汽車行業(yè)專用檢具設(shè)計、制造及應(yīng)用淺析

王宏業(yè)

摘要：隨著現(xiàn)代社會的經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)普遍實現(xiàn)了機械化。汽車行業(yè)又是國家支柱行業(yè)，隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，專用檢具的應(yīng)用越來越廣泛且短時間不會被替代，專用檢具的設(shè)計合理性、規(guī)范性、低成本、高質(zhì)量、壽命長、功能廣是很多企業(yè)所需求，通過對現(xiàn)有文獻進行總結(jié)和梳理及行業(yè)、社會實踐總結(jié)，歸納出專用檢具的設(shè)計、制造、應(yīng)用參考標準。

關(guān)鍵詞：專用檢具設(shè)計、機械零件、汽車行業(yè)、設(shè)計合理性

引言：

隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)制造能力越來越強，產(chǎn)品檢測對于企業(yè)而言是不可或缺的也是增加成本的過程，雖然市場上有很多通用的常規(guī)檢具、如卡尺、千分尺、百分表、三坐標、投影儀、氣動量儀、高度儀、紅外檢測、藍光檢測等等，但專用檢具仍是不可替代作用【國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2018年末，中小企業(yè)36.9萬戶，比2017年末減少6494戶企業(yè)，2011年以來首次出現(xiàn)負增長;占全部規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)戶數(shù)的97.6%。其中，中型企業(yè)5.0萬戶，占中小企業(yè)戶數(shù)的13.5%;小型企業(yè)31.9萬戶，占86.5%】。我國制造業(yè)中大多以中小企業(yè)為主，中小企業(yè)具有以下特點：自有資產(chǎn)少、經(jīng)營規(guī)模小、經(jīng)營業(yè)績不穩(wěn)定、市場競爭激烈、技術(shù)力量薄弱、人才結(jié)構(gòu)不完整、所以設(shè)計的專用檢具良莠不齊，存在浪費成本、浪費效率等一系列問題。

一.專用檢具設(shè)計的基本原則

1.1盡量輕量化設(shè)計，由于使用頻繁、經(jīng)常搬運（設(shè)計時做減重處理、或非承力部件在考慮引起變形情況下選用輕量化材料）;

1.2盡量使用標準件吊環(huán)或把手，易于檢具搬運;

1.3盡量考慮人機工程的應(yīng)用，檢具使用環(huán)境、使用地點，對于檢具的高度、大小、方向合理化設(shè)計，減輕人員站立/坐立不合適或不順手引起的疲勞;

1.4盡量使用標準件，降低檢具制作成本及增加檢具零部件通用性;

1.5盡量材料使用材料少、組合塊式、分體式、鑲嵌式結(jié)構(gòu)，檢具提高檢具原材料利用率;

1.6在滿足精度的前提下盡量使用常規(guī)加工工藝，能制造出來，最大限度降低檢具制造成本，如：線切割、普銑、數(shù)控車、普通鉆床、平面磨床、外圓磨床、加工中心等;

1.7盡量防錯、防呆設(shè)計，最大限度易于人員操作;

1.8盡量提高檢具的檢測效率，在制作成本可控的情況下，使用氣動、電動、快速夾等工業(yè)用品，提高檢測效率、降低檢測勞動強度;

1.9盡量一模多穴或左右共用，提高檢測效率與制造成本，也便于日后管理維護;

1.10盡量多功能設(shè)計、考慮后期的維護、應(yīng)用范圍、改制維修方便，降低成本;

1.11盡量增加檢具的完整性防護，如：防丟鏈/繩、保護罩、緩沖墊等

等等

二.專用檢具的組成：

一般專用位置度專用檢具都是由以下幾部份組成：

底板或支撐板：起平面定位作用;

測量銷：起測量作用;

定位銷：起產(chǎn)品定位作用;

導向套：測量銷測量時導向作用;

快速裝夾裝置：起夾緊產(chǎn)品，在測量時不會產(chǎn)生松動現(xiàn)象;

2.3專用檢具尺寸的組成：

定位尺寸：如定位銷直徑、定位銷位置;

導向尺寸：是指測量銷導向部位與導向套配合尺寸：

測量尺寸：是指測量銷與產(chǎn)品接觸的外徑尺寸;

2.4位置度專用檢具的定位方式：

相對于某一平面和某兩點為基準的位置度定位方式一般采用一定位平面與兩定位銷進行定位。

相對于某一平面和中心孔為基準的位置度定位方式一般采用一定位平面與中心定位銷進行定位，如呈環(huán)形矩陳的法蘭盤安裝孔位置度。

對于毛坯件平面的定位，可以采用三點支撐的方式進行定位。

對于用外圓柱為基準的，可以采用V型塊加一平面和一定位孔銷作為定位方式。

2.5定位銷直徑選擇：

對于圓柱形的定位銷，外徑與定位孔最小尺寸間隙配合，之間在0.005～0.01之間。

2.6定位銷測量尺寸計算：

A=B-C+D+E A：測量尺寸

B：被測孔徑下偏差

C：產(chǎn)品位置公差

D：磨損余量

E：允許公差

2.7導向孔位置要求：

導向孔位置公差的要求一般為被測產(chǎn)品孔徑位置公差的1/5～1/10.

三.與常用檢具的區(qū)別;

區(qū)別類型 通用檢具 專用檢具

數(shù)值的判別方法 通常是計量型，能夠直接或間接得出數(shù)據(jù) 通常是計數(shù)型，只能判定是否合格，和通用檢具結(jié)合使用可得出相對數(shù)據(jù)

檢測效率 因操作復(fù)雜、占用時間較長，效率普遍較低 操作簡便、效率較高

使用場所 一般適用于檢測室 一般適用于生產(chǎn)現(xiàn)場

人員要求 有資質(zhì)檢驗員 普通作業(yè)人員

環(huán)境要求 較高 較低

精度要求 較高 較低

互換性 可統(tǒng)一制造，通用性較強，一種檢具可測量不同產(chǎn)品、不同尺寸，檢具與檢具之間可以互換 單一制造，只能檢測產(chǎn)品的某一特性，檢具與檢具之間不能互換

四.根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度分類，可以分為以下幾種：

4.1便攜式專用檢具：重量輕，操作方便，可以隨身攜帶。如塞規(guī)、卡板、比較樣板等。

4.2大型裝用檢具：一般檢測產(chǎn)品零件尺寸較大的檢具，比較笨重、不易搬運。如綜合性專用位置度檢具、特定專用檢測設(shè)備等

4.3專用檢具的分類

根據(jù)測量對象的不同，可以分為以下幾種類型：

4.4極限塞規(guī)：一般用于測量產(chǎn)品內(nèi)孔直徑或槽寬。

4.5極限卡規(guī)：一般用于測量產(chǎn)品的外徑、壁厚等。

4.6比較樣板：一般用于檢測產(chǎn)品的角度、圓弧或曲線形狀等產(chǎn)品特性。

4.7跳動芯軸類：一般用于檢測產(chǎn)品相對中心孔的端面跳動、垂直度或同軸度類，要和其它輔具或表類量具結(jié)合才可使用。

4.8端面距類：用于檢測產(chǎn)品的面與面的端面距離、槽深或孔徑深度等產(chǎn)品尺寸，可單獨使用，也可與表類量具結(jié)合使用。

4.9位置度專用檢具：一般用于檢測產(chǎn)品孔或軸銷相對于某定位孔或中心孔的相

結(jié)束語：

專用檢具的應(yīng)用不限于汽車行業(yè)，在專用檢具的設(shè)計過程中，設(shè)計人員首先要對零部件要求有全面理解，找出產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸（功能性、裝配性尺寸），其次要對機械制造加工工藝全面了解，了解各種加工設(shè)備的加工能力及工時報價，需熟練掌握3D軟件（Solidworks/ProE/UG等）、2D軟件（CAXA/Auto CAD）應(yīng)用能力及熟知并了解工業(yè)用品標準件（如：MiSiMi工業(yè)用品一站式采購平臺，各種標準件件參數(shù)、數(shù)模查詢）再結(jié)合以往經(jīng)驗，這樣才能設(shè)計出實用、低成本、壽命長、功能全、高效/方便/快捷的專用檢具，能夠更好的滿足客戶要去，降低企業(yè)成本，推動企業(yè)健康、科學、持續(xù)地發(fā)展。

參考文獻：

[1]宋天虎、黃遠東、李俊帶、王啟義.中國機械設(shè)計大典[M].江西：江西科學技術(shù)出版社，2002：55-61