汽車覆蓋件檢驗夾具三維設計應用

何軍　卞平

摘 要：由于汽車覆蓋件空間尺寸大、型面復雜的特點，作為保證車身質量的重要檢測工具-檢驗夾具應用越來越廣泛。文章從汽車覆蓋件檢驗夾具的種類、結構和功能出發(fā)，結合使用UG NX完成的三維設計，系統(tǒng)闡述了汽車覆蓋件檢驗夾具的三維設計開發(fā)，以推動行業(yè)的實物質量的提高。

關鍵詞：檢具、汽車覆蓋件、設計

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）09-0010-01

1 檢驗夾具的概念與應用

檢驗夾具是檢驗沖壓件是否合格的一種工藝裝備。在汽車模具和沖壓件生產中，為保證產品質量，對沖壓件的型面、輪廓、孔位及孔徑、角度等進行誤差檢測是一項重要的工作。檢驗工作量約占模具與沖壓件生產總工作量的15%，測量工具和裝置的總費用約占模具與沖壓件生產工藝裝備總費用的20%。檢具具有精確高效的檢測功能，對于提高沖壓組合件的焊裝質量，提高整個車身質量起到了重要的作用。

沖壓件的檢驗效率是一個重要問題。沖壓件檢驗主要是判斷工件是否合格，一般不需要測量出具體值。為了判斷沖壓件是否合格，在生產車間中除了使用通用的檢測工具外，最多的是使用檢驗夾具（后面簡稱為檢具）。

檢具在沖壓件生產中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

①檢查沖壓件產品是否合格；②對沖壓生產過程進行質量控制。在每批次生產中對最前面和最后面沖壓的若干個零件進行檢測，并對中間沖壓的零件進行抽檢；③分析和判斷沖壓件在焊裝過程中出現(xiàn)的質量問題；④保證現(xiàn)生產模具的使用狀態(tài)；⑤對修理模具和復制模具進行質量評判。

2 檢具分類

檢具的分類有許多種方法，按檢具的功能，車型在開發(fā)過程中主要有以下幾種類型的檢具：

①P.G（PanelGauge）：用來檢查板金件（PanelParts）單件的主要檢具。常用的沖壓件檢具屬于這一類。如圖4所示為福田項目頂蓋板檢具；②O.G（Open Gauge）：用來檢查車體前、后擋風玻璃、門及門洞的焊裝尺寸；③U.G（Unit Gauge）：用來檢查各沖壓件組裝后的總成檢具；④UCF（Unit Check Fixture）：用來檢查單個零件總成后，裝上車體前的狀態(tài)（主要有以下幾種零件：門、發(fā)動機罩、行李箱等）；⑤PUG（Parts Unit Gauge）：用來檢查各裝潢件單件或總成件的檢具，等。

3 檢具的基本結構形式

檢具一般由基座、檢測基面、定位銷、壓緊、型面及斷面樣板組成。應用檢具完成對沖壓零件的抽樣檢查和模具調試的整改。

按基座來分，可把檢具的結構分為三大類別：

①焊接框架結構：縱梁第二左/右托架檢具如圖1所示。

②鋼底板結構：前轉向器支架檢具如圖2所示。

③鋁合金結構：發(fā)動機罩外板檢具如圖3所示。

檢具結構的分類是檢具設計最重要的基礎工作。分類的目的就是將檢具的共性進行分類，歸納出來，使用三維軟件來設計標準的、復雜結構的檢具。

4 檢具的設計

4.1 沖壓零件檢測方法

檢驗夾具設計的常用結構主要有以下幾種：

①壓彎線或翻邊線檢測基本方法，一般有a-f六種方式，如圖4所示。

②楊版規(guī)的設計。對零件周邊法蘭面的位置，一般可直接進行間隙檢測；而對中間的形狀部分，則要采用立體形狀斷面樣板以后才能進行間隙（一般為3 mm）檢測，樣板規(guī)一般有a～d的幾種結構，如圖5所示。

③輪廓線檢測的結構形式設計如圖6所示。

④孔的檢測方法：一般孔需劃出孔邊緣線和中心線來，如圖7所示，重要孔和定位孔必須用檢測銷檢查，檢具上的檢查銷用孔須鑲鋼套，檢測銷的直徑可按下式計算：

D=D0-C

其中，D0為孔徑公稱尺寸，mm；C為孔的位置公差，mm。

⑤檢具的壓緊點是檢具的0 mm間隙面，壓緊方向是0 mm間隙型面的法向，壓緊力適度，被壓緊零件不能產生塑性變性及較大的彈性變形。其位置應原則上根據焊裝夾具的夾緊位置且方便制件裝卸。打開時，手柄應不凸出基座。夾緊裝置不能影響零件的取放。

4.2 檢具三維設計結構形式及建模方法

由于上面的檢測方法是按制件型面空開0 mm、3 mm等間隙。所以，利用三維軟件的造型功能，采用下面兩種方法：

①形狀簡單的零件：將曲面片縫合后，使用整個特征的偏移，按要求的檢測方法做出過渡面，利用實體裁剪分離及一些常用的實體拓撲運算等操作來完成；②形狀較為復雜的的零件：將所有的曲面片偏移后，再進行曲面的縫合，按要求的檢測方法做出過渡面，利用實體裁剪分離及一些常用的實體拓撲運算等操作來完成。

用到的建模命令有：法向曲面偏移（offset）、曲面延伸（extension）、直紋面（ruled》＼曲面縫合（sew）、分割（split）等建模方法。裝配（Assemblies）設計。檢具的所有結構、部件、標準件等可在不同的零件中，通過Application→Assemblies命令進行裝配。不需要用“層”來區(qū)分各部件，其樹狀結構為：

4.3 檢具三維設計的關鍵技術

為了提高設計質量，更好的提高效率，檢具的三維設計，在技術方面要做好以下幾點準備：

①檢具結構的分類和標準化；②檢具三維建模技術的開發(fā)和規(guī)范；③檢具三維標準件庫的建立；④檢具用戶工具的開發(fā)。

5 結 語

檢具作為檢查沖壓零件是否符合產品要求的一種工具，是沖壓模具的質量及穩(wěn)定性的重要質量保證。為提高檢具的制造水平，采用三維設計可極大的提高設計質量，縮短了工藝和數控編程時間，使工程技術人員能站在立體、全局的角度來進行檢具設計，極大地提高了檢具的制造水平和質量，提升了汽車車身質量。

參考文獻：

[1] 孟少農.機械加工工藝手冊（第三卷）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.

[2] 孫組寶.量具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.