车身小型冲压件的一般方法和步骤检具设计
1 简介
车身冲压件、分总成（通过焊接冲压件制成）、车身框架、各种内饰件等统称为车身板件。面板的制造质量对整车质量至关重要，尤其是轿车和各种乘用车的焊接。装配生产和整车的外观影响很大，因此质量检验成为汽车制造商必不可少的工作。对于我国重要的小型冲压件，一般采用专用检具（简称检具）作为主要检验手段，控制工序间的产品质量。美国、德国、日本等汽车工业发达的国家都开始采用在线检测设备来高效、快速地响应产品质量问题。我国上海大众汽车制造有限公司于2001年引进了两套在线检测设备，但由于技术和管理原因未能得到有效使用。而且，由于在线检测设备成本高、技术要求高，在我国难以普及。适用于小型车身冲压件的检测。近年来，随着乘用车及乘用车行业的快速发展，车身板件检测工具在国内汽车行业得到广泛应用。国家经贸委已将检具生产能力列入整车企业生产状况考核程序。因此，设计和制造操作方便、检测精度高的专用检测工具已成为众多汽车制造商亟待解决的问题。
2 小型车身冲压件检具的组成及特点
车身小冲压件检具主要由底板总成、检具、断面模型、主副定位销和夹紧装置组成（见图1)。主要元件检查是工件的形状（包括工件的轮廓和表面。孔，法兰和其他特征的形状等）。检具设计时，尺寸参考一般放在body坐标系中，在X、Y、Z方向每100mm画一条坐标线，并用参考块和参考孔建立坐标系的量具。
车身冲压件大多具有空间曲面、局部特征多、非轴对称、刚性差等特点，定位、支撑、装夹难度较大。目前，大部分车身冲压件的检测都是由数控机床根据数字模型和预定的加工程序一次性自动完成，自动完成所有需要加工的表面和孔。检查材料多为环氧树脂。检测设计完成后，再根据检测细节确定底板组件的位置和尺寸，并在需要检测的关键部分建立横截面模型。
3 检具设计 一般步骤
3.1 工件和检测特定的设计建模
首先参照零件图分析工件，制定检具设计的初步方案，确定基准面、检具的不平整度、检查断面、定位面等，简单画出其二维示意图。
在检具的设计中，检具的具体设计建模是关键，它直接影响检具能否准确检测工件的质量。由于车身面板以自由曲面为主的特性，“从实物逆向搜索”是目前通用的建模方法。逆向搜索是在现有工件或物理原型的基础上，利用激光扫描仪采集数据，并通过数据处理、三维重建等过程，构建具有特定形状和结构的原型模型的方法。我们使用激光扫描仪对标准工件表面进行扫描，基于点云采集工件表面特征信息，将点坐标转换为车身坐标，并使用surfacer软件对点信息进行处理，得到工件表面的特征曲线。, 从而生成最终的自由曲面模型；同时，可以通过点云到表面的最大和最小距离检测生成的原型模型。需要注意的是，此时得到的模型是没有厚度的片状模型。需要根据扫描仪扫描的表面来区分型号是工件的内表面还是外表面，这对于检测的详细设计尤为重要。生成的原型模型可以通过点云到表面的最大和最小距离进行检测。需要注意的是，此时得到的模型是没有厚度的片状模型。需要根据扫描仪扫描的表面来区分型号是工件的内表面还是外表面，这对于检测的详细设计尤为重要。生成的原型模型可以通过点云到表面的最大和最小距离进行检测。需要注意的是，此时得到的模型是没有厚度的片状模型。需要根据扫描仪扫描的表面来区分型号是工件的内表面还是外表面，这对于检测的详细设计尤为重要。
为了实现检测工具对工件自由曲面的检测，检测面与工件内表面的间隙一般保持在2-3mm左右的恒定间隙。检测时，可以用专用量具，通过量规表面的往复运动来测量工件表面的偏差。检测工件外轮廓的方法主要有两种。设计相应的检测工具时： ①检测面沿工件外轮廓切线向外延伸约20mm；②沿工件外轮廓法线方向向下延伸约20mm。一般的CAD软件（如UG），将工件表面向内偏移2-3mm的距离（如果生成的工件模型是外表面，做偏移时加上工件的厚度），然后将表面沿轮廓的切线或法线延伸为20mm得到检测体的检测面，然后拉伸到参考平面一定距离作为检测体模型。由于车身覆盖件的复杂性，在生成检测面时往往需要将上述两种方法结合起来，但对于一些特殊的型材来说，这仍然难以实现。图2为复杂形状的加工示意图。图中，发动机支架的工件表面有明显的自相交和两处干涉。对于特定的曲面，最后，沿工件轮廓和被检混凝土表面3mm间隔的双划线，方便工件轮廓的检测。当然，在检具（尤其是检具）的设计中会遇到很多类似的问题，需要对检具的原理有透彻的理解和体会。
3.2 横截面模型的设计建模
工件关键面的检测一般是通过截面模板来实现的。检具的截面模板分为旋转式和插入式两种。当截面模板跨度超过300mm时，为保证垂直方向的检测精度，通常设计为插件式。检测面检测工件的内表面，截面模板用于检测临界截面的外表面。一般工作面距工件外表面2-3mm。建模方法和检查工具 表面相似。断面模型的板体材料一般为钢或铝等金属，工作面部分可由铝或树脂制成。复杂形状的横截面模板在旋转或插入时会发生干涉。在实际设计中，可以分段处理，如图3所示。
如果设置为插入式截面模型，会干扰工件的定位销；如果设置为单回转式，由于工件本身的多次折叠，会干扰检测体或工件，所以设计为两个独立的回转段。该模型能够满足综合测试的要求。
3.3 工件定位夹紧
工件正确、合理的定位是准确测量的基础。车身盖在检具上的定位方法主要通过定位孔与卡盘的夹持定位或与永磁体的夹持配合来完成。随着检具在车身制造中的广泛应用，无论是杠杆式活动卡盘还是永磁体，都有一系列产品可供选择。活动卡盘还配有不同类型和尺寸的支架或支架。大多数车身面板都有主定位孔和辅助定位孔。主要定位销一般为圆柱销（圆孔）或菱形销（腰孔），以限制X、Y方向的自由度；辅助定位销为锥形销。或者菱形插销来限制ZXYZ四个方向的自由度。设计检具时，在检具上定位孔的位置钻孔（以插入定位销衬套为准），并给出定位孔的本体坐标。同时，在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，确保工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。设计检具时，在检具上定位孔的位置钻孔（以插入定位销衬套为准），并给出定位孔的本体坐标。同时，在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，确保工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。设计检具时，在检具上定位孔的位置钻孔（以插入定位销衬套为准），并给出定位孔的本体坐标。同时，在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，确保工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。在检测体上定位孔位置钻孔（以插入定位销衬套为准）检具设计，并给出定位孔的体坐标。同时，在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，确保工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。在检测体上定位孔位置钻孔（以插入定位销衬套为准），并给出定位孔的体坐标。同时，在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，确保工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，保证工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘，保证工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量，以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便，最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。
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，定位垫片还起到限制工件自由度的作用，防止工件绕主定位销旋转（见图4）
3.4 底板总成设计
在检测体上表面沿基准面拉伸一定距离，使其最低点厚度大于150mm，以保证检测体有足够的强度。)，在身体坐标系的整数位置。检测体的底板总成一般由底板、槽钢（必要时在加工中）、定位块和万向轮组成。基板经检测体固定后，其他部位可根据实际情况选用标准型号。
3.5孔检测
车身冲压件中许多重要的孔和法兰需要单独检测。在检查工具的设计中，通常在检查体的上表面增加一个约1mm厚的凸台。凸台的中心与工件孔的中心在同一轴线上，直径比孔的直径大5mm。凸台检测采用双划线法（见图5)。当被测孔精度要求比较高时，定位孔用塞规和衬套检测。
4。结论
在大型车身覆盖件中，由于检测对象形状复杂、体积庞大、生产成本高、灵活性差，难以快速获取大量准确信息，逐渐被检测出来通过先进的自动化。手段（如在线检测系统）取代了，但是对于大批量生产的小型冲压件的检测检具设计，目前我国的汽车生产企业还是主要依靠这类检测工具。
