汽車大型飾件檢具設計製造技術

今天為大家分享一篇由資深設計師總結的汽車大型飾件檢具設計、製造、檢測中應注意的要點，以及所採用的一般方法和技巧。研究和開發更為使用高效的汽車飾件檢具，對適應快速發展的汽車市場需求有著重大意義。

汽車大型飾件一般都是採用化工材料或紡織面料製成，其相對於車身零件具有著許多不同的特點。它具有體型大、型面和結構複雜、零件剛性差、多為空間尺寸等特點，因而必須藉助於檢具進行比較量測，才能快速而準確評判產品零件的好壞。同時檢具可以有利於零件製程問題的發現，保證實現產品製程的持續改進，檢具對於汽車順利生產有著舉足輕重的地位。針對汽車生產中的大型飾件檢具進行了初步討論。

一、設計概念

在檢具設計前，應明確檢具設計的概念，主要充分考慮以下因素：

1.1充分理解GD&T

GD&T是汽車產品設計的一個描述性文件，產品規範、產品定位基準、關鍵產品特性（KPC）及產品公差特性都會在GD&T上反映出來， 因而在檢具設計前必須充分理解GD&T。

1.2 確定產品的定位和檢測內容

在對產品GD&T充分理解的基礎上，分析產品定位基準特性，考慮產品零件的最佳放置位置，理解各種公差的含義，確定產品零件在檢具上必須實現的檢測內容和不須實現甚至是根本無法實現的內容。

1.3 過程式控制制能力的統計（SPC）

識別產品有無KPC要求，了解檢具用途，正確理解定量測量和定性測量的需求，保證SPC數據採集的可靠性。

1.4 了解需求和流程

充分了解客戶對產品檢具的需求，借鑒以往成功或失敗的案例，充分了解客戶檢具審核和批准的流程，了解所需提供文件。

二、設計原則

檢具應具有足夠的剛性；應具有足夠的穩定性；應具有足夠的測量精度保證汽車質量；操作應方便保證足夠的測量效率；結構應盡量簡單使用；應具有良好的外觀；應具有足夠的經濟性保證便於整車成本的控制；同時應便於計量和校準。

三、大型飾件檢具的設計要點

汽車大型飾件檢具有著汽車零件檢具的共性，也有著其自身的特點。其結構上主要由以下幾部分組成：底板及機架部分、定位裝置、夾緊裝置、測量裝置、輔助裝置等。如圖1、圖2所示。

圖1 某車型儀錶板檢具

圖2某車型前保險杠檢具

3.1底板及機架部分設計

底板和機架部分，是整個檢具的基礎部分，雖然不是檢具的工作部分，其穩定性卻直接影響到整個檢具的精度。因為大型飾件的檢具比較大，在底板和機架結構設計的時候，一定要注意其剛性和所選材料的加工性和穩定性。現一般採用鑄鋁材料，採用筋板結構或箱體結構。底板上應設置檢具的檢測和校驗基準，可與汽車坐標產生關聯，同時應設置起吊或搬運結構，底板上應有汽車零件坐標線，如圖3所示。因產品本身尺寸比較大，底板設計不能太大，否則引起操作不便，只要能保證翻轉部件不伸出底板為宜。

圖3 某門板內飾檢具底板

3.2 定位裝置設計

汽車零件一般是空間零件的，其在空間的定位對其檢測的正確性與穩定性起著決定性的作用，對於剛性件或小零件，一般採用「3-2-1」的基本原則，即第一基準三點，第二基準兩點，第三基準一點，通俗一點就是用數量不同的點構成面、線、點來限制空間物體的自由度。在實際的生產中是不可能存在真正的點和線，一般都是通過單位「面」來逼近「點」和「線」的，單位面的大小應視產品大小而定。對於大型飾件，在檢具上的擺放狀態應按裝車狀態，避免柔性體的重力狀態對檢測結果的影響，如上圖圖1、圖2 所示。

（1）定位面（第一基準）

即基準體系中的「3」，對於大型飾件來講，因為其剛性比較差，而且重量相對較大，三點不足以構成穩定的面基準，因而其定位體系必須在「3-2-1」的基礎上增加足夠定位點或輔助定位點，才能使過程有完整的基準面，保證定位的可靠性，例如SGM980前保檢具就因定位點過少，而造成產品定位不穩定而誤判產品。第一定位平面盡量選擇重心平面，在可能的情況下，重心應落在定位面構成點組成的多邊形內，以便零件穩定與定位面接觸。如圖4所示為某車型前保險杠，因產品比較大且剛性差，上面有二十多個定位特徵。

貼緊、夾緊裝置要有一定的剛性，夾緊方嚮應沿定位面的方向，如圖5所示，如同時夾緊兩個方向時，夾緊方向盡量沿兩面夾角的平分線。

圖4 某車型前保險杠

（2）定位銷（孔）（第二、第三基準）即基準體系中的「2」和「1」，一般主定位孔（柱）採用四方位定位銷（孔），次定位孔（柱）採用兩方位定位銷（孔），兩方位定位銷應有防轉措施。對於大型飾件，因其剛性硬度差，而重量比較大，因而一般不採用錐形銷定位，而採用直銷定位，在設計時可先將其設計為孔徑最大值，再根據實際產品的穩定值來修正定位銷的尺寸（必須滿足孔徑的尺寸公差），來保證產品定位的穩定性， 從而確保檢具的R&R 。

當然實際定位特徵的形狀還有可能是定位孔（柱）的變形，因而必須具體問題具體分析，結合零件的自身特點運用適當的定位形式來保證產品在檢具上定位的可靠。

3.3 夾緊裝置設計

因為大型飾件本身的特點和為確保檢測時零件在檢具的唯一狀態，零件放置到檢具上后，應使用夾緊裝置，將零點定位面和檢具定位夾緊裝置要有一定的剛性，夾緊方嚮應沿定位面的方向，如圖5所示，如同時夾緊兩個方向時，夾緊方向盡量沿兩面夾角的平分線。夾緊裝置的型式和結構多種多樣，但總的原則是在保證壓緊零件和檢具結構允許的前提下，盡量做到操作方便快速，並儘可能使用標準件。

圖5 夾緊示意圖

3.4 測量裝置設計

測量裝置和定位裝置同樣都是檢具的核心部位，是實現檢具檢測功能的重要部分。根據如何判定被檢產品的公差特性，可分為定性型和定量型。定性型測量裝置只判斷產品的合格與否，而不能取得產品特徵數值；而定量型測量裝置能直接取得產品特徵數值。

定性測量主要是採用Go-Nogo、體積或面積比較的方法取得的，在飾件檢具上主要是通過模擬塊、截面樣板、止通規、位置規和劃出公差帶區域的方式取得的，用在在線檢測的場合有比較大的優點，具有快速判定產品的功能，如圖6所示。定量測量主要用在產品試製的初期或有KPC檢測要求的場合，在飾件檢具中主要採用百分表、斜尺或塞尺等取得。

圖6 某車型門板內飾檢具

在檢具檢測裝置的採用和設計上，要仔細分析產品GD&T ，根據不同的公差特性，採取適當的檢測方法，比如位置度和輪廓度的檢測方法是不同的，位置公差的最大實體原則和獨立原則也是不相同的，對於相對於不同相對於小基準的公差應區別對待。

結 語

由於汽車工業的飛速發展，新車型開發速度加快，汽車檢具的需求越來越大，加強對檢具的開發力度，深入研究檢具技術，加大檢具開發的投入，更好地服務於蓬勃發展的中國汽車業，早日使中國汽車製造業趕上世界先進水平。

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