汽車檢具設(shè)計(jì)和制造-檢驗(yàn)夾具底板

檢具底板的作用及作用

底板是將檢具上的各種裝置與檢具本體連接成一個(gè)整體的最大基礎(chǔ)件。底板的形狀和尺寸取決于產(chǎn)品的尺寸和檢具上各種裝置的排列。檢具的形狀不能太大。否則會(huì)給操作帶來不便。通常，建議確保翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不會(huì)伸出底板。底板承載著檢具本身的重量，因此底板必須穩(wěn)定可靠，并且必須滿足正常使用的壽命，此外還要盡可能采用輕量化設(shè)計(jì)和制造。如果變形、塌陷等影響底板面的平整度和垂直度，會(huì)給后期量具的測(cè)量和調(diào)試帶來困難，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致量具精度不達(dá)標(biāo)。一般檢測(cè)儀的檢測(cè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置在底板上，可以與汽車坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。

對(duì)于較大的車身零件，檢具的底板一般為鑄鋁或焊接框架，而普通檢具一般為鍛鋁，還要考慮底板有足夠的空間放置標(biāo)準(zhǔn)件，檢測(cè)針、通過量規(guī)、銘牌和輔助設(shè)備。在設(shè)計(jì)中還必須仔細(xì)考慮檢查工具底板的可制造性、經(jīng)濟(jì)性和處理速度。

檢具底板設(shè)計(jì)的基本要求

1） 應(yīng)提供適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。底板作為安裝基面，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，表面粗糙度不宜過大。有些底板安裝面有測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，必須考慮溫度對(duì)底板的熱應(yīng)力效應(yīng)。它會(huì)破壞底板的尺寸穩(wěn)定性并轉(zhuǎn)移到量規(guī)體上，直接影響測(cè)量結(jié)果。因此，在設(shè)計(jì)底板時(shí)，要選擇不易變形的材料和對(duì)外力和溫度變化不敏感的結(jié)構(gòu)。

2） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。為保證在使用過程中不發(fā)生碰撞，或允許因自身重力等外力引起的變形和振動(dòng)，底板應(yīng)有足夠的壁厚，剛度不足的可適當(dāng)加設(shè)加強(qiáng)筋。今年，很多工廠都采用了鋁合金車架底座，不僅減輕了重量，還進(jìn)一步提高了其剛性和強(qiáng)度。

3） 它應(yīng)該具有良好的可制造性和可用性。底板一般尺寸較大，作為安裝基面，平整度要求較高。在滿足剛度和強(qiáng)度的條件下，盡量減輕重量，減小體積，力求操作簡單、方便。

4） 在使用過程中，底板必須穩(wěn)定可靠，放置時(shí)應(yīng)增加接觸面積。大型檢具還應(yīng)配備吊環(huán)、吊柄等吊裝裝置。

5） 檢具的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)還要考慮操作者的操作習(xí)慣。使用靈活，移動(dòng)轉(zhuǎn)移方便。一般20KG以上的檢具應(yīng)根據(jù)檢具的結(jié)構(gòu)配備吊桿和吊鉤。

量具底板的制作要求

1） 檢具底板上表面作為安裝基準(zhǔn)面和測(cè)量基準(zhǔn)面，不得有明顯的加工刀具痕跡。

2）無特殊要求的底板，上表面應(yīng)刻有100mm間距的數(shù)百條線，線深0.5MM寬0.5MM

3）底板刻字字體要求：400mm以下（含400），坐標(biāo)字高6MM：400-1200mm字高8mm，1200mm以上10mm，字深0.15mm 寬0.3mm

4） 底板厚度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)只允許18、23、28、33

5） 底板厚度按表1選擇：（A為底板長邊）

一般選擇23，當(dāng)?shù)装逯亓空紮z具重量的50%以下時(shí)，選擇28

底板平面尺寸大于600×600，底板必須為砂光底板或焊接底板。具體選用的材料根據(jù)客戶要求確定。

6）方格底倒角：400mm以下（含400）四角倒角C5，周緣倒角C2，400mm以上四角倒角C10，周緣C 5.

7） 當(dāng)客戶要求底板的底邊設(shè)計(jì)時(shí)，首選底邊凹入的方式。

百行（也稱網(wǎng)格線）

與機(jī)加工件相比，汽車覆蓋件的檢測(cè)具有以下特點(diǎn)： 1. 工件的形狀往往較為復(fù)雜、不規(guī)則，定位、支撐、裝夾難度較大。2 工件剛性差，檢測(cè)過程容易 變形引起的誤差 3 除少數(shù)小型沖壓件外汽車檢具，覆蓋件的尺寸通常在車身坐標(biāo)系中處理，部分距離尺寸除外工件相對(duì)于相鄰坐標(biāo)線的特征部分（如孔、法蘭等）除了圖紙上的標(biāo)記外，大部分輪廓（尤其是自由曲面）都沒有給出尺寸值。目前，80 年代仍普遍使用的坐標(biāo)網(wǎng)格標(biāo)記尺寸已逐漸被 CAD 數(shù)據(jù)所取代。設(shè)計(jì)部門提供的沖壓件、焊接件甚至車身的CAD數(shù)據(jù)，可同時(shí)作為制造模具、焊接治具和檢具尺寸的依據(jù)。圖1是汽車坐標(biāo)系示意圖，坐標(biāo)點(diǎn)位于前軸的中點(diǎn)。沿XYZ軸平行排列的網(wǎng)格線以100mm的距離穿過車身，用于確定車身上的所有位置點(diǎn)。借助這些網(wǎng)格線，可以確定車身上各部分的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 設(shè)計(jì)部門提供的焊接件甚至車身可同時(shí)作為制造模具、焊接治具和檢具尺寸的依據(jù)。圖1是汽車坐標(biāo)系示意圖，坐標(biāo)點(diǎn)位于前軸的中點(diǎn)。沿XYZ軸平行排列的網(wǎng)格線以100mm的距離穿過車身，用于確定車身上的所有位置點(diǎn)。借助這些網(wǎng)格線，可以確定車身上各部分的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 設(shè)計(jì)部門提供的焊接件甚至車身可同時(shí)作為制造模具、焊接治具和檢具尺寸的依據(jù)。圖1是汽車坐標(biāo)系示意圖，坐標(biāo)點(diǎn)位于前軸的中點(diǎn)。沿XYZ軸平行排列的網(wǎng)格線以100mm的距離穿過車身，用于確定車身上的所有位置點(diǎn)。借助這些網(wǎng)格線，可以確定車身上各部分的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 圖1是汽車坐標(biāo)系示意圖，坐標(biāo)點(diǎn)位于前軸的中點(diǎn)。沿XYZ軸平行排列的網(wǎng)格線以100mm的距離穿過車身，用于確定車身上的所有位置點(diǎn)。借助這些網(wǎng)格線，可以確定車身上各部分的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 圖1是汽車坐標(biāo)系示意圖，坐標(biāo)點(diǎn)位于前軸的中點(diǎn)。沿XYZ軸平行排列的網(wǎng)格線以100mm的距離穿過車身，用于確定車身上的所有位置點(diǎn)。借助這些網(wǎng)格線，可以確定車身上各部分的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 可以確定每個(gè)零件在車身上的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸 可以確定每個(gè)零件在車身上的位置。當(dāng)然，也可以相應(yīng)地制表。制作之前使用的坐標(biāo)網(wǎng)格尺寸

車身坐標(biāo)X、Y、Z通常是根據(jù)零件的絕對(duì)坐標(biāo)系刻在檢具底板上。車身坐標(biāo)線以汽車坐標(biāo)系的原點(diǎn)為起點(diǎn)，每100mm標(biāo)出一次。尤其是小零件可以打標(biāo)。每 50 毫米標(biāo)記一次，每 200 毫米標(biāo)記一次大型零件。網(wǎng)格線對(duì)應(yīng)坐標(biāo)線，標(biāo)出坐標(biāo)值。

車身坐標(biāo)表示如下：

1.廣汽豐田 LWH (L4.W2R.H4)

2.廣汽本田TBH（4T、2BR、4H）

3.三菱 TL BL WL (4TL,2BL,4WL)

4.中國/歐洲XYZ (400X ,200Y ,400Z)

檢具底板分類

量具底板根據(jù)材質(zhì)和工藝的不同，大致可分為鋼結(jié)構(gòu)焊接、鑄鋁和鑄鐵、鑄鋼、鋁板、鋁合金框架底座。鋼結(jié)構(gòu)焊接底板，考慮到其線膨脹率、剛度、價(jià)格等因素，廣泛用于鈑金件檢測(cè)工具。鑄鋁底板，考慮到其維修保養(yǎng)、加工方便、易回收等性能特點(diǎn)，通常用于內(nèi)飾件、單件鈑金沖壓件、鑄鐵、鑄鋼等小型檢測(cè)工具，其穩(wěn)定性和適當(dāng)熱處理后的可靠性 性能良好，但生產(chǎn)加工周期長、能耗高等因素汽車檢具，

鋁板支撐：

按材質(zhì)分，常用的鋁板有LY12、5052、6061、7075鋁板。

7075和6061是目前市場(chǎng)上的首選：

鋁板特點(diǎn)：

1） 高強(qiáng)度可熱處理合金

2） 良好的機(jī)械性能

3） 易加工，耐磨性好

4） 防腐、抗氧化

焊接底座：

焊接結(jié)構(gòu)是世界上一些工業(yè)國家常用的方法。該類結(jié)構(gòu)線膨脹率低，易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，使用更靈活。當(dāng)發(fā)現(xiàn)量規(guī)底板剛度不足時(shí)，可修補(bǔ)加強(qiáng)筋。焊件材料的可焊性較好。適用材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215、Q235、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼、15Mn等。常用的焊接需要進(jìn)行退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力，使其在正常使用下有足夠的強(qiáng)度，不翹曲變形。該圖顯示了從型材焊接的量規(guī)底板。制造成本遠(yuǎn)低于鑄件的成本結(jié)構(gòu)。常用的型材有工字鋼、角鋼、槽鋼等。使用型材可以減少焊縫的變形。當(dāng)焊接變形較大時(shí)，可采取以下措施減小變形。

1） 合理安排焊縫位置

2） 減小焊縫尺寸

3） 合理安排焊接工藝

近年來，鋼焊接結(jié)構(gòu)底板材料通常采用45號(hào)鋼或大平面A3鋼，焊接材料為槽鋼和方管。機(jī)加工后底板表面的厚度要求在25MM-35MM之間。根據(jù)底板的尺寸，應(yīng)采用不同的肋板布置。通常，應(yīng)使用 m 形網(wǎng)格樣式。每50mm至少應(yīng)有100mm長的弧焊縫。所有的弧焊都會(huì)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，容易造成底板變形。此時(shí)應(yīng)注意焊接工藝順序，避免報(bào)廢。焊接后必須進(jìn)行手工失效處理，以消除內(nèi)部焊接應(yīng)力，保持底板在工作狀態(tài)下的尺寸和性能穩(wěn)定性。此外，底板周圍必須有支撐腳設(shè)計(jì)。如果焊接底板過大，如側(cè)板總成尺寸的焊接底板，一般在中間加一個(gè)支撐腳，以提高其剛性。

常用焊接底板材料選用Q235A和槽鋼

焊接鋼板的技術(shù)要求如下：

1） 焊縫均勻、牢固、美觀

2） 底座要有足夠的強(qiáng)度

3） 上表面周圍的 C5 倒角

4） 上表面需要做防銹處理

鑄造基地：

鑄造結(jié)構(gòu)

鑄鐵和鑄鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可制造性好，易于獲得復(fù)雜形狀的內(nèi)外輪廓，并具有良好的強(qiáng)度、剛度、抗振性、穩(wěn)定性和可靠性。缺點(diǎn)是周期長，能耗高，單件制造成本高。

鑄鋁是一種按標(biāo)準(zhǔn)成分配比制備的純鋁或鋁合金錠，然后人工加熱使之變成鋁合金液態(tài)或熔融態(tài)，再通過專業(yè)模具或相應(yīng)工藝將鋁或鋁液熔化。將合金倒入型腔并冷卻以形成所需形狀的鋁制零件的過程?？紤]到經(jīng)濟(jì)性和功能性等因素，目前的鑄造材料一般采用鑄鋁材料ZL104，有利于減輕重量。鑄件中大量加入鉛，會(huì)大大降低底板的剛度，也會(huì)損害表面質(zhì)量。所以，

在設(shè)計(jì)鑄鋁底板結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)筋的布置和相關(guān)尺寸的合理分配。大于10mm/小于20mm的加強(qiáng)筋比較合適。過厚的筋可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度降低；當(dāng)肋骨太細(xì)時(shí)，很可能會(huì)產(chǎn)生整個(gè)變形。鋁合金鑄造時(shí)工藝控制非常重要，尤其是工作面的處理。工作面應(yīng)置于砂模底部，在砂坑內(nèi)放入冷鐵，以獲得致密的內(nèi)部組織（局部冷卻會(huì)加速組織的形成。加速）。

澆注冒口的設(shè)計(jì)需要考慮金屬流動(dòng)方向、角度、澆口尺寸等因素。澆注冒口在考慮金屬流動(dòng)方向的同時(shí)還應(yīng)注意加料要求。

鑄鋁基板技術(shù)要求：

1） 無圓角 R3-R5

2） 產(chǎn)品不得有夾渣、氣孔、縮孔、裂紋、渣孔等影響零件強(qiáng)度和外觀的缺陷

3） 底座要有足夠的強(qiáng)度

4） 底板需要進(jìn)行失效處理，以消除鑄件急冷和壁厚不均引起的內(nèi)應(yīng)力，保持底板的尺寸和性能處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。時(shí)效處理后底板的力學(xué)性能和拉伸性能將得到極大的提高。

鋁合金底座：

型材作為一種方便、低成本的原材料，目前廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。型材是通過軋制、擠壓鑄造等工藝制成的具有一定幾何形狀的具有一定剛性和韌性的材料。該型材的特點(diǎn)是重量輕，不加工或少加工，可以充分利用原材料。型材的使用是提高材料利用率和降低成本的主要途徑之一。

檢具底座的選用原則：

底板平面尺寸小于600×600范圍，采用6061底板作為底板，如圖1所示；

底板平面尺寸大于600×600，底板必須為砂光底板或焊接底板。具體選用的材料根據(jù)客戶要求確定。