關(guān)于汽車沖壓件的概念和要點(diǎn)檢具設(shè)計(jì)

1關(guān)于汽車沖壓件的思想和要點(diǎn)檢具設(shè)計(jì)摘要：汽車沖壓件檢查工具作為控制汽車沖壓件質(zhì)量的重要手段，已在國內(nèi)外汽車及零件制造商中廣泛使用。本文討論了如何設(shè)計(jì)一種操作簡單，檢測精度高的專用檢查工具。它介紹了檢查工具的布局，位置，自由度規(guī)則和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并將實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)合到要求精確度的設(shè)計(jì)方法和零件上?；疽匾言敿?xì)闡述。關(guān)鍵字：汽車沖壓件；檢查工具；設(shè)計(jì)思路；要領(lǐng)官方樣品中文分類號：TG38文件識別號：A.隨著近年來我國汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，汽車的外觀和內(nèi)部質(zhì)量已成為汽車制造商參與市場競爭的前提。汽車的外觀質(zhì)量及其內(nèi)部質(zhì)量主要取決于沖壓件的質(zhì)量，因此沖壓件的質(zhì)量控制非常重要。目前，沖壓零件的檢查已成為汽車制造商和零件制造商必不可少的工作。外國公司（德國，美國，日本等）通常使用特殊的測試夾具作為重要沖壓件的主要測試方法，以控制工序之間的產(chǎn)品質(zhì)量。汽車沖壓件檢查工具（以下稱為檢查工具）已在國外汽車工業(yè)中廣泛使用。汽車制造商非常重視如何評估檢查工具的質(zhì)量。因此，對于我國的汽車制造業(yè)來說，有必要生產(chǎn)高質(zhì)量的汽車，如何設(shè)計(jì)和制造具有操作簡便，檢測精度高的專用檢查工具已成為許多汽車制造商的迫切問題。本文試圖解釋兩種檢查夾具的設(shè)計(jì)思想和要點(diǎn)，供大家討論。

1.檢驗(yàn)治具簡介1. 1檢驗(yàn)治具定義顧名思義，檢驗(yàn)治具是一種專業(yè)的檢驗(yàn)治具，用于檢驗(yàn)，驗(yàn)證和判斷產(chǎn)品的尺寸質(zhì)量和形狀質(zhì)量。在零件生產(chǎn)現(xiàn)場，通過檢查工具在線檢查零件，需要將零件準(zhǔn)確地固定在檢查工具上，零件上不同性質(zhì)的孔和輪廓可以通過目測和通用測量工具進(jìn)行測量（鋼尺，塞尺，卡尺等），測試零件的外圍尺寸以及零件與零件之間的連接位置，以確?？梢栽谠嚿a(chǎn)或啟動生產(chǎn)中快速判斷零件。同時，當(dāng)生產(chǎn)要素（人，機(jī)器，材料，方法，環(huán)）發(fā)生變化時，使用檢查工具確認(rèn)零件的尺寸和形狀質(zhì)量，可以及時有效地防止不良產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。 。 檢具設(shè)計(jì)之前考慮的項(xiàng)目主要包括以下六個方面：①檢查工具的總體概念； ②根據(jù)零件圖的信息確定零件的定位基準(zhǔn)和定位方法； ③確定需要精度的零件的位置，精度確認(rèn)的方法和重要程度，并確定頻率； ④充分考慮零件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的變形量； ⑤檢查工具應(yīng)堅(jiān)固，不易變形； ⑥檢查工具在日常使用中應(yīng)盡可能方便，輕便，快捷。 1. 2檢具的結(jié)構(gòu)檢具的結(jié)構(gòu)通常由底板，基準(zhǔn)塊，檢具的主體，定位銷，3部檢查模板，快速夾具，升降裝置等構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如下圖所示：1. 3使用目的使用檢查工具的目的：快速準(zhǔn)確地檢測零件的形狀，修邊線，彎曲線，孔位置等，并判斷質(zhì)量狀態(tài)部分。 1. 4檢查工具的材料選擇①檢查工具的形狀：由可加工的樹脂材料（檢查工具的重量大于或等于20Kg）或鋁合金（檢查的重量）組成工具小于20Kg）; ②參考塊：工具鋼T10A（熱處理：淬火，HRC58以上），工具鋼和樹脂； ③截面檢驗(yàn)樣板：鋁合金，45鋼； ④銷釘：常用的圓銷有35鋼，45鋼；彈性銷為65Mn; ⑤基本結(jié)構(gòu)：方鋼（25×25或30×30或40×40）；⑥底板：鑄造鋁合金，可使用國產(chǎn)GB ZL101，且材料必須經(jīng)過時效和應(yīng)力等熱處理）浮雕；鋁合金底板可用于小規(guī)格；⑦其他：45鋼等。

2.檢查夾具布局，定位和自由度約束規(guī)則2. 1通常，檢查夾具布局是根據(jù)圖紙的正視圖或俯視圖（加載狀態(tài)）放置的，并且可以旋轉(zhuǎn)和放置如有必要，以90度為增量；為了便于檢查工具的使用和管理，對稱零件和左右零件應(yīng)盡可能地布置在底板上，只要外部尺寸允許即可。 2. 2檢查夾具的位置根據(jù)零件圖中給出的信息，確定定位基準(zhǔn)并設(shè)計(jì)定位裝置。一般方法如下：①銷釘定位：采用獨(dú)立的設(shè)計(jì)原理，一般采用錐形銷釘結(jié)構(gòu)，即：錐形銷釘或菱形錐形銷釘（必要時可加裝彈簧底板或快速夾緊裝置）； ②孔定位：采用定量方法（為保證長期精度和互換性定位，必須在孔上加孔套）； ③面定位：根據(jù)零件定位選擇表面和結(jié)構(gòu)特性。 2.三自由度約束規(guī)則在三維空間中，任何對象都具有六個自由度，即：沿三個軸平移和繞三個軸旋轉(zhuǎn)。為了確定對象在此坐標(biāo)系中的唯一位置，必須限制這6個自由度。約束自由度的分布規(guī)律如下：①根據(jù)測量工具的布局，使用3個固定點(diǎn)在測量工具最大投影面積的方向上約束3個自由度，即：1平移和2旋轉(zhuǎn)；使用2個固定點(diǎn)在投影區(qū)域的方向上約束2個自由度，即：1個平移和1個旋轉(zhuǎn)； ③使用1個固定點(diǎn)將1個自由度限制在量規(guī)的最小投影面積方向上，即：1個平移。

3.檢具設(shè)計(jì)參考5 3.1汽車坐標(biāo)系通常將兩個前輪軸的中心點(diǎn)作為原始點(diǎn)。從此點(diǎn)到車輛后方的方向?yàn)? X（或L +值），到乘客座椅的方向?yàn)? Y（或W值R），到車頂?shù)姆较驗(yàn)? Z（或H +值），如下圖所示：3.2檢查工具坐標(biāo)系考慮到使用檢查工具的便利性，檢查工具坐標(biāo)系一般遵循汽車坐標(biāo)系（根據(jù)圖紙信息提供）。量規(guī)的坐標(biāo)系根據(jù)量規(guī)的布置給出。 3.3檢查夾具原點(diǎn)檢查夾具的參考是參考平面和檢查夾具底板上的參考線。它是三維坐標(biāo)機(jī)測量零件時對齊坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，也是測量檢查夾具或檢查檢查夾具的基礎(chǔ)。通常有三種常見的表面參考方法：①底板的上表面（或下表面）和側(cè)面凸起部分； ②底板的上表面增加或“堆積”出小臺階，并以小臺階的上表面和側(cè)面高程為基準(zhǔn)。 ③在底板的上表面“挖”小臺階，并將小臺階的底面和側(cè)面標(biāo)高作為參考平面；有兩種常見的線參考方式：①底板長邊的兩端；孔連接。4.需要精度的零件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.1參考定位規(guī)格（樣品，即方法，方法或規(guī)格等）檢具設(shè)計(jì)，根據(jù)零件的圖紙信息，確定零件的檢驗(yàn)參考，并考慮零件參考定位的方法，即：零件參考定位規(guī)范；零件參考定位有兩種方法：孔參考定位和表面參考定位。4. 1. 1孔基準(zhǔn)定位孔基準(zhǔn)定位有2種方法：孔銷插入方法（孔銷固定）和孔銷插入方法。

通常有3種類型的孔銷：圓形直銷，錐形銷和金剛石圓錐銷。主固定銷通常使用圓形直銷銷和錐形銷，而輔助固定銷通常使用菱形圓錐銷孔。同時使用錐形銷和金剛石錐形銷進(jìn)行定位時，請選擇合適的壓緊裝置?？卒N植入方法（或孔銷固定）的定位規(guī)格如下：采用孔基準(zhǔn)定位時銷的選擇原則：①無論孔銷插入方法（孔銷固定）還是孔銷插入方法采用諸如分離等方式。當(dāng)使用定位銷進(jìn)行零件定位時，至少應(yīng)使用兩個定位銷。如果使用一個定位銷，則必須同時使用其他輔助定位方法； ②定位孔采用圓形直接定位時，孔銷直徑為：定位孔直徑D（或D-0.05）；③當(dāng)定位孔用錐形銷定位時，請確保定位錐度相同定位孔處于理想狀態(tài)；如下圖所示：7④用金剛石圓錐銷定位定位孔，并且在進(jìn)行主定位時，確保定位金剛石錐度的周長與定位理想狀態(tài)下的定位孔；進(jìn)行二次定位時，確保定位金剛石錐度的兩側(cè)（相對的兩個側(cè)面）與理想條件下的定位孔相同；定位孔大多為長孔或腰形孔?？讌⒖嘉恢玫墓潭ǚ椒ǎ嚎焖賷A緊和擰緊（不適用于金剛石銷）方法如下：4.1. 2平面參考位置表面參考位置分類規(guī)格如下：表面基準(zhǔn)定位時的固定方法：快速夾緊和壓制方法以及磁鐵吸附法，如下圖所示：使用表面基準(zhǔn)定位時選擇零件表面的原理：①僅設(shè)置工件表面的一側(cè)定位面朝同一方向，但零件較大時，可沿同一方向添加輔助定位面，且定位面不大于30mm×30mm； ②所選零件表面應(yīng)平整，無異形表面，穩(wěn)定性好（變形?。?，無干涉； ③所選零件表面強(qiáng)度足夠，不易彎曲變形。

84. 2檢查零件圖案4.2. 1使用標(biāo)記方法修剪邊緣線（零件輪廓等）和零件末端圖案時，有必要修剪該線（理論孔）形狀線）和外部參照線（3mm參照線）同時繪制，該線必須清晰可見。4. 2. 2當(dāng)彎曲線采用標(biāo)記方法時，必須同時繪制切割線（理論孔形線）和外部基準(zhǔn)線（3mm基準(zhǔn)線），并且該線必須清晰可見。4. 2. 3孔位置常規(guī)孔位置（參考孔除外）通過標(biāo)記方法和固定銷測量方法進(jìn)行測量。標(biāo)記方法分為：孔位計(jì)主體標(biāo)記和標(biāo)記銷標(biāo)記。當(dāng)孔的直徑小于3mm時，檢測孔位置的常用方法是在檢查體上刻上“十字”并標(biāo)上白色標(biāo)記。劃線方法：當(dāng)使用量具的劃線方法時，需要繪制孔的邊緣（理論孔形狀的線），并且該線必須清晰可見。檢查工具上凸臺的直徑比零件孔的直徑大5mm。 9固定銷的樣品（通常，用塞規(guī)檢查），固定銷的尺寸小于孔尺寸的2mm）：4.2. 4標(biāo)記有孔形狀時的孔形狀（通孔或減輕孔等）孔邊緣基準(zhǔn)線（理論孔形線）和內(nèi)部基準(zhǔn)線（3mm基準(zhǔn)線）需要同時繪制（孔徑小于10mm時無需繪制基準(zhǔn)線），該線必須清晰可見。4. 2. 5翻邊孔①刻線方法：使用刻線時，必須同時畫出孔邊緣基準(zhǔn)線（理論孔形線）和內(nèi)部基準(zhǔn)線（3mm基準(zhǔn)線）（不需要）當(dāng)孔直徑小于10mm時，請繪制參考線）。該線必須清晰可見。

②刀沿方法：4.2. 6截面模型截面模型用于輪廓檢測方法，該方法需要在零件中間進(jìn)行組裝。樣品厚度：6±0.5mm鋁合金或45鋼，結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式或固定式，樣品與被測件之間的間隙為3mm。橫截面模板應(yīng)盡可能沿輪廓的垂直方向排列。坐標(biāo)位置易于取整數(shù)，并且不得干擾定位銷和緊固裝置。橫截面模板支架和底板的厚度應(yīng)大于10mm。當(dāng)支撐物的高度大于15mm時，應(yīng)適當(dāng)增加材料厚度。簡而言之，必須確保截面模型穩(wěn)定，檢查工具沒有松動并具有放置位置。 10通過橫截面模型測試的零件的輪廓（使用塞規(guī)檢查間隙），如下圖所示：4.3檢查夾具基準(zhǔn)和測試元件精度要求一般制造精度（測試夾具標(biāo)準(zhǔn)和測試元件的公差）要求如下:(即檢查工具的像樣表面）根據(jù)車身坐標(biāo)值要求在100mm×100mm的網(wǎng)格線上繪制（請參閱零件圖）并標(biāo)有坐標(biāo)值。網(wǎng)格線要求：寬度0.15mm，深度0.25mm；主參考線寬度5.0mm，深度3.0mm； ②需要修邊線（零件輪廓等），折疊線，孔形線和3mm參考線：寬度0.15mm，深度0.25mm； ③指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，平面度：7級，垂直度：6級，粗糙度：Ra0.8um； ④基準(zhǔn)孔精度：圖紙規(guī)定，位置精度不超過±0.03mm；無詳細(xì)規(guī)定，位置精度±0.1mm；定位銷直徑：孔徑-0.05mm； ⑤參考平面精度：公差±0.10mm； ⑥修邊線（零件輪廓等）及零件末端規(guī)格：公差±0.15mm； ⑦彎曲線：公差±0.15mm； ⑧檢測孔位置精度：如圖所示，位置精度不超過±0.1mm；如果沒有詳細(xì)要求，則定位精度為±0.2mm； ⑨輪廓精度：公差±0.15mm； 11 model刀型檢測精度：公差±0.15mm。

5.檢查工具的底板要求檢查工具的底板是整個檢查機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，涉及整個檢查工具的準(zhǔn)確性和使用壽命檢具設(shè)計(jì)，因此檢查工具的底板特別重要在設(shè)計(jì)過程中。其基本要求如下：方面：①必須具有足夠的強(qiáng)度以承受檢查機(jī)構(gòu)的重量，牢固且不變形； ②上表面光潔度要求：刀上應(yīng)無明顯痕跡； ③上面刻有100mm的間隔坐標(biāo)線，線深0.5mm，寬度0.5mm； ④當(dāng)以上平面為基準(zhǔn)時，應(yīng)在上平面上配備一個測量基準(zhǔn)，并根據(jù)其方向標(biāo)出坐標(biāo)方向和坐標(biāo)原點(diǎn)與汽車坐標(biāo)原點(diǎn)的相對坐標(biāo)值。畫畫; ⑤必要的搬運(yùn)裝置（滾輪），把手，叉車鏟腳，起重機(jī)吊裝裝置）。6.檢查夾具的吊裝（搬運(yùn)）和噴漆6.1檢查夾具的搬運(yùn)和起吊除了小規(guī)格外，在設(shè)計(jì)檢查夾具時還應(yīng)考慮檢查夾具的搬運(yùn)和起吊。起重裝置的設(shè)計(jì)必須考慮以下幾點(diǎn)：①在運(yùn)輸和吊起檢查工具時，確保其水平。 ②吊帶不得干擾或接觸檢查工具支架； ③提升手柄強(qiáng)度足夠，不能彎曲或變形太大； 12提升裝置的示意圖如下：6.2量規(guī)的涂層檢具設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)涂量規(guī)的車身支架。一般要求如下：①零接觸面：白色； ②間隙檢查面：3mm間隙（形狀部分）綠色； ③1mm間隙表面（孔面積）：紅色； ④非檢查區(qū)：綠色； ⑤平面度檢測面：0mm，白色； ⑥視覺孔檢測面：黑色； fixture檢查夾具的支架和閥體應(yīng)涂成藍(lán)色或按客戶要求涂漆； ⑧升降裝置：黑色。

7.銘牌和其他要求7. 1銘牌上的銘牌位置在檢查工具的適當(dāng)位置上。銘牌包括：產(chǎn)品編號，生產(chǎn)日期，檢驗(yàn)日期，下次檢驗(yàn)日期，檢驗(yàn)員姓名等。示意圖如下：7. 2除上述要求外，還應(yīng)標(biāo)記檢查工具：參考位置代碼，文件夾13擰緊序列號，并在可能的情況下標(biāo)記測試內(nèi)容。參考文獻(xiàn)[1]姚興軍。 檢具設(shè)計(jì)基于通用CAD平臺的方法[M]。上海：機(jī)械設(shè)計(jì)與研究。 200 5.[2]于成輝，江靜。機(jī)械制造工藝及夾具[M]。上海。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2010.[3]于勇，楊龍倫。車身沖壓件檢查治具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)要求[J]。汽車技術(shù)與材料.2000.[4]儲軍，陳杰。小型沖壓件的一般方法和步驟檢具設(shè)計(jì) [J]。工具技術(shù).2004.