汽车检验工具的设计步骤_机械/仪器_工程技术_专业信息
摘要：从汽车的结构出发，结合实例，对小型车身冲压件检验工具设计的一般方法和步骤，以及针对检验专用设计建模的新思路进行了说明，并解决了常见问题。提出了小型检查工具的设计。方法。关键字：检查夹具设计，小型冲压零件1简介车身冲压零件，子组件（通过焊接冲压零件制成），车身框架，各种内部零件等统称为车身面板。面板的制造质量对整体而言至关重要。汽车的质量，特别是汽车和各种乘用车的焊接生产以及整车的外观都有很大的影响，因此对其质量进行检查已成为汽车不可或缺的工作。汽车制造商。在国内，对于重要的小型冲压零件，通常使用特殊的检查夹具（称为检查夹具）作为控制工序之间产品质量的主要检查手段。美国，德国，日本和其他汽车工业高度自动化的国家已开始采用在线测试设备，以快速有效地响应产品质量问题。我国的上海大众汽车制造有限公司于2001年推出了两套在线检测设备，但由于技术和管理原因，它们并未得到有效使用。而且，由于在线检查设备的高成本和技术要求汽车检具，在我国很难普及。适用于小型车身冲压件的检查。近年来，随着汽车和客车行业的快速发展，车身面板检查工具已在国内汽车工业中广泛使用。国家经贸委已将检查工具的生产能力列在车辆企业生产条件评估程序中。因此，操作简便，检测精度高的专用检测工具的设计与制造已成为许多汽车制造商迫切需要解决的问题。
2小型冲压件检查工具的组成和特点小型冲压件检查工具主要由底板组件，检查体，型材，主副定位销和夹紧装置（见图1)。主要要素是工件形状的位置（包括工件的轮廓和曲面的形状等），具有孔，法兰等特征。通常，将尺寸参考放置在身体坐标系中，并分别在X，Y和Z方向上绘制100mm间隔的坐标线，并使用底板上的参考块和参考孔确定尺寸。车身冲压件的大部分具有空间弯曲的表面和许多局部特征，并且具有非轴对称和刚性差的特征。 nd支撑难以安装和夹紧。目前，大多数车身冲压件都由数控机床根据数字模型和预定的加工程序进行检查，以自动完成一次需要加工的所有表面和孔。检查材料主要是环氧树脂。特定检查设计完成后，根据检查细节确定底板组件的位置和尺寸，并在要检查的关键部位设置横截面模型。 3检验工具设计的一般步骤3.1工件和具体检验设计模型的建立首先要参照零件图分析工件，初步制定检验工具的设计，确定基准面，不平整度。检查工具，检查部分，定位表面等，并简单地绘制其二维示意图。在检查工具的设计中，检查具体设计的关键是建模，它直接影响检查工具能否准确地检测出工件的质量。由于自由曲面作为主体遮盖物的特性，“逆向搜索”是当前的通用建模方法。
反向搜索是指根据现有工件或物理原型构造具有特定形状和结构的原型模型，使用激光扫描仪收集数据以及通过数据处理和三维重建过程的方法。我们使用激光扫描仪扫描标准工件表面，基于点云收集工件表面特征信息，将点坐标转换为车身坐标，并使用Surfacer软件处理该点信息，以获得工件的特征曲线。工件表面，从而生成最终的自由曲面模型；同时，可以通过从点云到曲面的最大和最小距离来检测生成的原型模型。应当注意，此时获得的模型是没有厚度的薄片模型。有必要根据扫描仪扫描的表面将模型区分为工件的内表面或外表面。这对于检查特定设计尤其重要。为了通过检查工具对工件的自由表面进行检查，通常将检查表面与工件的内表面之间的恒定间隙保持在约2-3mm的恒定间隙。根据设计的表面数字模型，数控加工机床可以满足更高的精度要求。在检查过程中，可以使用专用测量工具通过测量表面的往复运动来测量工件表面的偏差。有两种主要方法可检测工件的外轮廓。在设计相应的检查工具时：①检查表面沿工件的外轮廓线切向向外延伸约20mm； ②沿工件外形的法线方向向下延伸约20mm。在通用CAD软件（例如UG）中，将工件表面向内偏移2-3mm（如果生成的工件模型是外表面，则在进行偏移时增加工件的厚度），然后沿切线方向移动该表面或轮廓的正常延伸为20mm，以获得检查体的检查表面，然后将参考平面拉伸一定距离以作为检查体模型。
由于车身面板的复杂性，在生成检查表面时通常需要将上述两种方法结合起来，但是对于某些特殊的轮廓，这仍然很难实现。图2示出了复杂形状的处理的示意图。图中发动机支座的工件表面显然在两个位置1和2处自相交和干涉。为了确保检测到工件的主要轮廓，在垂直高度的拐角处进行检测牺牲差异以产生以下检查特定表面，最后将检查表面沿工件轮廓双线以3mm的间隔进行划线，以方便检查工件轮廓。当然汽车检具，在检查工具（特别是检查设备）的设计中会遇到很多类似的问题，有必要对检查工具的原理有透彻的理解和经验。 3.2横截面模板的设计和建模通常通过横截面模板实现对工件关键表面的检测。检查工具的横截面模板分为两种：旋转型和插入型。垂直方向的检测精度通常设计为插入式。检查表面检查工件的内表面，截面模型用于检查关键截面的外表面。通常，工作表面距离工件的外表面2-3mm。建模方法和检查工具表面相似。横截面模板的主体材料通常是钢或铝，并且工作表面部分可以由铝或树脂制成。复杂形状的横截面模板在旋转或插入时会产生干扰。在实际设计中，它可以分为几部分，如图3所示。
如果将其设置为插件部分模板，则会干扰工件的定位销；如果设置为单旋转型，由于工件本身的多重折叠，会干扰检查体或工件，因此设计成两个独立的零件。旋转截面模型可以满足综合要求测试。 3.3工件的定位和夹紧正确，正确地定位工件是准确测量的基础。主体盖在检查工具上的定位方法主要是通过定位孔和卡盘的夹紧和定位或与永磁体的夹紧和配合来完成的。随着检查工具在车身制造中的广泛应用，杠杆式活动卡盘和永磁体都有一系列产品可供选择。可移动卡盘还配备有不同类型和尺寸的托架或托架。大多数车身面板都有主定位孔和辅助定位孔。主定位销通常是圆柱销（圆孔）或菱形销（腰孔），以限制X和Y方向上的自由度。辅助定位销是锥形销。或用金刚石插头销限制ZXYZ四个方向的自由度。在设计检查工具时，请在检查体上定位孔的位置钻孔（视定位销衬套的插入而定），并给出定位孔的体坐标。同时，将定位垫片和活动卡盘布置在刚性好，工件分布合理的位置，以确保工件的牢固定位。在设计过程中，应尽量减少夹持点的数量，以确保活动卡盘在工作时不会干扰其他零件。并且考虑到工人的便利性，最后给出了定位垫的上表面中心的身体坐标。对于只有一个定位孔的工件，由于主定位孔只能限制两个自由度，因此定位垫片还起到限制工件自由度的作用，以防止工件围绕主定位销旋转（参见图4）3.4底板组件的设计在检查体上表面沿参考平面的方向拉伸一定距离，以使最低点大于150mm的厚度，以确保检查体具有足够的强度，车辆的上表面（基面）在车身坐标系的整数位置。
检查主体的底板组件通常由底板，槽钢（必要时在加工过程中），定位块和万向轮组成。检查机构固定好底板后，可根据实际情况选择其他型号标准型号。 3.5孔检查需要单独检查车身冲压件中的许多重要孔和法兰。在检查工具的设计中，通常将1mm厚的凸台添加到检查体的上表面。凸台的中心与工件孔的中心在同一轴线上，并且直径比孔大5mm。在轮毂检查中使用双划线方法（见图5)。当被测孔的精度要求较高时，将定位孔用于使用塞规和衬套进行检测。）4结论在大型车身覆盖物中零件，由于形状复杂，体积大，生产成本高，检查对象列表一、的灵活性差，难以快速获取大量准确的信息，已逐渐被先进的自动检查方法所代替（例如作为在线检查系统），但对于小批量冲压小件检查的批量生产，当前我们的汽车制造商仍主要依靠这种检查工具，实际上，设计检查工具的关键在于正确夹紧1.零件，包括定位，夹紧位置，夹紧顺序等，因为在钣金零件和注塑成型中检查零件时，夹紧是否正确t会导致零件变形。2.检验的基准建立系统，然后在检验工具上（而不是零件上）设置参考点，并通过六点定位原理确定坐标系。参考点是检验工具验证的基准，必须在一定时期内检查检验工具的准确性。有时，这些检查工具的基准是在手册中使用三个标准球，并且可以找到不同尺寸的检查工具。一系列尺寸以及检查工具上常用的一系列结构和零件（标准化），实际上，它只是标准化和方便的。如果知道所需控件的位置和内容，则可以自己设计。由于检测基准孔也存在偏差，因为在设计量规时应考虑公差
