檢具設(shè)計標準

新車型導入期間，檢具需根據(jù)新車型產(chǎn)品數(shù)模、GD&T圖紙(汽車覆蓋件公差標準)和檢具設(shè)計通用標準(每個廠家標準各異)等參數(shù)進行設(shè)計，滿足新車型開發(fā)的汽車覆蓋件造型及精度公差需求。

目前，整車零件精度的檢測設(shè)備主要有藍光掃描設(shè)備(a)、三坐標關(guān)節(jié)臂(b)、專用檢具(c)，如圖1所示。為了能夠快速檢測，通常情況下使用專用檢具進行主要測量，藍光掃描設(shè)備及三坐標關(guān)節(jié)臂進行輔助測量，本次主要針對專用檢具的設(shè)計及應用進行分析。

圖1 整車零件精度的檢測設(shè)備

汽車整車零件檢具設(shè)計主要從以下方面考慮：①零件在檢具上的擺放角度;②零件在檢具上的定位原則;③檢具公差設(shè)置的合理性;④檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性;⑤檢具的標識及維護。

檢具作為測量和度量零件精度的專用檢測設(shè)備，目前被大部分汽車整車廠用來進行零件精度測量，由于汽車各沖壓零件精度要求較高，通常以“0.01mm”為誤差單位進行控制，各個零件通過裝配方式最終實現(xiàn)整車外觀及裝配關(guān)系的要求，若零件誤差偏差積累，最終可能導致總成或整車裝配出來的整體精度超出設(shè)計標準，影響整車的外觀及功能。

檢具制造

⑴結(jié)構(gòu)框架。

①檢具的基座。通常由方管型材或槽鋼焊接而成。檢具基座應具有足夠的剛度、強度及穩(wěn)定性，保證在正常使用狀態(tài)下不發(fā)生變形，必要部位焊接斜撐增加強度，整體基座要進行人工時效處理。

②基準板。通常厚度20～30mm，采用材質(zhì)45#鋼加工。整體基座要進行人工時效處理，強度和剛度要保證檢具在正常使用狀態(tài)下不發(fā)生變形。

③支撐檢具型體骨架由方管型材或鑄鋁組成，應能保證型體被支撐。骨架應具有足夠的剛度、強度及穩(wěn)定性，整體骨架應進行去應力處理。

④型體。通常由樹脂根據(jù)產(chǎn)品的造型進行特征設(shè)計。設(shè)計“0mm”位面，用于定位面、支撐面、夾緊點的支撐;設(shè)計“3mm”位面，作為讓開面、檢測面、輪廓的測量基準值。

⑤測量工裝。根據(jù)零件覆蓋件公差標準，在相應的位置設(shè)計間隙、面差、修邊線、孔的測量工裝，如檢測塊、卡板、型體基準線、孔等，便于利用檢具上的基準快速測量相應的公差數(shù)值。

⑥輔助部件。為了便于檢具的擺放和移動，設(shè)計時應考慮安裝腳輪及調(diào)整支撐塊、叉車槽等，根據(jù)轉(zhuǎn)運裝置考慮整體重量。

⑵基準。通常檢具上平面上均設(shè)計相應的基準塊，如圖2所示，基準塊通常設(shè)計第一套基準與第二套基準，便于作為測量工具校準及掃描分析設(shè)備的參考擬合基準(每個廠家的形式各異)。

圖2 檢具基準塊

①第一套基準。加工基準，在檢具基座上平板適當部位按(X、Y、Z)三個方向設(shè)置基準塊，基準數(shù)值盡量選用10的倍數(shù)(優(yōu)先選用50倍數(shù))，采用兩釘兩銷安裝方式。

②第二套基準。測量基準在第一套基準的每個基準塊上安裝基準套，內(nèi)孔粗糙度為R0.8μm。基準套與基準塊采用緊配方式，不許墊銅皮與采用膠水粘結(jié)。

每個基準塊上都需設(shè)置防護罩(防護罩材質(zhì)為軟塑)，并在其附近顯著位置安裝坐銘牌標注加工與測量汽車理論坐標值，基準塊布置每條邊最大間距1m，便于后續(xù)使用藍光掃描設(shè)備或三坐標關(guān)節(jié)臂采取基準點進行零件擬合作業(yè)。

⑶零件定位。

①銷定位。為了保證零件安裝定位穩(wěn)定，存在定位孔或安裝孔的零件，通常采用主副銷定位。主副銷定位一般主銷采用圓柱銷(每個廠家的形式各異，也有廠家采用圓錐銷)，副銷采用菱銷，如圖3所示。

圖3 主副銷形式

②輪廓定位。輪廓定位不單獨支撐，直接固定在檢測塊上表面，通過墊片可調(diào)前后方向，如圖4所示。

圖4 輪廓定位

⑷零件面與線測量方式設(shè)計。

零件面、線檢測根據(jù)零件與型面貼合形式進行判斷，圖5列舉了三種設(shè)計類型：類型Ⅰ選取方式1;類型Ⅱ優(yōu)先選擇方式2;若無法實現(xiàn)則選擇方式3;類型III根據(jù)測量便利性可選取4或5或6.

 圖5 零件面與線測量方式

⑸快夾設(shè)計。

一般根據(jù)產(chǎn)品公差圖紙的要求進行設(shè)計，底部壓緊頭需帶橡膠緩沖塊，防止壓緊力過大對零件造成損傷，頂部抓手位置帶熱縮套，快夾需確保裝夾便利性，且與其他部件無干涉。

⑹轉(zhuǎn)運工裝設(shè)計。

為便于檢具的擺放和移動，設(shè)計時應考慮安裝四個腳輪，其中兩個為帶鎖緊功能的萬向腳輪。配備叉車槽，叉車槽的結(jié)構(gòu)要保證功能及強度要求，同時不影響檢具的標定，叉車槽如果在基座下端，需要制作成可拆卸式螺栓安裝以保證檢具在加工和測量時的安放。

檢具測量工具

常規(guī)測量工具

對沖壓零件進行精度測量分析過程，通常使用的測量工具有塞尺、通止規(guī)(圖6)、球規(guī)、間隙尺、面差尺(圖7)、游標卡尺(圖8)。

圖6 通止規(guī)

圖7 面差尺

圖8 游標卡尺

孔的檢查

①功能孔與安裝孔通常采用位置銷檢測。

②一般孔、翻邊孔一般采用刻線檢查，可根據(jù)孔的大小采用單刻線或雙刻線，如采用單刻線，刻線直徑與被檢測孔徑相同;采用雙線檢查，外線與被檢測孔徑相同，內(nèi)線單邊比被檢測徑單邊小3mm。

③零件在檢具上銷檢孔的檢測方式統(tǒng)一用復合銷，一端為通止銷，一端為劃線銷，通止銷檢測不合格的用劃線銷測量偏差數(shù)值。

修邊線與翻邊線的段差檢測

①修邊線與翻邊面通常采用刻“0mm”與“+3mm”兩條線檢測，刻線面保證在從“0mm”線往外15mm即可，滿足測量空間。

②零件翻邊高度檢測方式為型體的“0mm”刻線與“3mm”刻線檢測、型體的3mm間隙檢測、直尺或游標卡尺翻面檢測。對于外板回彈大的零件推薦采用直尺或游標卡尺翻面檢測，避免零件回彈的影響。操作要點要求直尺或游標卡尺角度與翻邊平行，底端頂住翻邊內(nèi)側(cè)的底部，測量出翻邊高度，與有產(chǎn)品數(shù)模的值進行對比。

型面的檢測

產(chǎn)品周邊面差多以“3mm”間隙為基準面配合間隙規(guī)、塞尺或球規(guī)等測量器具進行檢測，還有配備檢測塊作為基準檢測，采用“0mm”面測量面差，如圖9所示。對于產(chǎn)品中間部位有配合關(guān)系而必須檢查的重要型面或特征，需采用卡板進行檢測，測量基準數(shù)值通常為3mm，如圖10所示。

圖9 檢測塊

圖10 卡板

結(jié)束語

整車廠對汽車造型及配合度要求比較高，因此對零件精度要求也越來越高，需要專用測量工具的穩(wěn)定性及快速檢測性比較高，對車身質(zhì)量的控制起著決定性作用。推動檢具技術(shù)的改善及培養(yǎng)技術(shù)人才比較關(guān)鍵，需要通過堅持不懈的努力，形成適用于各汽車整車廠特點的檢具，規(guī)范檢具設(shè)計的標準。