子儀表板組件檢具設(shè)計(jì)

劉勤劉金強(qiáng)

【關(guān)鍵詞】分儀表盤組件；檢查工具；定位設(shè)計(jì)；檢查設(shè)計(jì)

【中文圖書館分類號】U463.837 【文獻(xiàn)識別碼】A【文獻(xiàn)號】1674-0688（2021）09-0046-04

0 前言

副儀表板總成是汽車內(nèi)飾件中的關(guān)鍵部件。副儀表板總成安裝在主駕駛座和副駕駛座之間，與副儀表板總成有匹配關(guān)系的零部件較多。副儀表板總成的前部組裝在儀表板上，與儀表板中間區(qū)域相匹配；下半部分組裝在前地板上，與地毯相匹配；上部裝有裝飾蓋、手剎蓋、后蓋、變速套等附件，也與這些附件有匹配關(guān)系。例如，如果子儀表板組件的尺寸不匹配，由于零件之間的配合間隙和不合格的面差，可能會影響組裝后的感知質(zhì)量；當(dāng)尺寸過大時，零件可能無法組裝。因此，對分儀表盤元件的尺寸要求特別高。為了快速測量零件的尺寸，需要開發(fā)和制造分儀表盤部件的專用檢測工具。本文主要介紹子儀表板組件檢具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。有必要開發(fā)和制造分儀表盤部件的專用檢測工具。本文主要介紹子儀表板組件檢具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。有必要開發(fā)和制造分儀表盤部件的專用檢測工具。本文主要介紹子儀表板組件檢具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。

1 分儀表盤部件定位設(shè)計(jì)分析

副儀表盤元件的定位有很多，車型不同，副儀表盤元件的設(shè)計(jì)定位位置也不同，但定位設(shè)計(jì)的位置基本相同。一般定位設(shè)計(jì)主要有3個區(qū)域，第一個區(qū)域是與儀表板的匹配區(qū)域[1]，安裝點(diǎn)會設(shè)計(jì)定位（如圖1），第二個區(qū)域是中間位置副儀表盤的杯架。該區(qū)域?yàn)槎ㄎ辉O(shè)計(jì)（如圖2所示），第三個區(qū)域?yàn)樽觾x表盤兩側(cè)定位設(shè)計(jì)（如圖3所示）。大多數(shù)定位是在孔表面定位。如果使用緊固銷，只能定位做空方向。長方向檢測一般會跟客戶取消；當(dāng)擰緊銷上的尼龍墊片與產(chǎn)品緊密貼合時，應(yīng)確保銷套有2mm的深度用于擰緊；下面詳細(xì)介紹各個定位設(shè)計(jì)。

1.1面定位設(shè)計(jì)

副儀表盤元件安裝面小。檢具設(shè)計(jì)時請注意定位面的大小，盡量覆蓋整個安裝面。壓緊機(jī)構(gòu)的布置是零件定位穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵，尤其是壓緊點(diǎn)的中心位置。應(yīng)在定位面的中心，否則零件容易擺動，影響檢具的重復(fù)性和再現(xiàn)性?；鶞?zhǔn)定位面的尺寸應(yīng)大于整個安裝面。目前有5種壓縮方法。第一種方法采用螺紋擰緊，其導(dǎo)向?yàn)楹髮?dǎo)向。這種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。為防止緊固銷失效，要求緊固銷上的尼龍墊片與產(chǎn)品緊密貼合，并確保銷套。2 毫米深度用于擰緊。第二種方法采用螺紋擰緊，其導(dǎo)向?yàn)榍皩?dǎo)向。前導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)件前面會有一個固定的支撐。這種固定支撐會影響該區(qū)域的表面檢測。第三種方法采用快速夾緊方法。快速夾具壓在定位銷的手柄上。由于手柄有一定的長度，很難保證壓點(diǎn)中心與定位面中心一致。第四種方法是夾緊法。為了避免定位銷，卡盤設(shè)計(jì)成環(huán)形，環(huán)形卡盤夾緊在零件上。當(dāng)夾持面較小時，不能設(shè)計(jì)這種夾持結(jié)構(gòu)。調(diào)整時容易干擾定位銷。第五種采用彈簧力反向壓縮方式。在這種情況下，壓縮力太小，無法夾緊零件。目前推薦第一種方法（如圖4所示），使用方便。唯一的缺點(diǎn)是當(dāng)孔的兩個方向、尺寸、尺寸不同時，長方向檢測需要與相關(guān)區(qū)域進(jìn)行溝通取消，而擰緊銷定位尺寸設(shè)計(jì)在短方向。同時需要注意緊固銷柄的長度，可以設(shè)計(jì)得越長越好，方便操作。

1.2孔定位設(shè)計(jì)

目前，副儀表盤元件的圖紙均采用孔位定位設(shè)計(jì)[2]。由于零件的結(jié)構(gòu)不同，選擇孔作為定位的設(shè)計(jì)形式也多種多樣。第一種形式：選擇4個孔進(jìn)行孔定位設(shè)計(jì)，2個參考孔控制前后方向和上下方向（F/A&U/D），另2個參考孔選擇一個方向控制上下方向 (U/D)。形式二：選擇兩個孔進(jìn)行定位設(shè)計(jì)，上下（U/D）定位控制的兩個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向。第三種形式：孔定位設(shè)計(jì)選擇4個孔，兩個參考孔選擇一個方向定位控制前后方向（F/A），并為兩個參考孔選擇一個方向進(jìn)行定位并控制上下方向（U/D）。第四種形式：孔定位設(shè)計(jì)選擇5個孔，1個參考孔只選擇一個方向定位控制左右方向（C/C），2個參考孔只選擇一個方向定位控制前后方向（F/A） )，兩個參考孔只選擇一個方向進(jìn)行上下定位控制（U/D）；形式五：選擇三個孔進(jìn)行孔定位設(shè)計(jì)，一個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向進(jìn)行定位控制左右方向（C/C），兩個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向進(jìn)行上下定位控制方向 (U/D)。以上所有孔定位設(shè)計(jì)位置均設(shè)計(jì)有平面參考點(diǎn)。

1.3 小型標(biāo)桿設(shè)計(jì)

部分車輛儀表板組件圖設(shè)計(jì)需要小型基準(zhǔn)測試。根據(jù)歷年二級儀表盤組件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求統(tǒng)計(jì)，小基準(zhǔn)測試有以下4個區(qū)域圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。第一區(qū)域：輔助儀表板裝飾罩的匹配區(qū)域；第二個區(qū)域：手剎蓋的匹配區(qū)域；第三區(qū)域：輔助儀表板后蓋的匹配區(qū)域；第四個區(qū)域：換擋護(hù)套的匹配區(qū)域。子儀表板裝飾蓋匹配區(qū)域小參考檢測，選擇孔作為定位孔，模擬對應(yīng)物作為參考面，匹配檢測區(qū)域完全按照副儀表板裝飾罩模擬設(shè)計(jì)；手剎蓋匹配區(qū)域小參考檢測檢具設(shè)計(jì)，小參考，匹配區(qū)域完全模擬對方的設(shè)計(jì)；副儀表盤后蓋配上小參考檢測區(qū)域，選孔作為定位孔，模擬對應(yīng)物作為參考面。匹配檢測區(qū)域完全按照副儀表盤后端蓋設(shè)計(jì)；換擋蓋 匹配區(qū)域小參考檢測，選擇孔作為定位孔，模擬對應(yīng)物作為參考面，匹配檢測區(qū)域完全按照換擋護(hù)套的模擬設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。四種小參考檢測機(jī)構(gòu)的定位設(shè)計(jì)原理基本相同，但檢測面設(shè)計(jì)因?qū)?yīng)物的形狀不同，導(dǎo)致檢測塊的形狀不同（如圖6所示）。M、N1、N2為基準(zhǔn)孔定位銷設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，L1～L4為基準(zhǔn)面定位設(shè)計(jì)。目前只有一輛車在換擋護(hù)套的匹配區(qū)域進(jìn)行了小基準(zhǔn)測試的設(shè)計(jì)測試?？紤]實(shí)際裝配工藝后，無需測試。審核組同意取消換檔護(hù)套匹配區(qū)域的小基準(zhǔn)測試。據(jù)上汽通用五菱汽車有限公司30款車型統(tǒng)計(jì)，僅有8款車型采用小基準(zhǔn)測試設(shè)計(jì)，其余模型在大型基準(zhǔn)下進(jìn)行測試。因此，未來對輔助儀表板組件設(shè)計(jì)的小型基準(zhǔn)測試要求將逐步取消。相關(guān)匹配面將在大基準(zhǔn)下檢測。

1.4針定位設(shè)計(jì)

在副儀表板總成的銷定位設(shè)計(jì)中，銷的結(jié)構(gòu)和數(shù)量會因車型不同而有所不同，主要是圓銷或類似銷特征結(jié)構(gòu)。對比不同機(jī)型的圖紙，發(fā)現(xiàn)圖紙要求不同，檢具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)也不同。目前，對圖紙銷售的設(shè)計(jì)要求分為三類。第一類：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)需要模擬對方的設(shè)計(jì)；第二種：按圖紙尺寸設(shè)計(jì)；第三種：部分模擬對口設(shè)計(jì)，部分按圖紙尺寸設(shè)計(jì)。銷定位對應(yīng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要有以下三種結(jié)構(gòu)：第一種設(shè)計(jì)為具有四個方向限制的“口”結(jié)構(gòu)（如圖7所示）。為便于零件在檢具上組裝，整個銷定位機(jī)構(gòu)采用滑動結(jié)構(gòu)。移動式移動結(jié)構(gòu)；第二種設(shè)計(jì)為雙向限位的“U”形結(jié)構(gòu)（如圖8所示）。由于兩個方向完全釋放，整個銷定位機(jī)構(gòu)采用固定結(jié)構(gòu)；第三，這種結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成一個開合機(jī)構(gòu)（如圖9所示）。為方便取件，整個銷定位機(jī)構(gòu)采用翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所采用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)由圖紙的設(shè)計(jì)要求和零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定。當(dāng)圖紙需要對對應(yīng)物進(jìn)行完整模擬且所有引腳結(jié)構(gòu)的中心軸平行時，選擇第一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙只需要2個方向進(jìn)行銷定位時，選擇第二種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙要求銷定位模擬對應(yīng)，但所有銷結(jié)構(gòu)的中心軸都有一個角度時，選擇第三種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

2 分儀表盤部件檢驗(yàn)與設(shè)計(jì)分析

與輔助儀表盤部件有匹配關(guān)系的零件主要有輔助儀表盤左右裝飾罩、儀表盤、手剎罩、儀表盤后面板、駐車制動控制總成、地毯總成。下面介紹匹配位置檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.1 副儀表板左右裝飾蓋匹配區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

與裝飾罩相匹配的檢測結(jié)構(gòu)有4種：第一種是使用小參考檢測，在前面小參考的描述中已經(jīng)討論過；第二種是拆裝結(jié)構(gòu)檢測，拆裝比較復(fù)雜，相對檢測精度會差一些。，并且需要一個專用的存儲位置，所以目前這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較少；第三種采用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)檢測，方便檢測和操作，是目前使用最多的結(jié)構(gòu)；第四種采用滑動機(jī)構(gòu)檢測，采用這種結(jié)構(gòu)的車型車型略小于翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)?；瑒訖C(jī)構(gòu)的寬度比翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的寬度相對寬。同時，滑動機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)卡死等問題，對檢具的日常維護(hù)要求較高。設(shè)計(jì)滑動機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意滑動機(jī)構(gòu)的定位銷應(yīng)處于中心位置，以免影響定位精度。檢測位置需要間隙和齊平檢測。一般檢測塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與匹配對應(yīng)物一致，但由于零件的結(jié)構(gòu)尺寸，匹配的間隙位置會轉(zhuǎn)換為齊平檢測，匹配的齊平位置會轉(zhuǎn)換為間隙檢測。設(shè)計(jì)滑動機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意滑動機(jī)構(gòu)的定位銷應(yīng)處于中心位置，以免影響定位精度。檢測位置需要間隙和齊平檢測。一般檢測塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與匹配對應(yīng)物一致，但由于零件的結(jié)構(gòu)尺寸，匹配的間隙位置會轉(zhuǎn)換為齊平檢測，匹配的齊平位置會轉(zhuǎn)換為間隙檢測。設(shè)計(jì)滑動機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意滑動機(jī)構(gòu)的定位銷應(yīng)處于中心位置，以免影響定位精度。檢測位置需要間隙和齊平檢測。一般檢測塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與匹配對應(yīng)物一致，但由于零件的結(jié)構(gòu)尺寸，匹配的間隙位置會轉(zhuǎn)換為齊平檢測檢具設(shè)計(jì)，匹配的齊平位置會轉(zhuǎn)換為間隙檢測。

2.2 搭配儀表盤的區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)用于匹配儀表板區(qū)域的檢測結(jié)構(gòu)具有滑動和翻轉(zhuǎn)兩種機(jī)制?；窘Y(jié)構(gòu)與裝飾蓋相似，檢測塊的設(shè)計(jì)位置與對應(yīng)物一致。

2.3 帶手剎蓋的匹配區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

與手剎罩匹配區(qū)域的圖紙要求目前有兩種形式。一是在小參考下檢測，模擬對方的檢測；二是在大參考下檢測，檢測塊設(shè)計(jì)為“齊平+間隙”檢測。手剎罩的匹配區(qū)域?yàn)榫匦谓Y(jié)構(gòu)。為了不影響檢查時零件的組裝，該區(qū)域設(shè)計(jì)為可拆卸塊。使用方法是先組裝零件，再組裝可拆卸塊，檢測該區(qū)域的表面輪廓。

2.4 與儀表板后面板匹配區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

目前圖紙上對儀表盤后面板的匹配區(qū)域有三種要求： 第一種是組裝后儀表盤后蓋與副儀表盤本體的匹配要求。這不需要檢查工具上的檢查結(jié)構(gòu)。; 第二種是小參考下檢測，模擬對口的檢測，根據(jù)對口的安裝點(diǎn)和配合面設(shè)計(jì)檢測塊；三是大基準(zhǔn)下檢測，檢測機(jī)構(gòu)采用滑動機(jī)構(gòu)/翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)檢測，當(dāng)滑動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在零件后面時，檢具底板應(yīng)加長，當(dāng)滑動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在零件的側(cè)面時，檢查工具的底板應(yīng)加寬。以上選用哪種檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)圖紙要求和零件結(jié)構(gòu)來確定。當(dāng)零件結(jié)構(gòu)簡單時，檢測結(jié)構(gòu)可選擇單翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，滿足檢測要求；當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，檢測結(jié)構(gòu)只能通過選擇滑動和翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)才能滿足檢測要求。檢測結(jié)構(gòu)可選單翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，滿足檢測要求；當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，檢測結(jié)構(gòu)只能通過選擇滑動和翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)才能滿足檢測要求。檢測結(jié)構(gòu)可選單翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，滿足檢測要求；當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，檢測結(jié)構(gòu)只能通過選擇滑動和翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)才能滿足檢測要求。

2.5 與停車制動總成匹配的區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

與駐車制動器總成匹配區(qū)域的繪制需要在大基準(zhǔn)下進(jìn)行測試。目前測試結(jié)構(gòu)有兩種形式：第一種是做成固定的測試塊進(jìn)行間隙測試。這種情況下，零件比較簡單，不影響拆裝。第二種設(shè)計(jì)為可拆卸結(jié)構(gòu)。目前，輔助儀表板總成的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜?；旧希v車制動器位置檢測結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。這里的檢測結(jié)構(gòu)將設(shè)計(jì)為可拆卸的塊。毫米間隙檢測。

2.6 地毯匹配區(qū)域檢測設(shè)計(jì)

與地毯匹配區(qū)域的繪制需要在大數(shù)據(jù)下進(jìn)行切割邊緣檢測。由于檢測位置在零件底部，因此檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為固定檢測塊。檢具結(jié)構(gòu)簡單，不影響零件的拆裝。

3 輔助儀表總成案例介紹檢具設(shè)計(jì)

子儀表板組件檢具設(shè)計(jì)的問題主要有以下3個方面。一是上下儀表板組裝件的設(shè)計(jì)與檢具發(fā)生干涉，導(dǎo)致零件無法放入檢具。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)完成后沒有進(jìn)行干擾檢測。二是檢測銷/定位銷手柄長度設(shè)計(jì)不合理。手柄長度過長干擾轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)不能正常操作，手柄過短造成操作困難。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有考慮實(shí)際工況來設(shè)計(jì)檢測銷/定位銷手柄的長度。三是人體工學(xué)不合理，檢具高度過高，零件從最高點(diǎn)到地面的高度超過1200mm，不方便檢驗(yàn)員取放/檢查零件；檢具設(shè)計(jì) 高度太低，最低檢測點(diǎn)到地面 如果高度小于600mm，檢測人員需要蹲下檢測零件，不符合人體工程學(xué)。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有按照檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。檢具高度過高，零件從最高點(diǎn)到地面的高度超過1 200 mm，檢查員取放/檢查零件不方便；檢具設(shè)計(jì) 高度太低，最低檢測點(diǎn)到地面 如果高度小于600mm，檢測人員需要蹲下檢測零件，不符合人體工程學(xué)。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有按照檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。檢具高度過高，零件從最高點(diǎn)到地面的高度超過1 200 mm，檢查員取放/檢查零件不方便；檢具設(shè)計(jì) 高度太低，最低檢測點(diǎn)到地面 如果高度小于600mm，檢測人員需要蹲下檢測零件，不符合人體工程學(xué)。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有按照檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。檢查人員需要蹲下檢測不符合人體工程學(xué)的零件。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有按照檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。檢查人員需要蹲下檢測不符合人體工程學(xué)的零件。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)工程師沒有按照檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4。結(jié)論

本文主要介紹了輔助儀表盤元件檢測儀設(shè)計(jì)定位的各種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并介紹了各個匹配檢測位置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對比上汽通用五菱目前的輔助儀表盤零部件檢測儀的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，推薦更合適的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。同時列舉了一些常見的設(shè)計(jì)案例，并分析了產(chǎn)生案例的原因，可供設(shè)計(jì)工程師參考，避免出現(xiàn)類似問題。無論設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如何，首先要滿足圖紙檢驗(yàn)要求，其次必須滿足檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)。目前，不同的車企檢具設(shè)計(jì) 制造標(biāo)準(zhǔn)會略有不同，因此在設(shè)計(jì)之前必須了解客戶的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，分儀表盤部件的檢測工具設(shè)計(jì)將逐漸推出新的。

參考

[1]馬長寶. 儀表板組裝檢具設(shè)計(jì)分析[J]．中國機(jī)械, 2015 (9）: 89-90.

[2]石振旭，于建華。討論檢具設(shè)計(jì)[J]．科技與企業(yè), 2014 (9）: 354-355.