汽車檢查工具設(shè)計(jì)與制造中幾個(gè)主要原理的分析總結(jié)

好的汽車檢查工具必須滿足以下基本要求：

1）為了確保對(duì)汽車零件質(zhì)量的有效判斷，保證汽車零件質(zhì)量是否合格的關(guān)鍵首先是要根據(jù)正確選擇定位基準(zhǔn)，定位方法和定位零件。產(chǎn)品圖紙，必要時(shí)還根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)分析定位是否合理，以使其具有恒定且準(zhǔn)確的定位基準(zhǔn)，以確保最大的可重復(fù)性和線性度。還必須注意檢查裝置中其他機(jī)構(gòu)對(duì)檢測(cè)功能的影響。反復(fù)使用的檢查工具還應(yīng)注意相關(guān)部件的強(qiáng)度和耐磨性，以確保檢查工具的使用壽命。

2）檢查工具應(yīng)符合生產(chǎn)率的要求。專用檢查工具的復(fù)雜性應(yīng)與生產(chǎn)程序兼容。盡可能采用各種快速高效的夾緊機(jī)構(gòu)，以確保操作方便，縮短輔助時(shí)間并提高生產(chǎn)率

3）良好的過程性能。專用檢查工具的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單合理，以方便制造，組裝，調(diào)整，檢查和維護(hù)。專用檢驗(yàn)工具的制造屬于單件生產(chǎn)。通過調(diào)整或修理保證最終精度時(shí)，檢查工具應(yīng)配備便于調(diào)整和修理的結(jié)構(gòu)

4）表現(xiàn)良好。專用檢驗(yàn)工具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單（包括產(chǎn)品的抽檢，夾具的操作和搬運(yùn)），省力，安全可靠。如果在客觀條件下允許并在經(jīng)濟(jì)上可行，則應(yīng)盡可能使用氣動(dòng)，液壓和其他機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5)有必要適當(dāng)提高檢查工具組件的通用性和標(biāo)準(zhǔn)化程度，并選擇標(biāo)準(zhǔn)化的組件，尤其是商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組件，以縮短檢查工具的制造周期并降低檢查工具的成本。

標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇原則：

在檢查工具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了節(jié)省建模時(shí)間并縮短后續(xù)制造周期，有必要選擇合理的標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用標(biāo)準(zhǔn)零件不僅必須滿足檢查工具的功能要求，而且還必須更簡(jiǎn)單，更輕便。 ，并且還滿足以下要求

1.在檢查工具的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能使用OEM推廣的標(biāo)準(zhǔn)零件。通常，像大眾汽車一樣，通用OEM也有指定的標(biāo)準(zhǔn)零件。這是接受的標(biāo)準(zhǔn)條件之一。

2.在檢查夾具設(shè)計(jì)的過程中，使用了盡可能多的模塊，但是采用了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和思想，例如針規(guī)量規(guī)，L形翻板支撐，復(fù)制機(jī)構(gòu)，滑塊機(jī)構(gòu)和彈性檢測(cè)。更提倡。等等

3.內(nèi)飾件和外飾件均由標(biāo)準(zhǔn)鑄鋁地板制成：車身部件根據(jù)客戶要求或零件要求采用鋼焊接地板（需要兩次回火）

4.如果客戶未指定標(biāo)準(zhǔn)零件，則可以按照流行的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施，從而適當(dāng)簡(jiǎn)化零件的結(jié)構(gòu)并提高加工效率。

除了檢查工具設(shè)計(jì)中的四個(gè)基本要求外，還必須考慮可以滿足產(chǎn)品和過程質(zhì)量的分析功能。例如：產(chǎn)品的裝配面，密封面，配合面積，對(duì)準(zhǔn)面，孔/槽等檢查工具功能應(yīng)符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。

檢驗(yàn)工具的制作原則：原則上，根據(jù)零件的特性進(jìn)行制作，嘗試使用凸面檢驗(yàn)，見圖，制作時(shí)要考慮的要點(diǎn)：

在檢查零件時(shí)很容易確定精度方向；考慮到成品內(nèi)部和外部的變形，很容易拾取零件而不會(huì)產(chǎn)生干擾方向；嘗試使用加載位置，該位置可以與相對(duì)加載位置結(jié)合使用，例如被測(cè)零件和使用測(cè)量工具。必須將偏差作為增量為90的相位偏差。每個(gè)匹配零件的檢查工具的制造方向應(yīng)盡可能一致，以便于問題分析。

確認(rèn)檢查工具設(shè)計(jì)概念

通常，重要零件的檢查工具計(jì)劃需要由OEM批準(zhǔn)。在開始設(shè)計(jì)之前，應(yīng)舉行設(shè)計(jì)概念的籌備會(huì)議。應(yīng)當(dāng)參加的主要人員：供應(yīng)商檢驗(yàn)工具工程師，檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)和制造商代表。

設(shè)計(jì)概念應(yīng)包括詳細(xì)的檢查工具草圖和書面說明，以便可以相應(yīng)地執(zhí)行檢查工具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)概念不必像完整的設(shè)計(jì)那樣詳細(xì)，而應(yīng)包括以下信息。

1）最好使用裝載裝置在被測(cè)零件和檢查工具的底座之間的位置關(guān)系。但是，其他位置可能更適合使用被測(cè)零件檢查工具（即首次使用位置）。如果位置太高，則應(yīng)以90度的增量偏轉(zhuǎn)。

2）定位基準(zhǔn)平面應(yīng)與幾何和公差圖一致，并且可以使用隨附的基準(zhǔn)墊

3）檢查支持被測(cè)零件的工具和設(shè)備

4）檢查器零件和設(shè)備，用于測(cè)試以下功能

5）關(guān)鍵產(chǎn)品特征（KPC）產(chǎn)品質(zhì)量特征（PQC）過程監(jiān)控點(diǎn)（PMP）

6）所使用的材料應(yīng)基于檢查工具的使用和環(huán)境，以確保在當(dāng)前零件生產(chǎn)的有效期內(nèi)的功能，可重復(fù)性和線性。匹配或相鄰零件的輪廓形狀或線條特征（如果適用）

7）設(shè)計(jì)概念應(yīng)考慮操作員的人體工程學(xué)，被測(cè)零件的組裝和拆卸簡(jiǎn)便性，三坐標(biāo)檢查和SPC數(shù)據(jù)收集的可行性。當(dāng)檢查工具用于全球集成時(shí)在汽車項(xiàng)目中，應(yīng)考慮操作員的習(xí)慣（使用區(qū)域語言）

8）基準(zhǔn)選擇：

嘗試選擇零件重心的方向作為主基準(zhǔn)平面，以方便零件的穩(wěn)定放置

在基準(zhǔn)總數(shù)盡可能少的前提下，使用3個(gè)或更多點(diǎn)作為主基準(zhǔn)平面以確保零件的穩(wěn)定性。

所有主基準(zhǔn)必須具有相同的特征

選擇第二個(gè)和第三個(gè)基準(zhǔn)平面的順序

選擇4方向銷作為孔定位，選擇2方向銷作為插槽定位。插槽的方向必須平行于第二參考平面

選擇兩個(gè)2方向引腳作為插槽位置，兩個(gè)平行的插槽必須平行于第二參考平面，另一點(diǎn)必須位于第三參考平面上

選擇4通銷作為孔的定位，在輪廓或外圍上另選1個(gè)點(diǎn)

在第二個(gè)基準(zhǔn)平面上選擇2個(gè)點(diǎn)，在第三個(gè)基準(zhǔn)平面上選擇1個(gè)點(diǎn)

六點(diǎn)定位原理

在檢查操作中，首先應(yīng)將工件確定在檢查工具中的位置。并且在測(cè)量和檢測(cè)過程中，它一直保持在其原始位置，根據(jù)圖紙要求確定工件位置的過程稱為定位。在檢查過程中將工件保持在特定位置的過程稱為夾緊。

為了獲得工件在檢查工具中的所需位置，我們首先應(yīng)該研究如何確定物體在空間中的位置。未定位的工件的位置不確定。確定性稱為自由度。

如圖所示，將未定位的工件放置在空間直角坐標(biāo)系中，并使用X，Y，Z三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸來描述工件位置的不確定性。長方體可以沿X，Y和Z軸移動(dòng)，位置也不同，也可以繞XYZ軸自由旋轉(zhuǎn)，共有六個(gè)自由度。

要正確定位工件，必須首先限制工件的自由度。消除這六個(gè)自由度后，就可以完全確定物體在空間中的位置，因此自由度也是確定物體在空間中位置的獨(dú)立參數(shù)。

如圖所示，如果將板B放置在XOY面上以支撐對(duì)象A，則對(duì)象A只能沿OX軸和OY軸移動(dòng)，并繞OZ軸在此平面上旋轉(zhuǎn)，但不要沿OZ軸移動(dòng)并繞OX軸和Oy軸旋轉(zhuǎn)，否則對(duì)象A將離開板B。這意味著支撐板B消除了對(duì)象A的三個(gè)自由度。如果將圖2所示的對(duì)象放置在對(duì)象A的xoz平面上，則對(duì)象A不能沿OY軸移動(dòng)并不能繞OZ軸旋轉(zhuǎn)。消除了兩個(gè)自由度。

最后，只要在物體A的ZOY平面上設(shè)置擋塊3以消除物體沿OX軸的移動(dòng)自由度，就可以確定物體A的空間位置。

根據(jù)幾何，我們知道3個(gè)點(diǎn)可以確定一個(gè)平面。您可以使用三個(gè)定位支撐點(diǎn)4、5和6來替換圖中的支撐板B，同時(shí)將擋塊1、2和3用作定位支撐點(diǎn)。因此，定位支撐點(diǎn)平均消除了一個(gè)自由度。因此，對(duì)象的空間位置需要六個(gè)根據(jù)圖紙排列的支撐點(diǎn)，以消除對(duì)象運(yùn)動(dòng)的六個(gè)自由度。這受到適當(dāng)分布的六個(gè)支撐點(diǎn)的限制。工件六自由度的原理稱為六點(diǎn)定位原理

從圖中可以看出，三個(gè)支撐點(diǎn)在XOY平面上，兩個(gè)支撐點(diǎn)在XOZ平面上，一個(gè)支撐點(diǎn)在ZOY平面上

打開

，具有三個(gè)支撐點(diǎn)的平面稱為安裝基礎(chǔ)表面。支撐點(diǎn)的分布必須適當(dāng)，否則六個(gè)支撐點(diǎn)不能限制工件的六個(gè)自由度。在此表面上，三個(gè)支撐點(diǎn)不能在一條直線上。 ，被支撐工件的重心必須落在由這三個(gè)支撐點(diǎn)作為頂點(diǎn)的三角形內(nèi)。三個(gè)定位支撐點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)汽車檢具，安裝底面越大，工件安裝的穩(wěn)定性和相關(guān)性越高，定位精度越高，因此，應(yīng)選擇工件輪廓尺寸最大的表面進(jìn)行接觸安裝底面。

具有兩個(gè)定位支撐點(diǎn)的平面稱為引導(dǎo)底面。這兩個(gè)支撐點(diǎn)的連接線應(yīng)平行于安裝底面，并且兩個(gè)點(diǎn)之間的距離越大，安裝精度越好。因此，應(yīng)選擇工件尺寸最大的表面，使其與導(dǎo)向基座表面接觸。具有定位支撐點(diǎn)的平面稱為固定范圍底面。顯然，安裝定位支撐點(diǎn)不需要大的面積和長度，因此通常選擇工件。較小的表面與固定的基面接觸。

第二個(gè)工件在檢查工具中的定位方法

如上所述，在檢查操作中，將根據(jù)圖紙的要求獲得工件在檢查工具中的確定位置的過程稱為定位。為了獲得工件在檢查工具中的確定位置，必須遵循對(duì)象定位的六點(diǎn)定位原理。

分析產(chǎn)品定位中的限制因素

在檢查工具設(shè)計(jì)的初始階段，必須首先分析產(chǎn)品圖紙的定位系統(tǒng)。定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅會(huì)影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和組裝，而且還會(huì)在以后使用檢查工具時(shí)影響零件的測(cè)量結(jié)果。穩(wěn)定

使用六點(diǎn)定位原理可以分析和判斷檢查工具中的定位結(jié)構(gòu)是否正確，布局是否合理以及是否滿足約束條件。

根據(jù)工件自由度的限制，可以將工件的定位分為以下幾種類型

1）完全定位完全定位是指不重復(fù)限制工件六個(gè)自由度的位置。當(dāng)工件在X，Y和Z坐標(biāo)方向上時(shí)，存在尺寸要求或位置精度要求。

2）不完全定位工件的限制自由度數(shù)小于六個(gè)

3）定位不足

4）過度定位定位組件以相同的自由度反復(fù)限制產(chǎn)品方向的定位狀態(tài)稱為過度定位。主要根據(jù)其后果來判斷是否允許使用此定位狀態(tài)。過度定位會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變形或在產(chǎn)品與定位組件之間發(fā)生干擾時(shí)，顯然會(huì)影響產(chǎn)品的放置狀態(tài)，因此無法使用過度定位。

通常有兩種方法可以消除或減少因過定位引起的干擾；一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，例如縮小設(shè)置

檢查工具中典型的3-2-1定位原理

汽車工業(yè)是各種工業(yè)發(fā)達(dá)國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一。汽車覆蓋件作為汽車結(jié)構(gòu)的重要部件之一，是保證汽車車身質(zhì)量的主要原因。根據(jù)美國汽車工業(yè)的統(tǒng)計(jì)，車身誤差的72％來自焊接夾具的定位誤差。

車身主要由許多沖壓件組裝而成。薄壁零件占白車身組件的70％以上。由于薄壁板的剛性差，它們很容易變形，通常在檢查過程中使用。點(diǎn)定位和夾緊，以確保每個(gè)零件都適合焊接位置。由于薄壁具有更大的柔韌性，在加工負(fù)荷下很容易變形。更好的定位系統(tǒng)對(duì)零件的穩(wěn)定性有很大的影響。

對(duì)于定位表面1-3的定位，請(qǐng)嘗試確保定位塊垂直于支撐平面。當(dāng)不能保證定位塊垂直于鈑金平面時(shí)，允許鈑金定位塊成小角度。理論上，可以使用3個(gè)定位表面來定位一個(gè)表面。當(dāng)對(duì)鈑金零件使用3個(gè)定位面時(shí)，鈑金零件可能無法平穩(wěn)放置。因此，有時(shí)會(huì)添加輔助定位面以確保鈑金零件的穩(wěn)定放置。如果在350mm以內(nèi)沒有夾緊裝置，則放置時(shí)產(chǎn)品會(huì)震動(dòng)，因此有必要添加一個(gè)夾緊裝置以放置產(chǎn)品，以防止產(chǎn)品震動(dòng)，或者理論定位表面與測(cè)量值之間有間隙檢測(cè)期間結(jié)果不準(zhǔn)確。 ?？偨Y(jié)以上兩點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，大型鈑金零件和復(fù)雜的塑料零件具有3個(gè)以上的定位面，但有4個(gè)以上。這種情況定位過度，但這是允許的。

3-2-1定位原理是限制產(chǎn)品在太空中六個(gè)自由度的最基本條件。根據(jù)零件的特性，在汽車檢查工具上允許超出3-2-1原則的過度定位，以確保零件的定位可靠性。

3-2-1原理的典型定位方法如下

3-2-1定位原理是指有3個(gè)定位面，2個(gè)定位孔，并且定位孔的中心連接成一條線。通常使用這種定位原理。

3-2-1定位原理：3-2-1定位原理是限制產(chǎn)品在太空中六個(gè)自由度的最基本條件。根據(jù)零件的特性汽車檢具，允許超過檢查工具上的3-2-1原理。為了確保在其他情況下定位的可靠性，三個(gè)定位面控制產(chǎn)品最大投影面的方向，兩個(gè)中心的連接控制產(chǎn)品的垂直方向和旋轉(zhuǎn)，而四個(gè)位置的定位銷（孔）控制產(chǎn)品的左右方向，即3-2- 1.基準(zhǔn)A首先約束三個(gè)自由度，然后添加基準(zhǔn)B以2個(gè)自由度約束它，然后約束一個(gè)自由度的基準(zhǔn)C。

產(chǎn)品在檢查工具中的位置

在組裝過程中，確定要安裝的零件與零件的相互位置的過程稱為定位。通常的方法是根據(jù)產(chǎn)品圖紙分析并確定定位基準(zhǔn)，然后考慮其相應(yīng)的生產(chǎn)要求。定位方法。

劃線定位是一種原始的定位方法，它既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，并且精度較低。僅在需要單件生產(chǎn)且對(duì)精度要求不高時(shí)使用。在檢查工具的組裝過程中，經(jīng)常使用定位組件進(jìn)行定位，這是快速而準(zhǔn)確的。定位元件是一種用于限制產(chǎn)品在檢查工具上的位置的裝置，例如定位塊，定位銷，輪廓表面，必須事先根據(jù)定位原理，產(chǎn)品定位基準(zhǔn)和工藝要求將它們準(zhǔn)確地布置在檢查工具上，然后將每個(gè)安裝部件以一定順序放置在定位元件的指定位置（彼此接觸）。 ）以完成定位。

1）選擇定位基準(zhǔn)確定位置和大小的基礎(chǔ)稱為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)可以是點(diǎn)，線或面。根據(jù)目的，可以分為設(shè)計(jì)參考和過程參考。工藝參考分為定位參考，裝配參考和測(cè)量參考。根據(jù)定位原理，將定位基準(zhǔn)分為主定位基準(zhǔn)，輔助定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)。在檢查工具上定位時(shí)，產(chǎn)品的定位基準(zhǔn)必須與檢查工具上的定位組件接觸或重合。正確選擇產(chǎn)品的定位基準(zhǔn)可以獲得準(zhǔn)確，穩(wěn)定，可靠的定位，也影響到整個(gè)裝配，測(cè)量和檢查。確定設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案

基準(zhǔn)的重要性

通過三坐標(biāo)測(cè)量測(cè)量的零件的尺寸報(bào)告的結(jié)果可以，但是通過檢查工具檢查的結(jié)果為NG，或者通過檢查工具測(cè)試的零件的狀態(tài)可以，但是結(jié)果零件的三維測(cè)量結(jié)果的NG是是，在這種情況下，無法確定零件是否合格。對(duì)于此類問題，我們將整理以下步驟；

首先，有必要檢查在測(cè)量零件時(shí)由三個(gè)坐標(biāo)選擇的測(cè)量基準(zhǔn)是否與由檢查工具選擇的定位基準(zhǔn)完全相同。在大多數(shù)情況下，可以通過分析這一點(diǎn)來基本解決問題。

第二，如果基準(zhǔn)一致，請(qǐng)檢查檢查工具的檢查尺寸是否符合圖紙要求

同樣，如果以上所有條件均滿足要求，則需要再次測(cè)量零件以調(diào)查零件測(cè)量的可重復(fù)性。如果結(jié)果與第一個(gè)結(jié)果沒有顯著差異，則表明檢查工具存在問題，可以對(duì)其進(jìn)行檢查。已過期，并且準(zhǔn)確性已更改。

在選擇和設(shè)計(jì)定位組件時(shí)，必須考慮適應(yīng)產(chǎn)品定位基準(zhǔn)的條件。產(chǎn)品的形狀多種多樣，但它們的基本結(jié)構(gòu)由平面，圓柱，圓錐形和各種成型表面組成，這些表面可以選擇作為定位參考。因此，可以根據(jù)不同形狀的定位基準(zhǔn)選擇或設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件。