汽车零部件检测工装轻量化研究
在许多机械制造行业中，模具、夹具、检具的开发和生产是必不可少的。近年来，随着汽车行业各种新车型的频繁更新换代，工装开发等价物市场稳步增长。在增加大量汽配检测工具的同时，也增加了大量的物流运输成本、人工转运成本、机器成本。如何有效降低工装开发的制造成本和运输成本成为市场热点。
本文的研究方向主要是从轻量化检具的角度出发，从汽车零部件检具的结构和材料入手，在不影响使用的情况下，简化检具的整体设计结构，优化检具的性能和材料。检查工具。轻量化的设计与制造方法，达到降低零件生产成本、优化检具性能、简化产品开发流程的目的。
国内汽车零部件检测工具的发展现状
目前，中国市场上汽车零部件检测工具主要分为三大类：装配检测工具、冲压单件检测工具、热成型检测工具。
装配检具及冲压单件检具材料研究现状
根据市场行业信息，目前主流市场汽车零部件装配冲压一体式检具本体采用7075系列铝合金，检具成型后本体表面进行阳极氧化处理。7075系列铝合金是一种高强度的可热处理合金，机械性能好，易加工，耐磨性好，耐腐蚀性能和抗氧化性好，阳极氧化后表面硬度可达300HV。主要参数如下：
热成型量规材料的研究现状
据相关资料显示，目前市场上大多数热成型零件的量具本体采用两种材料：一种是45#钢，表面镀镍和磷；另一种采用7075系列铝合金作为量规主体，表面经过硬质阳极氧化处理。热成型汽车零部件硬度高汽车检具，使用频率高。检验工具的研制应考虑其耐磨性的硬度要求。
根据东风（武汉）工业有限公司热成型汽车零部件硬度测试数据和部分网络测试数据得出的结论，热成型零部件的硬度可达360-480HV，而一般铝型材表面用普通阳极制作的压力表只能达到300HV。检具在使用中容易被零件划伤，因此普通阳极氧化铝合金检具无法满足热成型零件的检验要求。主要材料参数如下：
检具结构现状研究
目前市场上使用的汽车零部件检具大多采用仿制件，基本结构为：检具底座、底板、底座、检具本体、夹头、夹具、量具组件等；检查 工具的整体重量主要由底座、底座、底板和主体贡献。具体比例因部位不同而异，如图1和图2所示。
图1 钢质检具（重量：560kg）
图2 铝制检具（重量：420kg）
汽车零部件检测工具轻量化研究的目的和意义
根据之前的研究内容，两套检具箱的总重量都在500kg以上。当检具整体重量较大时，会存在以下问题：
① 检具整体重量过大，在运输过程中势必会产生较高的运输成本，尤其是数量较大时；
②在作业现场人工搬运重物不方便。以东风（武汉）实业有限公司为例，现场使用检具的质检员必须经常手动检查检具；当检查工具较重时，检查工具对员工的身体素质要求较高，一般女性员工基本无法做到独立。寄售
③一般密封的检验工具存放在货架上。当检查工具较重时，货架图3的承重要求较高，必然会造成较高的仓储成本；
本文的主要研究目的是在保证检具整体结构和功能不受影响、不增加制造成本的前提下，实现检具的轻量化设计与制造，以解决以上使用中的问题。为汽车零部件的生产质量提供有力支持。
汽车零部件检测工具轻量化发展路径研究 从结构方面进行轻量化研究。检具底板的轻量化研究如图1和图2所示。由钢制成，整体厚度在20-40之间，具体厚度根据检具的尺寸而有所不同。底板对检具本身重量的贡献可达30%～50%，因此从底板开始检具轻量化研究是必然的想法。
从检具底板的功能来看，主要有以下三个功能：
①支撑检具本体；
②放置检具的基准、铭牌、量规等部件；
③底板上百条网格线提供坐标引导；
因此，我们可以在保证满足上述功能要求的同时，对检具的底板结构进行适当的轻量化设计。考虑到这一点，如果将量具底板的非功能位置挖空，可以降低成本。
如图3和图4所示，我们在最近的项目中已经使用了底板的轻量化设计。有些检测工具的功能面很少，这样我们就可以将非功能位置的底板挖空，实现底板。轻量化的目的；这不仅节省了材料，降低了成本，而且还减轻了重量。
Ontology轻量级校验夹具的研究
如图1和图2所示，目前市场上的大部分仪表体都是由实心铝块或钢块制成，这使得仪表体相对较重。量具体的重量对量具的整体重量贡献很大，所以我们从量具体的轻量化方向入手，研究减轻量具重量的方法。
就检具本身的功能而言，主要有以下功能：
① 通过零柱支撑零件体；
②提供孔位检查销座；
③为部分零件的表面检测提供参考面；
④为零件修边检查提供参考面；
根据以上功能汽车检具，我们可以考虑在实现量具本身功能的前提下，实现量具的轻量化设计。
实际上，在以量具体轮廓为基准检测零件轮廓位置时，只能检测边缘轮廓，中间位置包裹在其中，无法使用。它只能通过样品刀或其他方法检测。由于需要考虑热胀冷缩的影响，量具本体是逐件设计制造的，如图3和图4所示，我们可以将量具的非功能位置挖空。因此，镂空设计不会产生更多的机器成本。因此，可以达到车身轻量化设计和制造的目的。图3是我们最近新建的项目主体采用轻量化设计后的效果。
来自材料的轻量级研究
热成型汽车零部件检具从材料方面实现轻量化研究 根据本文第一章目前国内汽车零部件检具材料，国内汽车零部件检具的现状，大部分热成型零部件采用7075系列铝合金和45#钢。我们主要从检查工具的铝制零件的使用开始。汽车零部件检具使用7075系列铝合金材料时需要考虑的主要性能参数如下：
根据相关材料研究，7075系列铝合金为航空铝材，其性能参数水平远超检具要求。这种材料可以用另一种材料代替，即6061系列铝合金。关于检查工具，应考虑该材料。生产的主要性能参数如下：
根据以上参数，6061系列铝合金的密度小于7075系列铝合金。因此，同等体积的铝合金6061系列铝合金的整体重量会比较轻。同时可以看出，价格可以便宜近一半，并且热膨胀系数相同；那么虽然6061系列铝合金本身硬度不大，但经过表面硬质氧化处理后，表面硬度主要取决于氧化层。硬质氧化层的表面硬度为380-500HV，所以涂装后的硬度上面两者没有区别，耐磨指数也一样。所以，
根据我国汽车零部件检测材料使用现状，从材料方面对国内汽车零部件冷冲压装配用检测工具和材料的现状进行了梳理。装配零件所用的检具大多为7075系铝合金。
我们主要从检查工具的铝件的使用开始。根据3.2.1的研究分析结论，当检具本体采用6061系列铝合金时，冷冲压件的装配和检具也同时使用。
目前市场上很多车型更新换代快，导致检测工具的生产时间长了不使用。这样，我们就不需要用更好的材料来加工生产一些估计产量不大的检测工具，造成不必要的浪费。查阅相关资料得知，BM5166系列树脂材料可替代铝合金制作量规体。相关参数如下：
根据以上参数综合对比评价，该材料满足冲压件主体材料的基本要求，可用于冲压件生产。并且杆面比铝合金小很多，可以达到轻量化的目的。但使用BM5166材料作为检具本体时应注意以下优缺点：
优势：
①轻量化：可显着减轻检具重量；
②容量修改：采用BM5166树脂材料，模块的修改修改更加方便快捷；
③经济性：材料成本相对较低，光模块减少了员工的工作量。
缺点：
①使用寿命短，可正常使用3-5年，模组不耐磨；
②加工比较脆弱，加工过程中容易吹入灰尘。
检具轻量化研究应用前景评价
对任何企业来说，降低生产成本、优化工具设备性能、简化产品开发流程，就像沙漠中的雪雨碳火。越多越好。汽车零部件检具轻量化的研究在一定程度上大大降低了检具开发行业的成本，同时优化了部分材料和结构的性能要求。同时，简化的设计结构也缩短了产品开发流程，减少了检测工具。工具开发困难。为汽车零部件的生产制造提供了强大的成本优势。
综上所述
汽车零部件检测工具的轻量化研究是我国汽车零部件产业发展的一个非常重要的课题。汽车零部件检具的轻量化设计，不仅可以降低许多零部件制造环节中检具的运输成本，而且大大减少了操作人员的转移工作量和检具生产调试人员的难度。同时，轻量化设计的考虑间接降低了检具设计的部分成本和制造成本。
例如，通过本文所述的方法对量具结构进行轻量化设计后，减少了大量的加工工艺，节省了大量的量具制作材料。同时，通过材料的替代降低了检具的材料成本。检具轻量化研究的目的，不仅是为了解决运输和制造的困难，更是为了降低成本，优化结构。对降低汽车零部件的生产制造成本，缩短汽车零部件项目的开发周期具有重要的影响和作用。
作者：魏永强、杨宇、龙曲波、何东方、雷涛东风（武汉）实业有限公司
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