小型車身沖壓件檢查工具設(shè)計(jì)的一般方法和步驟

1簡(jiǎn)介車身沖壓件，子組件（通過(guò)焊接沖壓件制成），車身框架，各種內(nèi)部零件等統(tǒng)稱為車身面板。面板的制造質(zhì)量對(duì)于整車的質(zhì)量至關(guān)重要，尤其是對(duì)于汽車和汽車而言。各種乘用車的焊接生產(chǎn)和整車的外觀都有很大的影響，因此對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)已成為汽車制造商不可或缺的工作。對(duì)于中國(guó)重要的小型沖壓件，通常使用專用的測(cè)試夾具（稱為檢查工具）作為控制工藝之間產(chǎn)品質(zhì)量的主要測(cè)試手段。汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，例如美國(guó)，德國(guó)，日本等，都已開(kāi)始采用在線測(cè)試設(shè)備來(lái)快速有效地響應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。我國(guó)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，以及在線檢測(cè)設(shè)備的高昂成本和技術(shù)要求，未能有效使用。在我國(guó)很難。它廣泛用于小型車身沖壓件的檢查。近年來(lái)，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(guó)內(nèi)汽車工業(yè)中得到廣泛使用。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委已將檢查工具的生產(chǎn)能力列在車輛企業(yè)生產(chǎn)條件評(píng)估程序中。因此，具有操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)精度高的專用檢查工具的設(shè)計(jì)與制造已成為許多汽車制造商亟待解決的問(wèn)題。 2小型車身沖壓件檢驗(yàn)工具的組成和特點(diǎn)

2小型沖壓件檢查工具的組成和特點(diǎn)小型沖壓件檢查工具主要由底板組件，檢查體，型材，主副定位銷和夾緊裝置（見(jiàn)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，法蘭等特征。通常，將尺寸參考放置在身體坐標(biāo)系中的X，Y和Z方向上，以100mm的間隔繪制坐標(biāo)線，并使用參考?jí)K和底板上的參考孔確定尺寸。檢查工具的坐標(biāo)系檢具設(shè)計(jì)，大多數(shù)車身沖壓件具有空間彎曲的表面和許多局部特征，并且具有非軸對(duì)稱和剛性差的特點(diǎn)，因此，定位和支撐很難安裝和夾緊。目前，大多數(shù)車身沖壓件都由數(shù)控機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序進(jìn)行檢查，以自動(dòng)完成一次需要加工的所有表面和孔。檢查材料主要是環(huán)氧樹脂。 ，檢查設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)檢查細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢查的關(guān)鍵部位設(shè)置橫截面模型。

檢查燈具設(shè)計(jì)的3個(gè)常規(guī)步驟

3.1特定于工件和檢查的設(shè)計(jì)建模

首先，參考零件圖分析工件，繪制檢查工具的初步設(shè)計(jì)，確定參考表面，檢查工具的不平整度，檢查橫截面，定位表面等，然后簡(jiǎn)單地繪制它的二維示意圖。

在檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)中，檢驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)模型是關(guān)鍵，它直接影響檢驗(yàn)工具能否準(zhǔn)確地檢測(cè)出工件的質(zhì)量。由于車身面板主要是自由曲面的特征，因此“從對(duì)象反向搜索”是當(dāng)前的通用建模方法。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(guò)數(shù)據(jù)處理和三維重建過(guò)程的方法。我們使用激光掃描儀掃描標(biāo)準(zhǔn)工件表面，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)，并使用Surfacer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(guò)從點(diǎn)云到曲面的最大和最小距離來(lái)檢測(cè)生成的原型模型。應(yīng)當(dāng)注意，此時(shí)獲得的模型是沒(méi)有厚度的薄片模型。必須根據(jù)掃描儀掃描的表面將模型區(qū)分為工件的內(nèi)表面還是外表面，這對(duì)于檢查特定設(shè)計(jì)尤為重要。

為了通過(guò)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約2-3mm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)床可以實(shí)現(xiàn)高精度。要求在實(shí)際檢查過(guò)程中，可以通過(guò)量具表面和專用測(cè)量工具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量工件表面的偏差。有兩種主要方法可檢測(cè)工件的外輪廓。在設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢查工具時(shí)：①檢查表面沿切線方向沿工件的外輪廓向外延伸約20mm； ②沿工件外形的法線方向向下延伸約20mm。在常規(guī)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)增加工件的厚度），然后移動(dòng)表面沿輪廓線的切線或法線延伸為20mm以獲取檢查體的檢查表面，然后將參考平面拉伸一定距離以作為檢查體模型。由于車身罩的復(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(lái)，對(duì)于某些特殊的輪廓而言仍然很難實(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)支座的工件表面顯然在第一和第二位置是自相交并干涉的。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，最后在被檢表面上沿工件輪廓以3mm的間隔加雙劃線，以便于檢測(cè)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)中也會(huì)遇到很多類似的問(wèn)題，有必要對(duì)檢查工具的原理有透徹的理解和經(jīng)驗(yàn)。

大多數(shù)車身沖壓件具有空間彎曲的表面和許多局部特征，并且具有非軸對(duì)稱和剛性差的特征。因此，定位，支撐和夾緊是困難的。如今，大多數(shù)車身沖壓件檢查都是通過(guò)數(shù)控?cái)?shù)字機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序完成的。所有需要處理的表面和孔一次自動(dòng)完成。檢查材料主要是環(huán)氧樹脂，檢查設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。此后，根據(jù)檢查細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢查的關(guān)鍵部位設(shè)置橫截面模型。 3檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)的一般步驟3檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)的一般步驟3.1工件和檢驗(yàn)專用設(shè)計(jì)模型應(yīng)首先參考零件圖分析工件，初步制定檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)計(jì)劃，并確定參考表面和檢查工具的不平整度。檢測(cè)橫截面，定位表面等，然后簡(jiǎn)單地繪制其二維示意圖。在檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)中，檢驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)模型是關(guān)鍵，它直接影響檢驗(yàn)工具能否準(zhǔn)確地檢測(cè)出工件的質(zhì)量。由于車身面板的特征主要是自由曲面，因此“從對(duì)象反向搜索”是當(dāng)前的通用建模方法。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(guò)數(shù)據(jù)處理和三維重建過(guò)程的方法。我們使用激光掃描儀掃描標(biāo)準(zhǔn)工件表面，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)，并使用Surfacer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(guò)點(diǎn)云到曲面的最大和最小距離來(lái)檢測(cè)生成的原型模型。

應(yīng)注意，此時(shí)獲得的模型是沒(méi)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。這是為了實(shí)現(xiàn)檢查工具對(duì)工件的自由。彎曲表面的檢查通常在被檢查表面和工件內(nèi)表面之間保持約2-3mm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。實(shí)際檢查通過(guò)檢查工具表面通過(guò)專用測(cè)量工具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以測(cè)量工件表面的偏差。有兩種主要方法可檢測(cè)工件的外輪廓。在設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢查工具時(shí)：①檢查表面沿切線方向沿工件的外輪廓向外延伸約20mm； ②沿工件外形的法線方向向下延伸約20mm。在通用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，則在偏移時(shí)應(yīng)添加工件的厚度），然后該表面為切向或輪廓的正常延伸為20mm，以獲得檢查體的檢查表面，然后將參考平面拉伸一定距離以成為檢查體模型。由于車身罩的復(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(lái)，對(duì)于某些特殊的輪廓而言仍然很難實(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)支座的工件表面顯然在第一和第二位置是自相交并干涉的。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)于特定的表面，最后在被檢表面上沿工件輪廓以3mm的間隔加雙劃線，以便于檢測(cè)工件輪廓。

當(dāng)然，在檢查工具（尤其是檢查設(shè)備）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到許多類似的問(wèn)題，因此有必要處理檢查工具原理的滲透理解和經(jīng)驗(yàn)。 3.2橫截面模板的設(shè)計(jì)和建模通常通過(guò)橫截面模板實(shí)現(xiàn)對(duì)工件關(guān)鍵表面的檢測(cè)。檢查工具的橫截面模板分為兩種：旋轉(zhuǎn)型和插入型。垂直方向的檢測(cè)精度通常設(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。通常，工作表面距離工件的外表面2-3mm。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，并且可以在實(shí)際設(shè)計(jì)中進(jìn)行細(xì)分，如圖3所示。如果將其設(shè)置為插件截面模板，則會(huì)干擾工件的定位銷；如果設(shè)置為單旋轉(zhuǎn)型，則由于工件本身的多重折疊檢具設(shè)計(jì)，會(huì)干擾檢查體或工件，因此設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)部分。該模型可以滿足綜合測(cè)試的要求。 3.3工件的定位和夾緊。正確，正確地放置工件是準(zhǔn)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(guò)定位孔和卡盤的夾緊和定位或與永磁體的夾緊和配合來(lái)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XY方向的自由度。輔助定位銷是圓錐銷或菱形塞銷，用于限制ZXYZ四個(gè)方向的自由度。在設(shè)計(jì)檢查工具時(shí)，在檢查體上定位孔的位置打孔（取決于定位銷襯套），并給出定位孔的體坐標(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)工件時(shí)，應(yīng)盡量減少夾緊點(diǎn)的數(shù)量，以確?？蓜?dòng)卡盤在工作時(shí)不會(huì)與其他零件發(fā)生干擾?？紤]到工人的便利性，最后給出了定位墊的上表面中心的主體的坐標(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，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(jiàn)圖4）3.4底板組件的設(shè)計(jì)沿參考平面的方向?qū)z查體的上表面拉伸一定距離，以使最低點(diǎn)的厚度大于150mm，以確保檢查體具有同時(shí)，嘗試讓檢查體的底面，即底板組件，使車身的上表面（底面）在車體坐標(biāo)系中處于整數(shù)位置。車身底板總成一般由底板，槽鋼（如果需要在中間），定位塊和萬(wàn)向輪組成。 te是固定的，其他部分可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。 3.5孔檢查車身沖壓件中的許多重要孔和法蘭都需要單獨(dú)檢查。

在檢查工具的設(shè)計(jì)中，通常將大約1mm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，且直徑比孔的直徑大5mm。測(cè)試了標(biāo)記方法（請(qǐng)參見(jiàn)圖5)。當(dāng)測(cè)試孔的精度較高時(shí)，使用定位孔通過(guò)塞規(guī)和襯套進(jìn)行檢測(cè)。）4結(jié)論在大型車體蓋中，由于形狀復(fù)雜，體積巨大，生產(chǎn)成本高，測(cè)試對(duì)象列表一、不靈活，難以快速獲取大量準(zhǔn)確信息等已逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)所取代測(cè)試方法（例如在線測(cè)試系統(tǒng)），但用于批量生產(chǎn)對(duì)于檢測(cè)小型沖壓零件，中國(guó)的汽車制造商仍然依靠這種類型的檢查工具。