汽車檢具 概念、結(jié)構(gòu)、功能分類及其在汽車制造中的應(yīng)用

摘要：本文概述了汽車檢具的概念、結(jié)構(gòu)、功能分類及其在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用。以某車型的前門總裝檢具為例，介紹了多元化檢具參考系統(tǒng)的新設(shè)計方案和概念，可以模擬制造過程的參考定位系統(tǒng)和總裝定位系統(tǒng)。過程。評估人員可以及時、直觀、準(zhǔn)確地評估門總成的幾何性能，直接、快速地反映制造過程或匹配結(jié)構(gòu)中存在的問題，對解決問題起到關(guān)鍵作用。從而可以正確指導(dǎo)相關(guān)工裝設(shè)備的調(diào)試，

隨著人們生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)能力的增強(qiáng)，消費(fèi)者對汽車的需求不僅滿足功能要求汽車檢具，而且在外觀、質(zhì)量和感知質(zhì)量上都有更高的水平。尤其是80后、90后這一消費(fèi)主力軍，對個性表達(dá)的訴求更加強(qiáng)烈，因此對汽車外觀設(shè)計和制造越來越挑剔。

造型設(shè)計需要制造過程達(dá)到并保持良好的一致性，這就需要使用檢驗工具進(jìn)行日常生產(chǎn)檢驗、尺寸匹配和質(zhì)量改進(jìn)。因此，大部分汽車零部件都需要開發(fā)檢測工具，尤其是外觀件。檢驗工具是必不可少的質(zhì)量控制工具。

門總成的周向間隙間隙匹配是一個大跨度的外觀匹配部分。同時，門組件是可打開的部件。其開合的整個運(yùn)動包絡(luò)線有嚴(yán)格的要求，否則會發(fā)生干涉?？呐龅葒?yán)重質(zhì)量問題。因此，對門總成的間隙間隙有嚴(yán)格的公差控制要求，對其制造的一致性也有更高的要求。

1、 使用 汽車檢具

1.1 檢具概述

檢具是用于測量和評價零件尺寸質(zhì)量的專用檢測設(shè)備。其所有支撐面（點(diǎn)）和定位基準(zhǔn)面（點(diǎn)）均按零件的三維數(shù)字模型或技術(shù)要求加工而成。一些特殊零件的測量支架還應(yīng)具有部分檢具的功能[1]。

根據(jù)被檢零件的狀態(tài)，檢具可分為單體檢具和裝配檢具兩大類。單件式檢具是對單個零件進(jìn)行檢驗的檢具，裝配式檢具是對兩個或多個零件組合后的部件裝配尺寸精度的檢驗工具。此外，還有用于白車身或分總成測量的測量支架，以及用于車輛匹配評估的TAC車輛檢測工具等，都是檢測工具的種類。

該檢具具有快速、準(zhǔn)確、直觀、方便的優(yōu)點(diǎn)，特別適合大批量生產(chǎn)的需要。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，檢測工具作為汽車質(zhì)量控制的重要手段，已被各大汽車廠商廣泛采用。檢具不同于其他通用測量設(shè)備，需要針對不同的零件專門設(shè)計制造。

1.2檢測工具在汽車行業(yè)的使用

汽車檢具是根據(jù)各種車型的規(guī)劃設(shè)計需求開發(fā)的。它可以檢查零件的幾何尺寸和造型特征，然后進(jìn)行尺寸性能評估。汽車檢具主要用于生產(chǎn)準(zhǔn)備階段模具精度的測量和調(diào)整以及批量生產(chǎn)后零件尺寸的日常監(jiān)控。

汽車檢具通常由3個部分組成：骨架和基礎(chǔ)部分，主體部分和功能部分。其中，功能部件包括定位銷和檢測銷、基準(zhǔn)面、輪廓檢測機(jī)構(gòu)、夾具、測量夾具基準(zhǔn)塊、夾具底座、夾具升降機(jī)構(gòu)、輸送裝置等。一般來說，車架底座和功能部件主要使用鋼或鋁，車身部分主要使用環(huán)氧樹脂或鋁[2]。

汽車檢具在生產(chǎn)過程中主要用于以下幾個方面。

（1）對于新機(jī)型，特別是對于全新機(jī)型的開發(fā)，參考資料很少。此時汽車檢具可以幫助快速調(diào)試工作。尤其是在前期零件和設(shè)備條件是不穩(wěn)定的，它可以成為參考的基準(zhǔn)。

（2）在產(chǎn)品驗證階段，汽車檢具也起到了關(guān)鍵作用，尤其是在批量零件的第一次試裝階段。很多設(shè)計確認(rèn)工作可以在檢具上進(jìn)行。在這個階段，一個好的檢具設(shè)計方案可以有效縮短產(chǎn)品的幾何尺寸驗證時間[3]。

（3）在試制階段，白車身與內(nèi)外塑件的不匹配往往在所難免。檢測工具可以有效確定問題根源，有效評估成品與外觀的差異標(biāo)稱值，引導(dǎo)不合格件的改裝，為產(chǎn)品質(zhì)量提升指明了方向，使實車匹配效果不斷接近設(shè)計標(biāo)稱值。

（4）在量產(chǎn)階段，定期使用檢測工具確認(rèn)零部件的制造穩(wěn)定性，可以及時發(fā)現(xiàn)制造突變，避免批量不良車輛造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2、品類裝配檢測工具優(yōu)化

對于傳統(tǒng)的門總成檢測工具，基準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計為以門內(nèi)板的一級和二級基準(zhǔn)孔作為門總成的一級和二級基準(zhǔn)孔，以門內(nèi)板的A基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)門組件的平面，以保持門組件。完成的基準(zhǔn)與門內(nèi)板基準(zhǔn)一致。外圍環(huán)是一個測試模擬塊，用于檢測門組件外圍環(huán)的間隙差異（圖1和圖2）.

2.1 品類檢具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

公司在傳統(tǒng)檢具結(jié)構(gòu)和參考定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增了2套參考定位系統(tǒng)。一套是以選擇門組件外板上的3個點(diǎn)作為參考平面A。參考點(diǎn)的選取原則是靠近鉸鏈和鎖的位置，以及內(nèi)門組件的主次參考孔。門的面板是門組件的主要和次要參考。孔，如圖 3 所示。

另一套新的基準(zhǔn)是以門組件的兩個鉸鏈面和門外板靠近鎖緊位置附件的一側(cè)為基準(zhǔn)面A，以鉸鏈上的孔為主要基準(zhǔn)孔. 座椅已鎖定并固定（圖4）.

2.2 優(yōu)化后的類裝配檢具結(jié)構(gòu)要解決的問題

新增首套參考定位系統(tǒng)，可有效檢查門總成的外觀、輪廓、R角、特征線與理論值的偏差，消除傳統(tǒng)下因內(nèi)板本身造成的制造偏差累積。參考系統(tǒng)。門外板造成的尺寸誤判、漏判。這樣，包邊完成后車門總成不需要再組裝到車身上，可以快速評估包邊的幾何尺寸調(diào)試效果，從而指明包邊設(shè)備的調(diào)試方向。

新增第二套參考定位系統(tǒng)，可模擬車門總成及其周邊件與白車身的匹配效果，真實反映鉸鏈與車門位置對車門整體偏移的影響。白車身中的車門組件。解決傳統(tǒng)檢測工具無法真實反映加載效果的問題。

2. 3類裝配檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義

（1）優(yōu)化后的品類總裝檢測工具已經(jīng)可以滿足零部件評估和匹配評估的需求，無需開發(fā)整車檢測工具。特別是對于一些外形變化很小的項目汽車檢具，從而節(jié)省了開發(fā)整車檢測工具的成本。

（2）優(yōu)化的檢測工具基準(zhǔn)，消除了因內(nèi)板制造誤差導(dǎo)致的內(nèi)外板包邊效果誤判，有效指導(dǎo)包邊設(shè)備調(diào)試，促進(jìn)包邊設(shè)備狀態(tài)鎖定包邊設(shè)備。

（3）優(yōu)化的檢測工具基準(zhǔn)，使檢測工具具有模擬加載效果的功能，可以快速發(fā)現(xiàn)門總成與周邊部件的匹配問題，有效減少評估次數(shù)和實際車輛裝載 零件的反復(fù)拆裝時間縮短了項目開發(fā)周期。

3、結(jié)論

本文提出了多種門總成檢具基準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計方案，可以模擬生產(chǎn)過程和裝配過程，快速有效地評估門總成在不同條件下的幾何性能。這在過去傳統(tǒng)的單量具基準(zhǔn)系統(tǒng)下是不可能的。

本文以前門總成為例進(jìn)行討論，同樣可以推入。后門總成、尾門總成、發(fā)動機(jī)罩總成都可以按照相應(yīng)的思路進(jìn)行設(shè)計，達(dá)到同樣的效果。此外，這種設(shè)計優(yōu)化理念對其他汽車零部件檢具設(shè)計，乃至更廣闊的制造領(lǐng)域檢具設(shè)計都有很大的借鑒意義。

后續(xù)公司將繼續(xù)優(yōu)化檢具設(shè)計，使檢測工具的功能多樣化，最大限度地提高使用效率；踐行精益設(shè)計制造理念，讓產(chǎn)品更好地參與市場競爭，提高市場競爭力。