檢查夾具的設(shè)計(jì)步驟_機(jī)械/儀器_工程技術(shù)_專業(yè)信息

車身檢查器設(shè)計(jì)小型沖壓件的一般方法和程序：上海交通大學(xué)陳杰軍預(yù)備役摘要：從汽車結(jié)構(gòu)上，結(jié)合實(shí)例介紹通用方法和程序以及扣押特定車身沖壓件的小型量具設(shè)計(jì)新思路提出了小軌距設(shè)計(jì)中的常見建模和解決方案。關(guān)鍵字：檢查夾具設(shè)計(jì)，小型沖壓零件1簡(jiǎn)介車身沖壓零件，子組件（通過焊接沖壓零件制成），車身框架，各種內(nèi)部裝飾零件等統(tǒng)稱為車身面板。面板的制造質(zhì)量對(duì)整體而言至關(guān)重要。汽車的質(zhì)量檢具設(shè)計(jì)，尤其是汽車和各種乘用車的焊接生產(chǎn)以及整車的外觀都有很大的影響，因此其質(zhì)量檢查已成為汽車制造商不可或缺的工作。 。對(duì)于中國重要的小型沖壓件，一般使用專用的檢驗(yàn)夾具（簡(jiǎn)稱檢驗(yàn)夾具）作為控制工序間產(chǎn)品質(zhì)量的主要檢驗(yàn)手段。美國，德國和日本等汽車工業(yè)較高的國家已開始采用在線測(cè)試設(shè)備，以快速有效地響應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問題。我國的上海大眾汽車制造有限公司于2001年推出了兩套在線檢測(cè)設(shè)備，但由于技術(shù)和管理原因，它們并未得到有效使用。而且，由于在線檢查設(shè)備的高成本和技術(shù)要求，在我國很難普及。它被應(yīng)用于小型車身沖壓件的檢查。近年來，隨著汽車和客車行業(yè)的快速發(fā)展，車身面板檢查工具已在國內(nèi)汽車工業(yè)中廣泛使用。國家經(jīng)貿(mào)委已將檢查工具的生產(chǎn)能力列入了車輛企業(yè)生產(chǎn)狀況評(píng)估程序。因此，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)精度高的專用檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)與制造已成為許多汽車制造商迫切需要解決的問題。

2小型沖壓件檢驗(yàn)工具的組成和特性。小型沖壓件檢驗(yàn)工具主要由底板組件，檢驗(yàn)體，截面模型，主副定位銷和夾緊裝置組成（見圖1)。主要要素是工件形狀的位置）。 （包括工件的輪廓和曲面的形狀等）具有孔和法蘭等特征。在檢查工具的設(shè)計(jì)中，尺寸參考通常放置在車身坐標(biāo)系中，并且每個(gè)X，Y和Z方向以100mm的間隔繪制坐標(biāo)線，并使用底板上的參考?jí)K和參考孔建立檢查工具的坐標(biāo)系圖1檢查工具的主要結(jié)構(gòu)圖車身沖壓件具有空間彎曲的表面和更多局部特征，并且是非軸對(duì)稱且相對(duì)剛性的，很難定位，支撐和夾緊，現(xiàn)在大多數(shù)車身沖壓件都經(jīng)過了檢查。 CNC機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序自動(dòng)完成一次需要加工的所有表面和孔。具體材料主要是環(huán)氧樹脂。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)檢驗(yàn)細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢驗(yàn)的關(guān)鍵部位設(shè)置橫截面模型。 3檢查工具設(shè)計(jì)的一般步驟3.1工件和檢查的具體設(shè)計(jì)和建模必須首先參考零件圖分析工件，草擬檢查工具的設(shè)計(jì)計(jì)劃，確定參考面，檢查工具，檢查部分，定位表面等的不平整，只需畫出其二維示意圖。在設(shè)計(jì)中，具體的設(shè)計(jì)建模是關(guān)鍵，它直接影響檢驗(yàn)工具能否準(zhǔn)確檢測(cè)出工件的質(zhì)量。由于車身外罩自由曲面的特性，“反向需求”是建模的一般目的。方法。

反向搜索是一種基于現(xiàn)有工件或物理原型構(gòu)造具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型，使用激光掃描儀收集數(shù)據(jù)以及通過數(shù)據(jù)處理和三維重建過程的方法。我們使用激光掃描儀掃描標(biāo)準(zhǔn)工件表面，主要基于點(diǎn)云收集工件表面特征信息，將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為車身坐標(biāo)，而上光機(jī)使用軟件處理該點(diǎn)信息以獲得工件的特征曲線。工件表面，從而生成最終的自由曲面模型；同時(shí)，可以通過從點(diǎn)云到曲面的最大和最小距離來檢測(cè)生成的原型模型。應(yīng)當(dāng)注意檢具設(shè)計(jì)，此時(shí)獲得的模型是沒有厚度的薄片模型。有必要根據(jù)掃描儀掃描的表面將模型區(qū)分為工件的內(nèi)表面或外表面。這對(duì)于檢查的設(shè)計(jì)尤為重要。為了通過檢查工具對(duì)工件的自由表面進(jìn)行檢查，通常將檢查表面和工件的內(nèi)表面之間的恒定間隙保持在大約2至3mm的恒定間隙。根據(jù)設(shè)計(jì)的表面數(shù)字模型，數(shù)控加工機(jī)床可以滿足更高的精度要求。在檢查過程中，可以使用專用測(cè)量工具通過測(cè)量表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來測(cè)量工件表面的偏差。有兩種主要的檢測(cè)工件外輪廓的方法。在設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢查工具時(shí)：①檢查表面在工件外輪廓的切線方向上左右延伸20mm； ②沿工件外形的法線方向向下延伸約20mm。在一般的CAD軟件（例如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，則在進(jìn)行偏移時(shí)應(yīng)添加工件的厚度），然后表面沿其輪廓的切線或法線方向延伸20mm以獲取檢查體的檢查表面，然后將其延伸到參考平面一定距離以成為檢查體模型。

由于車身覆蓋物的復(fù)雜性，在生成檢查表面時(shí)常常需要將上述兩種方法結(jié)合起來。但是，對(duì)于某些特殊的配置文件，仍然很難實(shí)現(xiàn)。圖2顯示了復(fù)雜形狀的處理示意圖。在圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)支架的工件表面顯然在兩個(gè)地方自相交并且相互干涉。為了確保檢測(cè)到工件的主輪廓，犧牲了具有垂直高度差的拐角處的檢測(cè)，以進(jìn)行檢查，如圖所示。對(duì)于特定表面，最后以3mm的間隔使檢查表面沿工件輪廓雙線，以方便檢查工件輪廓。當(dāng)然，在檢查工具（特別是檢查設(shè)備）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多類似的問題，有必要對(duì)檢查工具原理的滲透理解和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理。圖2復(fù)雜輪廓的處理3.2橫截面模板的設(shè)計(jì)和建模通常通過橫截面模板實(shí)現(xiàn)對(duì)工件關(guān)鍵表面的檢測(cè)。檢查工具的截面模板分為兩種：旋轉(zhuǎn)型和插入型。當(dāng)跨度超過300mm時(shí)，為了確保在垂直方向上的檢測(cè)精度，通常將其設(shè)計(jì)為插入式。檢查表面檢查工件的內(nèi)表面，截面模型用于檢查關(guān)鍵截面的外表面。工作表面通常距離工件的外表面2至3毫米。建模方法和檢查工具表面相似。截面模型的板體材料通常為鋼或鋁，工作表面部分可以由鋁或樹脂制成。復(fù)雜形狀的橫截面模板在旋轉(zhuǎn)或插入時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以分幾個(gè)部分對(duì)其進(jìn)行處理，如圖3所示。

如果將其設(shè)置為插件部分模板，則會(huì)干擾工件的定位銷；如果設(shè)置為單旋轉(zhuǎn)型，由于工件本身的多重折疊，會(huì)干擾檢查體或工件，因此設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的零件。旋轉(zhuǎn)截面模型可以滿足綜合要求測(cè)試。圖3截面模型3.的截面處理3工件的定位和夾緊正確，正確地定位工件是進(jìn)行精確測(cè)量的基礎(chǔ)。主體蓋在檢查工具上的定位方法主要是通過定位孔和卡盤的夾緊和定位或通過永磁體的夾緊和裝配來完成的。隨著檢查工具在車身制造中的廣泛應(yīng)用，杠桿式活動(dòng)卡盤和永磁體都有一系列產(chǎn)品可供選擇?？梢苿?dòng)卡盤還配備有一個(gè)或多個(gè)不同類型和尺寸的支架。大多數(shù)車身面板都有主定位孔和輔助定位孔。主定位銷通常是圓柱銷（圓孔）或菱形銷（腰孔），以限制X和Y方向上的自由度。輔助定位銷是錐形銷?；蚴褂媒饎偸酉拗芞，X，Y和Z四個(gè)方向的自由度。設(shè)計(jì)檢查工具時(shí)，請(qǐng)?jiān)跈z查體上定位孔的位置打孔（視插入定位而定）。銷襯套），并給出定位孔的主體坐標(biāo)。同時(shí)，將定位墊片和活動(dòng)卡盤布置在剛性好，工件分布合理的位置，以確保工件的牢固定位。在設(shè)計(jì)時(shí)，有必要將夾緊點(diǎn)的數(shù)量減至最少，以確?；顒?dòng)夾頭在工作時(shí)不會(huì)與其他零件發(fā)生干擾，并考慮到工人的方便性，將其上座標(biāo)的中心坐標(biāo)最后給出定位墊。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，因此定位墊片還起到限制工件自由度的作用，以防止工件圍繞主定位銷旋轉(zhuǎn)（參見圖4)。

圖4使用卡盤限制工件的自由度3.4底板組件的設(shè)計(jì)沿檢查體上表面的參考平面拉伸一定距離，以使最低點(diǎn)更大厚度大于150mm以確保檢查體具有足夠的強(qiáng)度，并嘗試使檢查體的底面（即地板組件的上表面（底面））位于體坐標(biāo)系的整數(shù)位置。檢查主體的底板組件通常由底板，槽鋼（必要時(shí)在加工過程中），定位塊和萬向輪組成。通過檢查機(jī)構(gòu)將基板固定后，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其他零件作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。 3.5孔檢查需要單獨(dú)檢查車身沖壓件中的許多重要孔和法蘭。在檢查工具的設(shè)計(jì)中，通常將1mm厚的凸臺(tái)添加到檢查體的上表面。凸臺(tái)的中心與工件孔的中心在同一軸線上，并且直徑比孔的直徑大5mm。凸臺(tái)檢查采用雙破折號(hào)方法（見圖5)。當(dāng)被測(cè)孔的精度要求較高時(shí)，用定位孔通過塞規(guī)和襯套進(jìn)行檢測(cè)。）圖5孔檢測(cè)方法4結(jié)論在大型車身覆蓋件中，由于這種類型的檢查工具形狀復(fù)雜，笨重，生產(chǎn)成本高，并且測(cè)試對(duì)象清單一、較差，因此難以快速獲得大量準(zhǔn)確的信息；它已逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)檢查方法（例如在線檢查系統(tǒng)）所取代；對(duì)于批量生產(chǎn)的小型沖壓零件的檢查，中國的汽車制造商仍然主要依靠這種檢查工具。參考文獻(xiàn)1朱正德。汽車面板檢查工具的原理與應(yīng)用。工具技術(shù)，2000（1) 2任學(xué)艷。汽車車身面板的表面質(zhì)量控制。汽車技術(shù)與材料，2001（2)） 3楊華，曹立波。特征建模在車身面板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。公交技術(shù)與研究，2002（4) 4周寶成。綜合檢查工具的設(shè)計(jì)，制造和應(yīng)用。汽車電器（完）