硬件解释：车身小型冲压件的通用方法和步骤检具设计
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。面板的制造质量对于整车的质量至关重要，尤其是对于各种类型的汽车而言。乘用车的焊接生产和整车的外观影响很大，因此对其质量的检验已成为汽车制造商必不可少的工作。对于中国重要的小型冲压件，一般使用专用的检验夹具（简称检验夹具）作为控制工序间产品质量的主要检验手段。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年推出了两套在线检测设备，但由于技术和管理原因，以及在线检测设备的高昂成本和技术要求，未能有效使用。在我国很难通用。它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小型车身冲压件检验工具的组成和特点
用于车身小型冲压件的检验工具主要由底板组件，检验主体，截面模型，主要和辅助定位销以及夹紧装置组成（见图1)。主要元素）检查的对象是工件的形状（包括轮廓和曲面的形状等）是特征（例如孔和法兰）的位置。检具设计时，尺寸参考通常放置在汽车中体坐标系，并在X，Y和Z方向上每100mm绘制一条坐标线，并使用底板上的参考。块和基准孔建立了量规的坐标系。
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，支撑和夹紧是困难的。目前，大多数车身冲压件均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。用于检查的大多数材料是环氧树脂。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自动检具，并在要检验的关键部位建立截面模型。
3 检具设计个常规步骤
3.1特定于工件和检查的设计建模
首先，必须参考零件图纸分析工件，并应初步制定检具设计计划，以确定参考表面，检查工具，检查部分的不平整度，定位表面等。 ，然后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。由于车身面板的特征主要是自由曲面，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。必须根据扫描仪扫描的表面将模型区分为工件的内表面还是外表面，这对于检查特定设计尤为重要。
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，数控加工机床可以实现高精度。要求在实际检查过程中，可以通过量具表面和专用测量工具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检查表面沿切线方向沿工件的外轮廓向外延伸约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，则在偏移时应添加工件的厚度），然后弯曲表面轮廓线的切向或法线延伸为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成为检查体模型。由于车身罩的复杂性，在生成检查表面时常常需要将上述两种方法结合起来，对于某些特殊的轮廓而言仍然很难实现。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第一和第二位置是自相交并干涉的。为了确保检测到工件的主轮廓，牺牲了具有垂直高度差的拐角处的检测，以进行检查，如图所示。对于特定表面，最后在被检表面上沿工件轮廓以3mm的间隔加双划线，以便于检测工件轮廓。当然，在检查工具（尤其是检查设备）的设计中也会遇到很多类似的问题，有必要对检查工具的原理进行深入的了解和体会。
3.2截面模型设计建模
通常通过横截面模板来检查工件的关键表面。检查工具的横截面模板分为两种：旋转工具和插入工具。当横截面模板的跨度超过300mm时，为了确保在垂直方向上的检测精度，通常将其设计为插件。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，并且可以在实际设计中进行细分，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自动检具，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
正确正确放置工件是精确测量的基础。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持定位或与永磁体的夹持配合来完成的。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XY方向的自由度。辅助定位销是锥形销或菱形插头，用于限制ZXYZ四个方向的自由度。设计检查工具时，在检查体上定位孔的位置打孔（取决于定位销衬套），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。在设计工件时，应尽量减少夹紧点的数量，以确保可动卡盘在工作时不会与其他零件发生干扰。考虑到工人的方便，最后给出了定位垫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，因此定位垫片还限制了工件的自由度，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
沿着检查平面的方向将检查体的上表面延伸一定距离，以使最低点的厚度大于150mm，以确保检查体具有足够的强度。同时，尝试使检查主体的底面（即底板组件的上表面）（基准面）处于主体坐标系的整数位置。检查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。当基板由检查机构固定时，可以根据实际情况选择其他零件。
3.5孔检测
车身冲压件中的许多重要孔和法兰需要单独测试。
