钣金零件检具设计_机械/仪器_工程技术_专业信息
钣金零件检具设计摘要：从汽车结构开始，结合实例，解释了小型冲压零件检具设计的一般方法和步骤以及用于检查特定设计和造型的新思路，以及小规模[ 检具设计解决常见问题。关键字：检具设计，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，各种内部装饰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，尤其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，因此其质量检查已成为汽车制造商不可或缺的工作。 。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，日本和汽车工业中其他高度自动化的国家都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年引进了两套在线检测设备，但由于技术和管理原因，尚未得到有效利用。而且，由于在线检查设备的高成本和技术要求，在中国很难普及，它被应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入了车辆企业生产状况评估程序。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组成。检查的主要元素是工件的形状（包括工件的轮廓和曲面的形状等）以及孔和法兰等特征的位置。对于检具设计，通常将尺寸参考放置在身体坐标系中，并在X，Y和Z方向上每100mm绘制坐标线检具设计，并使用底板上的参考块和参考孔建立坐标系。量规的坐标系。大多数车身冲压件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。因此，定位，支撑和夹紧很困难。目前，大多数车身冲压件检查都是由CNC机床根据数字模型和预定的加工程序自动完成的，一次即可自动完成所有需要加工的表面和孔。检查材料主要是环氧树脂。检验设计完成后，根据检验细节确定底板组件的位置和尺寸，并在要检验的关键部位建立截面模型。 3 检具设计通用步骤3.1工件和检验的特定设计模型必须首先参考零件图，初步草图检具设计计划，确定基准面，检验工具的不平整度，检验截面，定位面等检具设计，并简单地绘制其二维示意图。在检验工具的设计中，检验的具体设计模型是关键，它直接影响检验工具能否准确地检测出工件的质量。由于车身面板主要是自由曲面的特性，因此“从对象反向搜索”是当前的通用建模方法。
反向搜索是一种基于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，主要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，并使用二合一软件处理该点信息以获得特征曲线。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，通常将检查表面和工件的内表面保持3mm或5mm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。工件表面的偏差可以通过专用测量工具通过测量表面的往复运动来测量。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。在一般的CAD软件（例如UG）中，将工件表面向内偏移3或5mm（如果生成的工件模型是外表面，则在偏移时添加工件的厚度），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。
由于车身罩的复杂性，在生成检查表面时经常需要将上述两种方法结合起来。对于某些特殊的配置文件，这仍然很难实现。图2显示了复杂形状的处理示意图。在图中，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。为确保检测到工件的主要轮廓，在垂直方向的拐角处进行检测如图所示，牺牲了高度差以产生检查。对于特定表面，最后以3mm的间隔使检查表面沿工件轮廓双线，以方便检查工件轮廓。当然，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深入的了解和经验。 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。检查工具的截面模板分为两种：旋转型和插入型。当横截面模板的跨度超过300mm时，可以保证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。截面模型的板体材料通常为钢或铝，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，可以分几个部分对其进行处理，如图3所示。
如果将其设置为插入式横截面模板，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表面，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测试的要求。 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通过永磁体的夹紧和装配来完成的。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一个或多个不同类型和尺寸的支架。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。在设计检查夹具时，在检查夹具主体上的定位孔位置打孔（取决于插入的定位销衬套），并给出定位孔的主体坐标。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。 3.4底板组件的设计沿参考平面方向将检查体的上表面拉伸一定距离，以使其最低点的厚度大于150mm，以确保检查体具有足够的强度。地板组件的上表面（基础表面）在身体坐标系的整数位置。
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，并且直径比孔的直径大5mm。双重划线方法用于凸台检测。当被测孔的精度要求较高时，该定位孔用于用塞规和衬套进行检测。 4结论在大型车身覆盖件中，由于形状复杂，体积大，生产成本高以及检查对象的柔韧性差一、，很难快速获得大量准确的信息，并且它已被高级自动化逐步检测到。代替了在线检查系统等手段，但对于批量生产的小型冲压件的检查，我国的汽车制造商仍然主要依靠这种检查工具。
