檢查工具的基準(zhǔn)也應(yīng)按照一定的周期進(jìn)行檢查。有時(shí)這些檢查工具的基準(zhǔn)是在手冊(cè)中使用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球，并且可以找到不同尺寸的檢查工具和檢查工具的尺寸系列。常用的結(jié)構(gòu)和零件系列（實(shí)際上已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化） ，它只是標(biāo)準(zhǔn)化和方便的。如果知道所需控件的位置和內(nèi)容，則可以設(shè)計(jì)自己的控件。由于檢測(cè)參考孔也有偏差，因此在設(shè)計(jì)中。檢查夾具時(shí)，應(yīng)考慮公差