小型車身沖壓零件檢具設計的一般方法和步驟？

車身沖壓件，子組件（通過焊接沖壓件制成），車身框架，各種內部裝飾件等統(tǒng)稱為車身板。面板的制造質量對于整車的質量至關重要，尤其是對于各種類型的汽車而言。乘用車的焊接生產(chǎn)和整車的外觀影響很大，因此對其質量的檢驗已成為汽車制造商必不可少的工作。對于中國重要的小型沖壓件，一般使用專用的檢驗夾具（簡稱檢驗夾具）作為控制工序間產(chǎn)品質量的主要檢驗手段。美國，德國，日本和其他汽車工業(yè)較高的國家都已開始采用在線測試設備來快速有效地響應產(chǎn)品質量問題。我國的上海大眾汽車制造有限公司于2001年引進了兩套在線檢測設備，但由于技術和管理原因，尚未得到有效利用。而且，由于在線檢查設備的高成本和技術要求，在我國很難普及。它被應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汽車工業(yè)中廣泛使用。國家經(jīng)貿委已將檢查工具的生產(chǎn)能力列入了車輛企業(yè)生產(chǎn)狀況評估程序。因此，操作簡便，檢測精度高的專用檢測工具的設計與制造已成為許多汽車制造商迫切需要解決的問題。

2車身小型沖壓件檢查夾具的組成和特點

車身小沖壓件的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組成（見圖1)。檢查的元素是工件的形狀（包括輪廓和工件），曲面的形狀等）特征的位置，例如孔，法蘭等。檢具設計時，尺寸參考通常將其放置在身體坐標系中，并在X，Y和Z方向上每100mm繪制坐標線。使用底板上的參考塊和基準孔建立量規(guī)的坐標系。

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，并且具有非軸對稱和剛性差的特征。因此，定位，支撐和夾緊是困難的。目前，大多數(shù)車身沖壓件均由數(shù)控機床根據(jù)數(shù)字模型和預定的加工程序進行檢查，以自動完成一次需要加工的所有表面和孔。用于檢查的大多數(shù)材料是環(huán)氧樹脂。檢驗設計完成后檢具設計，根據(jù)檢驗細節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在要檢驗的關鍵部位建立截面模型。

檢具設計的3個常規(guī)步驟

3.1特定于工件和檢查的設計建模

首先，必須參考零件圖紙分析工件，并應初步制定檢具設計計劃，以確定參考表面，檢查工具，檢查部分的不平整度，定位表面等。 ，然后簡單地繪制其二維示意圖。

在檢驗工具的設計中，檢驗的具體設計模型是關鍵，它直接影響檢驗工具能否準確地檢測出工件的質量。由于車身面板的特征主要是自由曲面，因此“從對象反向搜索”是當前的通用建模方法。反向搜索是一種基于現(xiàn)有工件或物理原型構造具有特定形狀和結構的原型模型，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準工件表面，基于點云收集工件表面特征信息，將點坐標轉換為車身坐標，并使用Surfacer軟件處理該點信息，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，可以通過從點云到曲面的最大和最小距離來檢測生成的原型模型。應當注意，此時獲得的模型是沒有厚度的薄片模型。必須根據(jù)掃描儀掃描的表面將模型區(qū)分為工件的內表面還是外表面，這對于檢查特定設計尤為重要。

為了通過檢查工具對工件的自由表面進行檢查，通常在被檢查表面和工件內表面之間保持約2-3mm的恒定間隙。根據(jù)設計的表面數(shù)字模型，數(shù)控加工機床可以實現(xiàn)高精度。要求在實際檢查過程中，可以通過量具表面和專用測量工具的往復運動來測量工件表面的偏差。有兩種主要方法可檢測工件的外輪廓。在設計相應的檢查工具時：①檢查表面沿工件的外輪廓線切向向外延伸約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，將工件表面向內偏移2-3mm（如果生成的工件模型是外表面，則在進行偏移時增加工件的厚度），然后移動表面沿輪廓線的切線或法線延伸為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作為檢查體模型。由于車身罩的復雜性，在生成檢查表面時常常需要將上述兩種方法結合起來，對于某些特殊的輪廓而言仍然很難實現(xiàn)。圖2顯示了復雜形狀的處理示意圖。在圖中，發(fā)動機支座的工件表面顯然在兩個位置1和2處自相交和干涉。為確保檢測到工件的主要輪廓，在垂直方向的拐角處進行檢測如圖所示，犧牲了高度差以產(chǎn)生檢查。對于特定表面，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。當然，在檢查工具（尤其是檢查設備）的設計中也會遇到很多類似的問題，有必要對檢查工具的原理進行深入的了解和體會。

3.2截面模型的設計建模

通常通過橫截面模板來檢查工件的關鍵表面。檢查工具的橫截面模板分為兩種類型：旋轉和插入。當橫截面模板的跨度超過300mm時，為了確保在垂直方向上的檢測精度，通常將其設計為插件。檢查表面檢查工件的內表面，而橫截面模板用于檢查關鍵部分的外表面。通常，工作表面距離工件的外表面2-3mm。其建模方法與檢查工具的表面相似。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。復雜形狀的橫截面模板在旋轉或插入時會產(chǎn)生干擾。在實際設計中，可以分幾個部分對其進行處理，如圖3所示。

如果將其設置為插件部分模板，則會干擾工件的定位銷；如果設置為單旋轉型，由于工件本身的多重折疊，會干擾檢查體或工件，因此設計成兩個獨立的零件。旋轉截面模型可以滿足綜合要求測試。

3.3工件的定位和夾緊

正確正確放置工件是準確測量的基礎。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與永磁體的夾緊和配合來完成的。隨著檢查工具在車身制造中的廣泛應用，杠桿式活動卡盤和永磁體都有一系列產(chǎn)品可供選擇。可移動卡盤還配備有一個或多個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?；蛴媒饎偸孱^銷限制ZXYZ四個方向的自由度。在設計檢查工具時檢具設計，請在檢查體上定位孔的位置鉆孔（視定位銷襯套的插入而定），并給出定位孔的體坐標。同時，將定位墊片和活動卡盤布置在剛性好，工件分布合理的位置，以確保工件的牢固定位。在設計中應盡量減少夾緊點的數(shù)量，以確?；顒涌ūP在工作時不會干擾其他零件?？紤]到工人的方便，最后給出了定位墊上表面中心的身體坐標。

對于只有一個定位孔的工件，由于主定位孔只能限制兩個自由度，因此定位墊片還限制了工件的自由度，以防止工件圍繞主定位銷旋轉（見圖4）。 ）

3.4底板組件的設計

將檢查體的上表面沿參考平面方向延伸一定距離，以使最低點的厚度大于150mm，以確保檢查體具有足夠的強度，并嘗試使檢查體的底面檢查主體，即底板組件的上表面（基準平面），位于主體坐標系的整數(shù)位置。檢查底板組件通常由底板，槽鋼（必要時在加工過程中），定位塊和萬向輪組成。當基板由檢查底座固定時，其他零件可根據(jù)實際情況選擇標準型號。

3.5孔檢測

車身沖壓件上的許多重要孔和法蘭需要單獨測試。在檢查工具的設計中，通常將1mm厚的凸臺添加到檢查體的上表面。凸臺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。凸臺檢測使用雙重劃線方法（見圖5)。當被測孔的精度要求較高時，將定位孔用于使用塞規(guī)和襯套進行檢測。

4結論

在大型車身覆蓋部件中，由于形狀復雜，體積龐大，生產(chǎn)成本高以及檢查對象一、的柔韌性差，因此難以快速獲得大量準確的信息，并且已通過自動化逐步發(fā)展。已經(jīng)取代了檢查方法（例如在線檢查系統(tǒng)），但是對于大量生產(chǎn)的小型沖壓零件的檢查，我國的汽車制造商仍然主要依靠這種檢查工具。