汽車面板檢具的原理及應用

汽車面板檢具的原理及應用

摘要：結合應用實例，介紹了汽車面板檢具的基本組成、結構特點和檢測原理。

1 簡介

汽車外罩一般是指汽車沖壓件、沖壓件焊接而成的零部件（總成）、車身骨架、各種內(nèi)飾件等。外罩的制造質量對整車質量影響很大，是對轎車和各類乘用車尤為重要。在覆蓋件的制造中，無論是對空間幾何形狀復雜的大型沖壓件、內(nèi)飾件、焊接分總成等，還是簡單的小型沖壓件、內(nèi)飾件等汽車檢具，都需要專用的檢測治具（簡稱檢具)作為主要檢測手段，用于控制工序間的產(chǎn)品質量。該檢具具有快速、準確、直觀、方便等優(yōu)點，特別適合大批量生產(chǎn)的需要。自 1980 年代中期以來，

2 蓋板檢具的組成及特點

網(wǎng)格標注方法已逐漸被 CAD 數(shù)據(jù)所取代。設計部門提供的沖壓件、焊接件甚至車身的CAD數(shù)據(jù)，可以同時作為制造模具、焊接治具和檢具的尺寸依據(jù)。圖1為車身坐標系示意圖。坐標原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，確定車身上的所有位置點。每個部分的位置。當然，以前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應地制表。設計部門提供的焊接件甚至車身，可同時作為制造模具、焊接治具和檢具的尺寸依據(jù)。圖1為車身坐標系示意圖。坐標原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，確定車身上的所有位置點。每個部分的位置。當然汽車檢具，以前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應地制表。設計部門提供的焊接件甚至車身，可同時作為制造模具、焊接治具和檢具的尺寸依據(jù)。圖1為車身坐標系示意圖。坐標原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，確定車身上的所有位置點。每個部分的位置。當然，以前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應地制表。沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，確定車身上的所有位置點。每個部分的位置。當然，以前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應地制表。沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，確定車身上的所有位置點。每個部分的位置。當然，以前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應地制表。

圖1

罩面檢具是根據(jù)罩面檢具的特點設計制造的，與普通的機加工檢具有很大區(qū)別?，F(xiàn)在采用圖2所示的兩種蓋板檢測工具。2和圖。3為例來說明它們的基本結構和結構特點。

圖 2

檢具的主體是承載工件的型材（圖3中的2)部分），由可加工的環(huán)氧樹脂制成。檢具骨架一般有兩種，一種是鋼管結構（如圖2)@2)，另一種是鑄鋁結構（圖3中的片1) .圖2所示的結構在型材和骨架之間還有一個層壓層，由玻璃纖維布和層壓層制成）它是由樹脂層組成。檢具的框架固定在鋼或鋁底座上. 不同檢具的底座結構不同，但都裝有參考塊，參考塊的作用是建立檢具的坐標系。的尺寸值是參照身體坐標系確定的。圖2中參考塊的底面和圖3中的F面為一個坐標面（例如設置為X'-Y'），另外兩個坐標面XZ和YZ在參考的一側塊（未在圖 3 中顯示）。為了便于運輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的第1件0)），或者是一個框架式小車，將檢具直接“嵌入”其中。而另外兩個坐標面XZ和YZ在參考塊的一側（圖3中未顯示）。為了便于運輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的第1件0)），或者是一個框架式小車，將檢具直接“嵌入”其中。而另外兩個坐標面XZ和YZ在參考塊的一側（圖3中未顯示）。為了便于運輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的第1件0)），或者是一個框架式小車，將檢具直接“嵌入”其中。

1.鑄鋁框架

2.環(huán)氧樹脂型材

3.襯套

4.塞規(guī)

5.塞規(guī)座

6.杠桿筒夾

7.夾具座8.檢查工具座9.搬運（起重）拉馬10.動輪11.過渡底板

圖 3

3 蓋板檢具的原理及應用

一般來說，罩蓋乃至機體的檢測要素主要是工件的形狀（如輪廓、曲面形狀等）和特征部位的位置（如孔、法蘭等）?，F(xiàn)將封面檢測工具的主要檢測原理和要點簡單介紹如下。

3.1 工件定位

工件的正確、合理定位是準確測量的基礎。在檢具上定位罩蓋的方法主要有兩種： 1. 將面定位塊安裝到工件的自由曲面上，然后利用工件上的兩個孔作為定位孔，一起完成定位。兩個定位孔中的一個必須能在兩個方向上進行限位，可以用錐形塞規(guī)（圓孔用）或棱柱塞規(guī)（腰孔用）定位；另一個定位孔只能限制在一個方向。定位，可采用棱柱銷、倒角銷（用于腰孔）或圓銷（用于圓孔）定位，見圖4。 ②將表面定位塊貼合到工件的自由曲面上，然后在工件輪廓的邊緣設置一個擋塊，一起完成定位。輪廓錨點通常設置為三個點，即一個方向設置兩個點，另一個方向設置一個點。

圖 4

3.2孔檢測

孔洞的檢測內(nèi)容主要包括孔洞的大小和孔洞的位置。使用檢具時通?？梢圆捎靡韵路椒ǎ孩佼敱粶y孔的精度較低時，可以采用劃線法進行檢測，即在檢具相應區(qū)域劃一條線在工件被測孔下方1mm的間隔處，劃線區(qū)域為圓的直徑（或正方形的邊長），應比被測孔徑大5mm，如圖5a所示。圖中圓形雙點劃線的直徑D1、D2根據(jù)圖紙的公差要求確定，其中D1=D-1，D2=D+1。②當被測孔較重要或精度較高時，可以采用塞規(guī)和套管法進行檢測，如圖5b所示。塞規(guī)的形狀為階梯圓柱銷，與圖4所示用于孔定位的塞規(guī)相似。塞規(guī)的工作部分為直徑為D'、D'的圓柱體

圖 5

3.3 輪廓檢測

蓋的輪廓一般具有不規(guī)則和自由曲面的特點。因此，輪廓檢測的主要依據(jù)是檢具的輪廓。同時采用了其他相應的檢測方法，如線比較、齊平比較、粗細比較等。檢查、游標卡尺及專用手持量具等

用劃線法檢測工件輪廓的方法與檢查孔類似，在檢具表面也劃線雙劃線，用比較法評價蓋的輪廓精度（檢圖 3 所示的工具使用了這種方法）。當對輪廓精度要求較高時，可采用沖洗比較法進行檢測。這時，評價工件輪廓精度的依據(jù)是檢具的相關輪廓，應有足夠的利用長度L（25～30mm）。圖 6 顯示了封面輪廓檢測的一些代表性示例。在實際檢測中，往往需要用到如圖7所示的專用量具。以圖6中的a、b、d、f為例，進行檢驗時，將專用量具的底平面M緊貼在檢具的相關輪廓F上，然后移動量具，記錄百分表讀數(shù)值的變化。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中的 C 和 E 情況，只需要在使用專用測量工具進行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。然后移動量具，記錄百分表讀數(shù)的變化。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中的 C 和 E 情況，只需要在使用專用測量工具進行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。然后移動量具，記錄百分表讀數(shù)的變化。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中的 C 和 E 情況，只需要在使用專用測量工具進行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。

圖 6

1.量規(guī)體

2.百分表

3.旋鈕

4. 緊固螺釘

圖 7

對于罩蓋自由曲面（平面為特例）的檢測，通常在量規(guī)面上設置“3mm測量面”，測量面由支撐面（即“ O" 間隙表面）到工件。成型后（見圖6)。罩蓋的尺寸公差一般為±015mm或±1mm，形狀誤差有兩種確定方法：①刀片測厚儀由不同厚度（如間隔尺寸 011mm) 幾塊，分別或組合用于測量。 ②另一種應用較多的方法是使用如圖8a所示的錐度尺進行測量。錐度尺可以將插入深度轉換為間隙量，讀數(shù)可達0.11mm，圖

(a)(b)

圖 8

圖 9

3.4節(jié)模板和手持組合規(guī)

截面模板和手持式組合量規(guī)均用于用檢具測量蓋板的曲面形狀和孔在工件上的位置。是否配置這兩種測量工具，取決于實際的測量需求。當對工件的尺寸和形狀精度要求較高，而檢具輪廓及相應結構不足以實現(xiàn)有效控制時，可在檢具周圍設置多個截面模板。圖 10 是橫截面模板的測量示例。工作部分型材與罩蓋的被測面之間應保持3mm的間隙，以便用于各種專用量具的檢測。型材模板的板體材料一般為鋼或鋁，工作部分可用鋁或樹脂制成。手持式組合規(guī)為限位式塞規(guī)，但其作用不同于檢查銷或定位銷。主要用于控制工件表面多個孔（包括非圓孔）的大小和位置。它與檢查工具本身有關。圖 11 顯示了使用車門外板檢測工具檢測工件時使用的組合量規(guī)測量示例。檢查對象是一組用于安裝門把手的孔。左側圓柱銷用于檢測圓孔，右側兩個銷用于檢測腰形孔。

圖 10

圖 11

3.5 工件裝夾

檢具中蓋的檢測一般應在夾緊狀態(tài)下進行。夾持方式主要有杠桿式卡盤夾持和永磁夾持。夾緊點必須設置在“O”型間隙表面（即支架）上。面），裝夾點應盡量少，裝夾位置應選擇在工件剛性較好的部位。

圖 3 中的第 6 部分是杠桿式夾頭的應用示例。杠桿式筒夾有系列產(chǎn)品，廠家可根據(jù)需要選擇，也可配不同類型和尺寸的支架或支架（圖3中7)部分）。

永磁裝夾法近年來得到廣泛應用，尤其是在中小型蓋檢具上。夾持用的永磁體均為扁圓形紐扣形狀，可串聯(lián)使用。永磁體有兩種配置方式： ① 將永磁體嵌入支撐塊中。②將永磁體對稱插入支撐塊兩側的型材中（磁體上表面應低于定位面012-013mm）。

大蓋的夾持通常是夾頭夾持和磁鐵夾持的混合。工件用杠桿式卡盤夾持，中間支撐塊用永磁體夾持。對于覆蓋件和車身中一些比較復雜的裝配體（如前壁、車身框架甚至車身等），可以使用圖12所示的檢測工具進行檢測。

圖 12

待測工件（車身框架或前壁總成等）由四個階梯形柱支撐，通過其圓柱部分和環(huán)形表面定位。定位孔一般選用減震器孔等制造精度較高的孔。立柱固定在穩(wěn)固的底座上，在被測工件的兩側設有數(shù)個測量支架。每個支架上安裝有水平可移動的測量臂，測量頭頂部安裝有測量頭，每個測量頭對應測量焊接組件?；蛏眢w上的測量部位。由于工件被測部分在輪廓上可以分為孔和點，因此探頭也分為兩種，如圖13所示。

圖 13

從圖中可以看出，雖然與型材面上的被測孔或點接觸的量爪的形狀和結構不同，但都固定在帶有讀數(shù)刻度的二維可調(diào)機械滑塊上. 在軸向上也有一個讀數(shù)刻度。當然，一些簡單的檢測工具的探頭結構比較簡單，沒有可以讀取的二維滑臺，但是讀數(shù)是由操作人員目測讀取的，如圖14所示。圖15顯示的是用于從另一個方向測量車身分總成和車身框架等覆蓋件的夾具。

圖 14

圖 15

4。結論

必須指出，雖然汽車面板檢測工具在量產(chǎn)上具有一定的優(yōu)勢，但由于這些檢測工具大多形狀復雜、體積大、生產(chǎn)周期長、成本高、檢測對象單一，檢測靈活性較差。此外，檢具的工作特性決定了難以快速獲得大量準確的測量數(shù)據(jù)并據(jù)此監(jiān)控生產(chǎn)線的運行情況。因此，1990年代以后，隨著更先進的自動檢測技術在汽車行業(yè)的廣泛應用，檢測工具在面板和車身的在線檢測中逐漸失去了主導地位，尤其是對大型焊接總成和汽車車身的檢測。車身，

作者：昆山恒本精密設備有限公司0512-********