沖壓件的一般方法和步驟檢具設(shè)計(jì)

一、 介紹 車身沖壓件、分總成（通過焊接沖壓件制成）、車身骨架、各種內(nèi)飾件等統(tǒng)稱為車身板件。面板的制造質(zhì)量對整車的質(zhì)量至關(guān)重要，尤其是汽車。各種乘用車的焊接組裝生產(chǎn)和整車的外觀影響很大，因此對其質(zhì)量的檢驗(yàn)成為汽車制造商必不可少的工作。對于我國重要的小型沖壓件，一般采用專用檢具（簡稱檢具）作為主要檢驗(yàn)手段，控制工序間的產(chǎn)品質(zhì)量。美國、德國、日本等汽車行業(yè)自動(dòng)化程度高的國家都開始采用在線檢測設(shè)備，以高效、快速地響應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問題。中國上海大眾汽車制造有限公司于2001年引進(jìn)了兩套在線檢測設(shè)備，但由于技術(shù)和管理原因未能得到有效使用。而且，由于在線檢測設(shè)備成本高、技術(shù)要求高，在我國難以普及。適用于小型車身沖壓件的檢測。近年來，隨著汽車和客車行業(yè)的快速發(fā)展，車身板件檢測工具在國內(nèi)汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。國家經(jīng)貿(mào)委已將檢具生產(chǎn)能力列入整車企業(yè)生產(chǎn)狀況考核程序。因此，設(shè)計(jì)和制造操作方便、檢測精度高的專用檢測工具已成為許多汽車制造商亟待解決的問題。二、小車身沖壓件檢具的組成及特點(diǎn)車身小型沖壓件檢具主要由底板總成、檢具、斷面模型、主副定位銷和夾緊裝置組成（見圖1）@ >. 檢測的主要要素是工件的形狀（包括工件的輪廓和曲面的形狀等）和孔、法蘭等特征的位置。

檢具設(shè)計(jì)時(shí)，尺寸參考一般放在車身坐標(biāo)系中，在X、Y、Z方向每100mm繪制坐標(biāo)線，參考塊和底板上的參考孔為用于建立檢測工具的坐標(biāo)系。車身沖壓件大多具有空間曲面、局部特征多、非軸對稱、剛性差等特點(diǎn)，定位、支撐、裝夾難度較大。目前，大部分車身沖壓件的檢測都是由數(shù)控機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序一次性自動(dòng)完成，自動(dòng)完成所有需要加工的表面和孔。檢查材料多為環(huán)氧樹脂。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，然后根據(jù)檢查細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在需要檢查的關(guān)鍵部分建立橫截面模型。三、檢具設(shè)計(jì) 一般步驟（一） 工件和檢驗(yàn)特定設(shè)計(jì)建模首先參考零件圖分析工件，初稿檢具設(shè)計(jì)計(jì)劃，確定參考平面檢具，凹凸?fàn)顩r，檢測斷面、定位面等，簡單的畫出其二維示意圖。這直接影響檢測工具能否準(zhǔn)確檢測工件的質(zhì)量。由于車身覆蓋件的主要特點(diǎn)是自由曲面，“反向?qū)さ馈笔悄壳巴ㄓ玫慕７椒?。逆向搜索是利用激光掃描儀根據(jù)現(xiàn)有工件或原型采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和三維重建。構(gòu)造具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的方法。我們使用激光掃描儀對標(biāo)準(zhǔn)工件的表面進(jìn)行掃描，主要基于點(diǎn)云采集工件的表面特征信息，并將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為體坐標(biāo)，使用surfacer軟件對點(diǎn)信息進(jìn)行處理，得到工件表面的特征曲線，從而生成最終的自由曲面模型；同時(shí)，

需要注意的是，此時(shí)得到的模型是沒有厚度的片狀模型。需要根據(jù)掃描儀掃描的表面來區(qū)分型號是工件的內(nèi)表面還是外表面，這對于檢測的詳細(xì)設(shè)計(jì)尤為重要。為了實(shí)現(xiàn)檢測工具對工件自由曲面的檢測，檢測面與工件內(nèi)表面一般保持2-3mm左右的恒定間隙。檢測時(shí)，可以用專用量具，通過量規(guī)表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來測量工件表面的偏差。檢測工件外輪廓的方法主要有兩種。在設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢具時(shí)：①檢測面沿工件外輪廓切線向外延伸約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（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，做偏移時(shí)加上工件的厚度），然后將表面沿切線移動(dòng)或?qū)⑤喞ň€延長20mm得到被檢體的被檢面，然后拉伸到參考平面一定距離作為被檢體模型。由于車身覆蓋件的復(fù)雜性，在生成檢測面時(shí)往往需要將上述兩種方法結(jié)合起來，但對于一些特殊的型材來說，這仍然難以實(shí)現(xiàn)。圖2為復(fù)雜形狀的加工示意圖。圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)支架的工件表面有明顯的自相交和兩處干涉。為了保證檢測到工件的主要輪廓，犧牲了具有垂直高度差的拐角處的檢測，生成如圖所示的檢測。對于特定的表面，最后在被檢測表面沿工件輪廓?jiǎng)澗€，間隔3mm，以方便工件輪廓的檢測。犧牲了具有垂直高度差的拐角處的檢測，以生成如圖所示的檢測。對于特定的表面，最后在被檢測表面沿工件輪廓?jiǎng)澗€，間隔3mm，以方便工件輪廓的檢測。犧牲了具有垂直高度差的拐角處的檢測，以生成如圖所示的檢測。對于特定的表面，最后在被檢測表面沿工件輪廓?jiǎng)澗€，間隔3mm，以方便工件輪廓的檢測。

當(dāng)然，在檢具（尤其是檢具）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多類似的問題，需要對檢具的原理有透徹的理解和體會(huì)。（二）截面模型設(shè)計(jì)與建模。工件關(guān)鍵面的檢測一般是通過截面模型來實(shí)現(xiàn)的。檢具的截面模型分為旋轉(zhuǎn)式和插入式兩種。當(dāng)截面模型跨度超過300mm，為保證垂直方向的檢測精度，通常設(shè)計(jì)為插入式，檢測面檢測工件內(nèi)表面，采用截面模板檢測臨界區(qū)的外表面。表面與工件外表面的距離為2-3mm，造型方法與檢具表面相似。斷面模型的板材一般為鋼或鋁等金屬檢具設(shè)計(jì)，工作面部分可用鋁或樹脂制成。復(fù)雜曲面的截面模型在旋轉(zhuǎn)或插入時(shí)會(huì)發(fā)生干涉。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以分段加工，如圖3所示。如果設(shè)置為插入式截面模板，會(huì)干擾工件的定位銷；如果設(shè)置為單回轉(zhuǎn)式，由于工件由于其多折面，會(huì)干擾檢測體或工件?？稍O(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)截面模板，滿足綜合檢驗(yàn)要求。（三）工件的定位和工件的裝夾是否正確、合理。定位是準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)。檢具上體蓋的定位方法主要由定位孔和夾頭或用永磁體裝夾配合 隨著檢具在車身制造中的廣泛應(yīng)用，杠桿 活動(dòng)夾頭和永磁體均可串聯(lián)購買，并配備活動(dòng)夾頭帶有支架或不同類型和尺寸的支架。定位是準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)。車身蓋在檢具上的定位方法主要是通過定位孔與夾頭或與永磁體的夾合來完成。隨著檢具在車身制造中的廣泛應(yīng)用，拉桿 活動(dòng)卡盤和永磁體均可串聯(lián)采購，活動(dòng)卡盤還配備有不同型號和尺寸的支架或支架。定位是準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)。車身蓋在檢具上的定位方法主要是通過定位孔與夾頭或與永磁體的夾合來完成。隨著檢具在車身制造中的廣泛應(yīng)用，拉桿 活動(dòng)卡盤和永磁體均可串聯(lián)采購，活動(dòng)卡盤還配備有不同型號和尺寸的支架或支架。

大多數(shù)車身面板都有主定位孔和輔助定位孔。主要定位銷一般為圓柱銷（圓孔）或菱形銷（腰孔），以限制X、Y方向的自由度；輔助定位銷為錐形銷?；蛘吡庑尾邃N來限制ZXYZ四個(gè)方向的自由度。設(shè)計(jì)檢測工具時(shí)，在檢測體上定位孔的位置打孔（以定位銷襯套為準(zhǔn)），并給出定位孔的體坐標(biāo)。同時(shí)，在工件剛性好、分布合理的位置設(shè)置定位墊片和活動(dòng)卡盤，保證工件定位牢固。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少夾持點(diǎn)的數(shù)量檢具設(shè)計(jì)，以保證活動(dòng)卡盤在工作時(shí)不干擾其他零件。并考慮到工人的方便，最終給出了定位墊上表面中心的車身坐標(biāo)。對于只有一個(gè)定位孔的工件，由于主定位孔只能限制兩個(gè)自由度，定位墊片還起到限制工件自由度的作用，防止工件繞主定位銷旋轉(zhuǎn)（見圖4） ( 四）底板組件的設(shè)計(jì)將檢測體上表面沿參考平面方向拉伸一定距離，使其最低點(diǎn)大于150mm的厚度，以保證檢測體有足夠的強(qiáng)度。即底板總成的上表面（基面）位于車身坐標(biāo)系的整數(shù)位置。檢驗(yàn)混凝土底板總成一般由底板、槽鋼（必要時(shí)在加工鋼材中間）、定位塊和萬向輪組成。當(dāng)基板由檢測體固定時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇其他部件。標(biāo)準(zhǔn)型號。（五）孔檢測車身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測。底板總成的上表面（基面）位于車身坐標(biāo)系的整數(shù)位置。檢驗(yàn)混凝土底板總成一般由底板、槽鋼（必要時(shí)在加工鋼材中間）、定位塊和萬向輪組成。當(dāng)基板被檢測體固定后，其他部分可根據(jù)實(shí)際情況選擇。標(biāo)準(zhǔn)型號。（五）孔檢測車身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測。底板總成的上表面（基面）位于車身坐標(biāo)系的整數(shù)位置。檢驗(yàn)混凝土底板總成一般由底板、槽鋼（必要時(shí)在加工鋼材中間）、定位塊和萬向輪組成。當(dāng)基板被檢測體固定后，其他部分可根據(jù)實(shí)際情況選擇。標(biāo)準(zhǔn)型號。（五）孔檢測車身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測。其他部分可根據(jù)實(shí)際情況選用。標(biāo)準(zhǔn)型號。（五）孔檢測車身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測。其他部分可根據(jù)實(shí)際情況選用。標(biāo)準(zhǔn)型號。（五）孔檢測車身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測。

在檢測工具的設(shè)計(jì)中，通常在檢測體的上表面增加一個(gè)1mm厚的凸臺(tái)。凸臺(tái)中心與工件孔中心在同一軸線上，直徑比孔直徑大5mm。凸臺(tái)上采用雙劃線法檢測（見圖5）。當(dāng)被測孔精度要求比較高時(shí)，用定位孔用塞規(guī)和襯套檢測。四、@ > 結(jié)論 在大型車身覆蓋件中，由于該類檢具形狀復(fù)雜、體積龐大、生產(chǎn)成本高、檢測對象清單靈活性差，難以快速獲取大量準(zhǔn)確信息. 它已逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化檢測方法（如在線檢測系統(tǒng)）所取代。但對于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件的檢測，我國汽車制造企業(yè)仍主要依靠此類檢測工具。