檢具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
新車型導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn))和檢具設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)(每個(gè)廠家標(biāo)準(zhǔn)各異)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(cè)設(shè)備主要有藍(lán)光掃描設(shè)備(a)、三坐標(biāo)關(guān)節(jié)臂(b)、專用檢具(c)，如圖1所示。為了能夠快速檢測(cè)，通常情況下使用專用檢具進(jìn)行主要測(cè)量，藍(lán)光掃描設(shè)備及三坐標(biāo)關(guān)節(jié)臂進(jìn)行輔助測(cè)量，本次主要針對(duì)專用檢具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行分析。
圖1 整車零件精度的檢測(cè)設(shè)備
汽車整車零件檢具設(shè)計(jì)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(jì)的適用性;⑤檢具的標(biāo)識(shí)及維護(hù)。
檢具作為測(cè)量和度量零件精度的專用檢測(cè)設(shè)備，目前被大部分汽車整車廠用來進(jìn)行零件精度測(cè)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(jìn)行控制，各個(gè)零件通過裝配方式最終實(shí)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(dǎo)致總成或整車裝配出來的整體精度超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)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(qiáng)度，整體基座要進(jìn)行人工時(shí)效處理。
②基準(zhǔn)板。通常厚度20～30mm，采用材質(zhì)45#鋼加工。整體基座要進(jìn)行人工時(shí)效處理，強(qiáng)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(yīng)能保證型體被支撐。骨架應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，整體骨架應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力處理。
④型體。通常由樹脂根據(jù)產(chǎn)品的造型進(jìn)行特征設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)“0mm”位面，用于定位面、支撐面、夾緊點(diǎn)的支撐;設(shè)計(jì)“3mm”位面，作為讓開面、檢測(cè)面、輪廓的測(cè)量基準(zhǔn)值。
⑤測(cè)量工裝。根據(jù)零件覆蓋件公差標(biāo)準(zhǔn)，在相應(yīng)的位置設(shè)計(jì)間隙、面差、修邊線、孔的測(cè)量工裝，如檢測(cè)塊、卡板、型體基準(zhǔn)線、孔等，便于利用檢具上的基準(zhǔn)快速測(cè)量相應(yīng)的公差數(shù)值。
⑥輔助部件。為了便于檢具的擺放和移動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮安裝腳輪及調(diào)整支撐塊、叉車槽等，根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置考慮整體重量。
⑵基準(zhǔn)。通常檢具上平面上均設(shè)計(jì)相應(yīng)的基準(zhǔn)塊，如圖2所示，基準(zhǔn)塊通常設(shè)計(jì)第一套基準(zhǔn)與第二套基準(zhǔn)，便于作為測(cè)量工具校準(zhǔn)及掃描分析設(shè)備的參考擬合基準(zhǔn)(每個(gè)廠家的形式各異)。
圖2 檢具基準(zhǔn)塊
①第一套基準(zhǔn)。加工基準(zhǔn)，在檢具基座上平板適當(dāng)部位按(X、Y、Z)三個(gè)方向設(shè)置基準(zhǔn)塊，基準(zhǔn)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(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)在第一套基準(zhǔn)的每個(gè)基準(zhǔn)塊上安裝基準(zhǔn)套，內(nèi)孔粗糙度為R0.8μm。基準(zhǔn)套與基準(zhǔn)塊采用緊配方式，不許墊銅皮與采用膠水粘結(jié)。
每個(gè)基準(zhǔn)塊上都需設(shè)置防護(hù)罩(防護(hù)罩材質(zhì)為軟塑)，并在其附近顯著位置安裝坐銘牌標(biāo)注加工與測(cè)量汽車?yán)碚撟鴺?biāo)值，基準(zhǔn)塊布置每條邊最大間距1m，便于后續(xù)使用藍(lán)光掃描設(shè)備或三坐標(biāo)關(guān)節(jié)臂采取基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)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(gè)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(dú)支撐，直接固定在檢測(cè)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(cè)量方式設(shè)計(jì)。
零件面、線檢測(cè)根據(jù)零件與型面貼合形式進(jìn)行判斷，圖5列舉了三種設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)則選擇方式3;類型III根據(jù)測(cè)量便利性可選取4或5或6.
圖5 零件面與線測(cè)量方式
⑸快夾設(shè)計(jì)。
一般根據(jù)產(chǎn)品公差圖紙的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，底部壓緊頭需帶橡膠緩沖塊，防止壓緊力過大對(duì)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(yùn)工裝設(shè)計(jì)。
為便于檢具的擺放和移動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮安裝四個(gè)腳輪，其中兩個(gè)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(qiáng)度要求，同時(shí)不影響檢具的標(biāo)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(cè)量時(shí)的安放。
檢具測(cè)量工具
常規(guī)測(cè)量工具
對(duì)沖壓零件進(jìn)行精度測(cè)量分析過程，通常使用的測(cè)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(biāo)卡尺(圖8)。
圖6 通止規(guī)
圖7 面差尺
圖8 游標(biāo)卡尺
孔的檢查
①功能孔與安裝孔通常采用位置銷檢測(cè)。
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(cè)孔徑相同;采用雙線檢查，外線與被檢測(cè)孔徑相同，內(nèi)線單邊比被檢測(cè)徑單邊小3mm。
③零件在檢具上銷檢孔的檢測(cè)方式統(tǒng)一用復(fù)合銷，一端為通止銷，一端為劃線銷，通止銷檢測(cè)不合格的用劃線銷測(cè)量偏差數(shù)值。
修邊線與翻邊線的段差檢測(cè)
①修邊線與翻邊面通常采用刻“0mm”與“+3mm”兩條線檢測(cè)，刻線面保證在從“0mm”線往外15mm即可，滿足測(cè)量空間。
②零件翻邊高度檢測(cè)方式為型體的“0mm”刻線與“3mm”刻線檢測(cè)、型體的3mm間隙檢測(cè)、直尺或游標(biāo)卡尺翻面檢測(cè)。對(duì)于外板回彈大的零件推薦采用直尺或游標(biāo)卡尺翻面檢測(cè)，避免零件回彈的影響。操作要點(diǎn)要求直尺或游標(biāo)卡尺角度與翻邊平行，底端頂住翻邊內(nèi)側(cè)的底部，測(cè)量出翻邊高度，與有產(chǎn)品數(shù)模的值進(jìn)行對(duì)比。
型面的檢測(cè)
產(chǎn)品周邊面差多以“3mm”間隙為基準(zhǔn)面配合間隙規(guī)、塞尺或球規(guī)等測(cè)量器具進(jìn)行檢測(cè)，還有配備檢測(cè)塊作為基準(zhǔn)檢測(cè)，采用“0mm”面測(cè)量面差，如圖9所示。對(duì)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(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量基準(zhǔn)數(shù)值通常為3mm，如圖10所示。
圖9 檢測(cè)塊
圖10 卡板
結(jié)束語
整車廠對(duì)汽車造型及配合度要求比較高，因此對(duì)零件精度要求也越來越高，需要專用測(cè)量工具的穩(wěn)定性及快速檢測(cè)性比較高，對(duì)車身質(zhì)量的控制起著決定性作用。推動(dòng)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(jiān)持不懈的努力，形成適用于各汽車整車廠特點(diǎn)的檢具，規(guī)范檢具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。
