檢查治具的設(shè)計(jì)步驟

車身檢查器設(shè)計(jì)小型沖壓件的一般方法和程序：上海交通大學(xué)陳杰軍預(yù)備役摘要：從汽車結(jié)構(gòu)上，結(jié)合實(shí)例介紹通用方法和程序以及扣押特定車身沖壓件的小型量具設(shè)計(jì)新思路提出了小軌距設(shè)計(jì)中的常見建模和解決方案。關(guān)鍵字：檢查夾具設(shè)計(jì)，小型沖壓零件1簡(jiǎn)介車身沖壓零件，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)整體而言至關(guān)重要。汽車的質(zhì)量，尤其是汽車和各種乘用車的焊接生產(chǎn)以及整車的外觀都具有很大的影響力檢具設(shè)計(jì)，因此對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢查已成為汽車不可或缺的工作。汽車制造商。對(duì)于中國(guó)重要的小型沖壓件，一般使用專用的檢驗(yàn)夾具（簡(jiǎn)稱檢驗(yàn)夾具）作為控制工序間產(chǎn)品質(zhì)量的主要檢驗(yàn)手段。美國(guó)，德國(guó)和日本等汽車工業(yè)較高的國(guó)家已開始采用在線測(cè)試設(shè)備，以高效，快速地應(yīng)對(duì)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年引進(jìn)了兩套在線檢測(cè)設(shè)備，但由于技術(shù)和管理原因，尚未得到有效利用。而且，由于在線檢查設(shè)備的高成本和技術(shù)要求，在我國(guó)很難普及。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。

2小型沖壓件檢查工具的組成和特點(diǎn)小型沖壓件檢查工具主要由底板組件，檢查體，型材，主副定位銷和夾緊裝置（見圖1）。檢查的主要元素是工件的形狀（包括工件的輪廓和曲面的形狀等）以及孔和法蘭等特征的位置。設(shè)計(jì)檢查工具時(shí)，通常將尺寸參考放置在車身坐標(biāo)系中，并在X，Y和Z方向上每100mm繪制坐標(biāo)線，并使用參考?jí)K和底板上的參考孔來進(jìn)行測(cè)量。建立檢查工具的坐標(biāo)系。圖1檢驗(yàn)工具主要結(jié)構(gòu)示意圖。大多數(shù)車身沖壓件具有空間彎曲的表面和許多局部特征。它們是非軸對(duì)稱的，并且剛性差。因此，定位，支撐和夾緊是困難的。目前，大多數(shù)車身沖壓件檢查都是由CNC機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序自動(dòng)完成的，以一次自動(dòng)完成所有需要加工的表面和孔。檢查材料主要是環(huán)氧樹脂。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)檢驗(yàn)細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢驗(yàn)的關(guān)鍵部位建立截面模型。 3檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)的一般步驟3.1工件和檢驗(yàn)的特定設(shè)計(jì)模型必須首先參考零件圖分析工件，初步制定檢驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)計(jì)劃，確定基準(zhǔn)面，檢驗(yàn)的不均勻性?shī)A具，檢查部分，定位表面等。只需繪制其二維示意圖。在檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)中，檢驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)模型是關(guān)鍵，直接影響檢驗(yàn)工具能否準(zhǔn)確地檢測(cè)出工件的質(zhì)量。

由于車身面板的特征是基于自由曲面，因此“實(shí)物反向搜索”是當(dāng)前的通用建模方法。反向搜索是一種基于現(xiàn)有工件或物理原型構(gòu)造具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的方法，使用激光掃描儀收集數(shù)據(jù)，并通過諸如數(shù)據(jù)處理和三維重建的過程進(jìn)行。我們使用激光掃描儀掃描標(biāo)準(zhǔn)工件表面，基于點(diǎn)云收集工件表面特征信息，將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為車身坐標(biāo)，并使用Surfacer軟件處理該點(diǎn)信息，以獲得工件的特征曲線。工件表面，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。必須根據(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)特別重要。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大約2至3mm的恒定間隙。根據(jù)設(shè)計(jì)的表面數(shù)字模型，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，可以通過檢查工具輪廓和專用測(cè)量工具的往復(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)：①檢查表面沿切線方向沿工件的外輪廓向外延伸約20mm； ②沿工件外輪廓法線方向向下延伸約20mm。

在一般的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），然后沿曲面的切線或法線方向?qū)⑶嫜由?0mm，以獲得檢查體的檢查表面，然后將參考平面拉伸一定距離，以成為檢查體模型。由于車身罩的復(fù)雜性，在生成檢查表面時(shí)通常需要將上述兩種方法結(jié)合起來使用，但是對(duì)于某些特殊的輪廓，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)支架的工件表面顯然在兩個(gè)地方自相交并且相互干涉。為了確保檢測(cè)到工件的主輪廓，犧牲了具有垂直高度差的拐角處的檢測(cè)，以進(jìn)行檢查，如圖所示。最后，對(duì)于特定表面，在被檢表面上沿工件輪廓以3mm的間隔形成雙劃線，以便于檢測(cè)工件輪廓。當(dāng)然，在檢查工具（特別是檢查設(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。圖2復(fù)雜輪廓的處理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)。檢查工具的截面模板分為兩種：旋轉(zhuǎn)型和插入型。當(dāng)跨度超過300mm時(shí)，為了確保在垂直方向上的檢測(cè)精度，通常將其設(shè)計(jì)為插入式。

檢查表面是工件的內(nèi)表面，橫截面模板用于檢測(cè)關(guān)鍵部分的外表面。通常，工作表面距離工件外表面2?3mm。其建模方法類似于量具的表面。截面模型的板體材料通常為鋼或鋁，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3所示。如果將其設(shè)置為插入部分模板，則將干擾工件的定位銷；如果將其設(shè)置為插入部分模板，則將其定位。如果設(shè)置為單旋轉(zhuǎn)型，則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)為兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)部分。該模型可以滿足綜合測(cè)試的要求。圖3截面模型3.3的截面處理工件的定位和夾緊正確，正確地定位工件是進(jìn)行精確測(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。可移動(dòng)卡盤還配備有一個(gè)或多個(gè)不同類型和尺寸的支架。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銷（圓孔）或菱形銷（腰孔），以限制X和Y方向上的自由度。輔助定位銷是錐形銷?；蛴勉@石插頭限制Z，X，Y和Z四個(gè)方向的自由度。

設(shè)計(jì)檢查工具時(shí)，在檢查體上定位孔的位置打孔（取決于定位銷襯套），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)時(shí)，有必要將夾緊點(diǎn)的數(shù)量減至最少，以確保活動(dòng)夾頭在工作時(shí)不會(huì)與其他零件發(fā)生干擾，并考慮到工人的方便性，將其上座標(biāo)的中心坐標(biāo)最后給出定位墊。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4)]。圖4使用卡盤定位來限制工件的自由度3.4底板組件的設(shè)計(jì)將檢查體的上表面沿參考平面的方向拉伸一定距離，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)，嘗試使檢查體的底面（即底板組件的上表面（底面））為整數(shù)體坐標(biāo)系的位置，檢查體的底板組件一般由底板，槽鋼（必要時(shí)為中間鋼）制成，由定位ock和萬(wàn)向輪?；逵蓹z查機(jī)構(gòu)固定后，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其他零件。 3.5孔檢查車身沖壓件上有許多重要的孔和法蘭。單獨(dú)檢查。在檢查工具的設(shè)計(jì)中，通常將大約1毫米厚的凸臺(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。用于凸臺(tái)雙線檢測(cè)（請(qǐng)參見圖5)。

當(dāng)要測(cè)試的孔的精度較高時(shí)，將定位孔用于通過塞規(guī)和襯套進(jìn)行檢測(cè)。圖5孔洞檢測(cè)方法4結(jié)束語(yǔ)在大型車身覆蓋件中，由于形狀復(fù)雜，體積龐大，生產(chǎn)成本高以及檢查對(duì)象一、的柔韌性差，因此難以快速獲得大量準(zhǔn)確信息。信息。它逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)檢查方法（例如在線檢查系統(tǒng)）取代，但對(duì)于批量生產(chǎn)的小型沖壓零件的檢查，我國(guó)的汽車制造商仍然主要依靠這種檢查工具。參考文獻(xiàn)1朱正德。汽車面板檢查工具的原理和應(yīng)用。工具技術(shù)，2000（1）2任學(xué)艷。車身面板的表面質(zhì)量控制。汽車技術(shù)與材料檢具設(shè)計(jì)，2001（2)3楊華，曹立波。特征建模在車身面板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。公交技術(shù)與研究，2002（4)4周保成。綜合設(shè)計(jì)，制造與應(yīng)用檢查工具。汽車電器（完）