沖壓件的一般方法和步驟檢具設(shè)計(jì)

德國(guó)、日本等汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都開(kāi)始采用在線檢測(cè)設(shè)備，以高效、快速地響應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。我國(guó)上海大眾汽車(chē)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)和管理方面的原因一直沒(méi)有得到有效使用，而且由于在線檢測(cè)設(shè)備成本高、技術(shù)要求高，在我國(guó)很難普及。適用于小型車(chē)身沖壓件的檢測(cè)。近年來(lái)，隨著汽車(chē)、客車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，車(chē)身板件檢測(cè)工具在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委已將檢具生產(chǎn)能力列入整車(chē)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(cè)精度高的專(zhuān)用檢測(cè)工具成為許多汽車(chē)制造商亟待解決的問(wèn)題。二、小車(chē)身沖壓件檢具的組成及特點(diǎn)車(chē)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(xiāo)和夾緊裝置組成（見(jiàn)圖1）@ >. 設(shè)計(jì)制造操作方便、檢測(cè)精度高的專(zhuān)用檢測(cè)工具已成為眾多汽車(chē)制造商亟待解決的問(wèn)題。二、小車(chē)身沖壓件檢具的組成及特點(diǎn)車(chē)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(xiāo)和夾緊裝置組成（見(jiàn)圖1）@ >. 設(shè)計(jì)制造操作方便、檢測(cè)精度高的專(zhuān)用檢測(cè)工具已成為眾多汽車(chē)制造商亟待解決的問(wèn)題。二、小車(chē)身沖壓件檢具的組成及特點(diǎn)車(chē)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(xiāo)和夾緊裝置組成（見(jiàn)圖1）@ >.

檢查的主要內(nèi)容是工件的形狀（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body坐標(biāo)系中，在X、Y、Z方向每100mm畫(huà)坐標(biāo)線，參考?jí)K和底板上的參考孔為用于建立檢具的坐標(biāo)系。車(chē)身沖壓件大多具有空間曲面和許多局部特征，具有非軸對(duì)稱(chēng)和剛性差的特點(diǎn)。因此，定位、支撐和夾緊都比較困難。現(xiàn)在，大部分車(chē)身沖壓件的檢測(cè)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(shù)脂。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，然后根據(jù)檢驗(yàn)細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并設(shè)置橫截面樣品三、檢具設(shè)計(jì)一般步驟（一）工件及檢測(cè)具體設(shè)計(jì)建模首先參考零件圖分析工件，初步擬定檢具設(shè)計(jì)平面圖，確定基準(zhǔn)面、檢具不平整度、檢查斷面、定位面、等等。，并簡(jiǎn)單繪制其二維示意圖。在檢具設(shè)計(jì)中，檢具的具體設(shè)計(jì)建模是關(guān)鍵，它直接影響檢具能否準(zhǔn)確檢測(cè)工件的質(zhì)量。由于車(chē)身覆蓋件自由曲面的特點(diǎn)，“反向?qū)さ馈笔悄壳巴ㄓ玫脑煨头椒āＤ嫦蛩阉魇腔诂F(xiàn)有的工件或物理原型，利用激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理、三維重建等過(guò)程，構(gòu)建具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的一種方法。這直接影響檢測(cè)工具能否準(zhǔn)確檢測(cè)工件的質(zhì)量。由于車(chē)身覆蓋件自由曲面的特點(diǎn)，“反向?qū)さ馈笔悄壳巴ㄓ玫脑煨头椒?。逆向搜索是基于現(xiàn)有的工件或物理原型，利用激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理、三維重建等過(guò)程，構(gòu)建具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的一種方法。這直接影響檢測(cè)工具能否準(zhǔn)確檢測(cè)工件的質(zhì)量。由于車(chē)身覆蓋件自由曲面的特點(diǎn)，“反向?qū)さ馈笔悄壳巴ㄓ玫脑煨头椒āＤ嫦蛩阉魇腔诂F(xiàn)有的工件或物理原型，利用激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理、三維重建等過(guò)程，構(gòu)建具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的一種方法。

我們使用激光掃描儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工件表面進(jìn)行掃描，主要基于點(diǎn)云采集工件的表面特征信息，將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為車(chē)身坐標(biāo)，利用surfacer軟件對(duì)點(diǎn)信息進(jìn)行處理得到特征工件表面的曲線，從而生成最終的自由曲面模型；同時(shí)，可以通過(guò)點(diǎn)云到表面的最大和最小距離檢測(cè)生成的原型模型。需要注意的是，此時(shí)得到的模型是沒(méi)有厚度的片狀模型。需要根據(jù)掃描儀掃描的表面來(lái)區(qū)分型號(hào)是工件的內(nèi)表面還是外表面。這對(duì)于檢查的詳細(xì)設(shè)計(jì)尤為重要。為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)工具對(duì)工件自由曲面的檢測(cè)，檢測(cè)面與工件內(nèi)表面的間隙一般保持在2-3mm左右的恒定間隙。檢測(cè)時(shí)，可以用專(zhuān)用量具，通過(guò)量規(guī)表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量工件表面的偏差。檢測(cè)工件外輪廓的方法主要有兩種。設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢測(cè)工具時(shí)：檢測(cè)面沿工件外輪廓切線向外延伸約20mm；沿工件外輪廓法線方向向下延伸約20mm。一般的CAD軟件（如UG），

由于車(chē)身覆蓋件的復(fù)雜性，在生成檢測(cè)面時(shí)通常需要將上述兩種方法結(jié)合起來(lái)。但是，對(duì)于一些特殊的型材，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(cè)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(cè)，生成如圖所示的檢測(cè)。對(duì)于特定的表面，最后在被檢測(cè)表面沿工件輪廓?jiǎng)濍p劃線，間隔3mm檢具設(shè)計(jì)，以方便工件輪廓的檢測(cè)。當(dāng)然，在檢具（尤其是檢具）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多類(lèi)似的問(wèn)題，需要對(duì)檢具原理的滲透理解和經(jīng)驗(yàn)處理。（二）截面模型的設(shè)計(jì)與建模工件關(guān)鍵面的檢測(cè)一般是通過(guò)截面模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。檢具的截面模型分為旋轉(zhuǎn)式和插塞式兩種插入式，當(dāng)截面模型的跨度超過(guò)300mm時(shí)，為保證垂直方向的檢測(cè)精度，通常設(shè)計(jì)為插入式，檢測(cè)面檢測(cè)工件內(nèi)表面，截面模型用于檢測(cè)臨界截面的外表面。表面距工件外表面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，工作面部分可用鋁或樹(shù)脂制成。復(fù)雜曲面的截面模型在旋轉(zhuǎn)或插入過(guò)程中會(huì)發(fā)生干涉，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行分割，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(xiāo)；如果設(shè)置為單回轉(zhuǎn)式，由于工件本身的多次折疊，會(huì)干擾檢測(cè)體或工件，故設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)段。該模型能夠滿足綜合測(cè)試的要求。（三）工件的定位和夾緊。工件的正確合理定位是準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)。檢具上的體蓋定位方法主要是用定位孔和卡盤(pán)夾緊或用永久磁鐵. 齊全. 隨著檢測(cè)工具在車(chē)身制造中的廣泛應(yīng)用，無(wú)論是杠桿式活動(dòng)卡盤(pán)還是永磁體，都有一系列產(chǎn)品可供選擇?；顒?dòng)卡盤(pán)還配有不同類(lèi)型和尺寸的支架或支架。大部分車(chē)身蓋部件都有主、副定位孔。主定位銷(xiāo)一般為圓柱銷(xiāo)（圓孔）或菱形銷(xiāo)（腰孔），以限制X.兩個(gè)方向的自由度；輔助定位銷(xiāo)為錐形銷(xiāo)或金剛石插銷(xiāo)。用于限制ZXYZ四個(gè)方向的自由度。設(shè)計(jì)檢測(cè)工具時(shí)，在檢測(cè)體上定位孔的位置鉆孔（以定位銷(xiāo)襯套為準(zhǔn)），并給出定位孔的體坐標(biāo)。同時(shí)，在工件上，在剛性好、分布合理的位置設(shè)置了定位墊片和活動(dòng)卡盤(pán)，保證了工件的牢固定位。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少夾持點(diǎn)的數(shù)量，以保證活動(dòng)卡盤(pán)在工作時(shí)不干擾其他零件，并兼顧工人。操作方便，最后給出定位墊片上表面中心的體坐標(biāo)。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，定位墊片也起到限制工件自由度的作用。防止工件繞主定位銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖4）（四）底板組件的設(shè)計(jì)使檢測(cè)體上表面沿基準(zhǔn)面方向拉伸一定距離，因此其最低點(diǎn)厚度大于 150 毫米），

檢測(cè)體的底板總成一般由底板、槽鋼（必要時(shí)在加工中）、定位塊和萬(wàn)向輪組成?；褰?jīng)檢測(cè)體固定后檢具設(shè)計(jì)，其他部位可根據(jù)實(shí)際情況選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。（五）孔檢測(cè)。很多重要的孔和法蘭需要在車(chē)身沖壓件中單獨(dú)檢測(cè)。在檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)中，通常在檢測(cè)體的上表面增加一個(gè)1mm厚的凸臺(tái)。中心與工件孔中心在同一軸線上，直徑比孔直徑大5mm，在凸臺(tái)上采用雙劃線法檢測(cè)（見(jiàn)圖5）。當(dāng)精度實(shí)測(cè)孔比較高，定位孔采用塞規(guī)和襯套的方法檢測(cè)。四、結(jié)束語(yǔ) 在大型汽車(chē)車(chē)身覆蓋件中，由于形狀復(fù)雜、體積龐大、生產(chǎn)成本高、檢測(cè)對(duì)象靈活性差。一、 ，難以快速獲取大量準(zhǔn)確信息，逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)手段（如在線檢測(cè)系統(tǒng)）所取代。但是，對(duì)于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件的檢測(cè)，我國(guó)的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)仍然主要依靠這種檢測(cè)工具。. @一、 ，難以快速獲取大量準(zhǔn)確信息，逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)手段（如在線檢測(cè)系統(tǒng)）所取代。但是，對(duì)于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件的檢測(cè)，我國(guó)的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)仍然主要依靠這種檢測(cè)工具。. @一、 ，難以快速獲取大量準(zhǔn)確信息，逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)手段（如在線檢測(cè)系統(tǒng)）所取代。但是，對(duì)于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件的檢測(cè)，我國(guó)的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)仍然主要依靠這種檢測(cè)工具。.