副儀表板組件檢具設(shè)計(jì)

劉琴 劉金強(qiáng)

【關(guān)鍵詞】副儀表板組件;檢具;定位設(shè)計(jì);檢測(cè)設(shè)計(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】U463.837 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）09-0046-04

0 引言

副儀表板組件在汽車(chē)內(nèi)飾件中是一個(gè)關(guān)鍵零件，副儀表板組件安裝位置在主駕駛和副駕駛座位之間，與副儀表板組件有匹配關(guān)系的零件較多。副儀表板組件前部裝配在儀表板上，與儀表板中部中間區(qū)域有匹配關(guān)系;下部裝配在前地板上，與地毯有匹配關(guān)系;上部裝有裝飾蓋板、手剎蓋板、后端蓋板、換擋護(hù)套等附件，與這些附件之間也有匹配關(guān)系。例如，副儀表板組件尺寸不合，裝配后有可能因零件之間匹配間隙、面差不合格而影響感知質(zhì)量;尺寸超差大有可能出現(xiàn)零件裝配不上的情況。所以，對(duì)副儀表板組件尺寸要求特別高。為了快速地測(cè)量零件尺寸，需要開(kāi)發(fā)制作副儀表板組件專用檢具。本文主要介紹副儀表板組件檢具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

1 副儀表板組件定位設(shè)計(jì)分析

副儀表板組件定位較多，車(chē)型不一樣，副儀表板組件設(shè)計(jì)定位位置也不一樣，但是定位設(shè)計(jì)的位置基本一致。一般主要有3個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)有定位，第一個(gè)區(qū)域是與儀表板[1]匹配區(qū)域安裝點(diǎn)會(huì)設(shè)計(jì)有定位（如圖1所示），第二個(gè)區(qū)域是副儀表板組件中間位置杯托區(qū)域設(shè)計(jì)有定位（如圖2所示），第三個(gè)區(qū)域是副儀表板組件兩側(cè)面設(shè)計(jì)有定位（如圖3所示）。大多數(shù)定位為孔帶面定位，如采用擰緊銷(xiāo)只能定位短方向，長(zhǎng)方向檢測(cè)一般會(huì)跟客戶溝通取消;擰緊銷(xiāo)上尼龍墊片與產(chǎn)品貼緊時(shí)，應(yīng)保證銷(xiāo)套還有2 mm的深度供擰緊;下面具體介紹各定位設(shè)計(jì)。

1.1 面定位設(shè)計(jì)

副儀表板組件安裝面較小，檢具設(shè)計(jì)時(shí)需注意定位面大小的選擇應(yīng)盡量覆蓋整個(gè)安裝面以上，壓緊機(jī)構(gòu)的布置是零件定位穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵，尤其需注意壓緊點(diǎn)中心應(yīng)在定位面的中心上，否則零件容易偏擺，影響檢具的重復(fù)性和再現(xiàn)性功能?；鶞?zhǔn)定位面大小設(shè)計(jì)應(yīng)大于整個(gè)安裝面，目前壓緊方式有5種結(jié)構(gòu)。第一種采用螺紋擰緊的方式，其導(dǎo)向?yàn)楹髮?dǎo)向，此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，為了預(yù)防出現(xiàn)擰緊銷(xiāo)失效的問(wèn)題，要求擰緊銷(xiāo)上尼龍墊片與產(chǎn)品貼緊時(shí)應(yīng)保證銷(xiāo)套還有2 mm的深度供擰緊。第二種采用螺紋擰緊的方式，其導(dǎo)向?yàn)榍皩?dǎo)向，前導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)零件前面會(huì)有一個(gè)固定支座，此固定支座會(huì)影響該區(qū)域型面檢測(cè)。第三種采用快速夾鉗的方式，快速夾鉗壓在定位銷(xiāo)手柄上，由于手柄有一定長(zhǎng)度，因此很難保證壓緊點(diǎn)中心與定位面中心一致。第四種方式是夾鉗壓緊的方式，為了避讓定位銷(xiāo)，夾頭設(shè)計(jì)成圓環(huán)形，圓環(huán)形夾頭夾在零件上，當(dāng)夾緊面較小時(shí)無(wú)法設(shè)計(jì)這種夾緊結(jié)構(gòu)，而且制作調(diào)整時(shí)容易與定位銷(xiāo)干涉。第五種采用彈簧力反向壓緊方式，此種情況存在壓緊力偏小無(wú)法夾緊零件的情況。目前，推薦使用比較方便的是第一種方式（如圖4所示），存在的唯一缺點(diǎn)是當(dāng)孔的兩個(gè)方向、尺寸、大小不一樣時(shí)，長(zhǎng)方向檢測(cè)需跟相關(guān)區(qū)域溝通取消，擰緊銷(xiāo)定位尺寸以短方向尺寸設(shè)計(jì)。同時(shí)，需注意擰緊銷(xiāo)手柄長(zhǎng)度，能設(shè)計(jì)長(zhǎng)一點(diǎn)盡量長(zhǎng)一點(diǎn)，方便操作。

1.2 孔定位設(shè)計(jì)

目前，副儀表板組件圖紙都設(shè)計(jì)了孔定位[2]，由于零件結(jié)構(gòu)不一樣，因此選取孔作為定位的設(shè)計(jì)也有各種形式。第一種形式：選取4個(gè)孔作孔定位設(shè)計(jì)，2個(gè)基準(zhǔn)孔控制前后方向和上下方向（F/A&U/D），另外2個(gè)基準(zhǔn)孔選擇一個(gè)方向做定位控制上下方向（U/D）。第二種形式：選取2個(gè)孔作定位設(shè)計(jì)，2個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制上下方向（U/D）。第三種形式：選取4個(gè)孔作孔定位設(shè)計(jì)，2個(gè)基準(zhǔn)孔選擇一個(gè)方向做定位控制前后方向（F/A），2個(gè)基準(zhǔn)孔選擇一個(gè)方向做定位控制上下方向（U/D）。第四種形式：選取5個(gè)孔作孔定位設(shè)計(jì)，1個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制左右方向（C/C），2個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制前后方向（F/A），2個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制上下方向（U/D）;第五種形式：選取3個(gè)孔作孔定位設(shè)計(jì)，1個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制左右方向（C/C），2個(gè)基準(zhǔn)孔只選擇一個(gè)方向做定位控制上下方向（U/D）。以上所有孔定位設(shè)計(jì)位置都有面基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)，為了取放件方便，所有孔定位都是采用插銷(xiāo)結(jié)構(gòu)（如圖5所示）。

1.3 小基準(zhǔn)設(shè)計(jì)

部分車(chē)型副儀表板組件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求小基準(zhǔn)檢測(cè)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)歷年來(lái)副儀表板組件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，有以下4個(gè)區(qū)域圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求小基準(zhǔn)檢測(cè)。第一個(gè)區(qū)域：副儀表板裝飾蓋匹配區(qū)域;第二個(gè)區(qū)域：手剎蓋板匹配區(qū)域;第三個(gè)區(qū)域：副儀表板后端蓋匹配區(qū)域;第四個(gè)區(qū)域：換擋護(hù)套匹配區(qū)域。副儀表板裝飾蓋匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)，選取孔作定位孔，模擬對(duì)手件作基準(zhǔn)面，匹配檢測(cè)區(qū)域完全按副儀表板裝飾蓋模擬設(shè)計(jì);手剎蓋板匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)，小基準(zhǔn)、匹配區(qū)域完全模擬對(duì)手件設(shè)計(jì);副儀表板后端蓋匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)，選取孔作定位孔，模擬對(duì)手件作基準(zhǔn)面，匹配檢測(cè)區(qū)域完全按副儀表板后端蓋模擬設(shè)計(jì);換擋護(hù)套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)，選取孔作定位孔，模擬對(duì)手件做基準(zhǔn)面，匹配檢測(cè)區(qū)域完全按換擋護(hù)套模擬設(shè)計(jì)。4處小基準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)定位設(shè)計(jì)原理基本一致，只是檢測(cè)面設(shè)計(jì)由于對(duì)手件形狀不一樣而致使檢測(cè)塊形狀不一樣（如圖6所示），M、N1、N2為基準(zhǔn)孔定位銷(xiāo)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，L1～L4為基準(zhǔn)面定位設(shè)計(jì)。目前，換擋護(hù)套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)只有一個(gè)車(chē)型有設(shè)計(jì)檢測(cè)，后續(xù)考慮到實(shí)際裝配過(guò)程，沒(méi)有必要檢測(cè)，經(jīng)過(guò)評(píng)審小組同意取消換擋護(hù)套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測(cè)。統(tǒng)計(jì)了上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司30個(gè)車(chē)型，只有8個(gè)車(chē)型設(shè)計(jì)有小基準(zhǔn)檢測(cè)，其余車(chē)型均在大基準(zhǔn)下檢測(cè)，所以今后副儀表板組件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)小基準(zhǔn)檢測(cè)要求將會(huì)逐步取消，都將會(huì)在大基準(zhǔn)下檢測(cè)相關(guān)匹配面。

1.4 銷(xiāo)定位設(shè)計(jì)

在副儀表板組件銷(xiāo)定位設(shè)計(jì)中，由于車(chē)型不一樣，因此銷(xiāo)結(jié)構(gòu)、數(shù)量都會(huì)不一樣，主要有圓銷(xiāo)或者類(lèi)似銷(xiāo)的特征結(jié)構(gòu)。經(jīng)比對(duì)不同車(chē)型圖紙發(fā)現(xiàn)，圖紙要求不一樣，檢具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也不一樣。目前，圖紙上銷(xiāo)設(shè)計(jì)要求分為3種。第一種：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求模擬對(duì)手件設(shè)計(jì);第二種：按圖紙標(biāo)注尺寸設(shè)計(jì);第三種：部分模擬對(duì)手件設(shè)計(jì)，部分按圖紙標(biāo)注尺寸設(shè)計(jì)。銷(xiāo)定位對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要有以下3種結(jié)構(gòu)：第一種設(shè)計(jì)成4個(gè)方向限位的“口”字結(jié)構(gòu)（如圖7所示），為了方便零件裝配上檢具，整個(gè)銷(xiāo)定位機(jī)構(gòu)采取滑移活動(dòng)結(jié)構(gòu);第二種設(shè)計(jì)成2個(gè)方向限位的“U”形結(jié)構(gòu)（如圖8所示），由于有兩個(gè)方向是完全放開(kāi)的，所以整個(gè)銷(xiāo)定位機(jī)構(gòu)采取固定結(jié)構(gòu);第三種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成開(kāi)合機(jī)構(gòu)形式（如圖9所示），為了方便取放件，整個(gè)銷(xiāo)定位機(jī)構(gòu)采取翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。采取什么樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是由圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求和零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定的。當(dāng)圖紙要求完全模擬對(duì)手件且在所有的銷(xiāo)結(jié)構(gòu)中心軸平行的情況下，選取第一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙要求銷(xiāo)定位只需2個(gè)方向時(shí)，選取第二種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙要求銷(xiāo)定位模擬對(duì)手件但是所有的銷(xiāo)結(jié)構(gòu)中心軸存在角度的情況下，選取第三種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

2 副儀表板組件檢測(cè)設(shè)計(jì)分析

與副儀表板組件有匹配關(guān)系的零件主要有副儀表板左/右裝飾蓋、儀表板、手剎蓋板、儀表板后端板、駐車(chē)制動(dòng)操縱總成、地毯總成。下面分別介紹匹配位置檢測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.1 與副儀表板左/右裝飾蓋匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與裝飾蓋匹配區(qū)域設(shè)計(jì)檢測(cè)結(jié)構(gòu)有4種：第一種采用小基準(zhǔn)檢測(cè)，在前面講述小基準(zhǔn)時(shí)已論述;第二種采用拆卸結(jié)構(gòu)檢測(cè)，拆裝操作比較復(fù)雜，相對(duì)檢測(cè)精度也會(huì)差一些，而且需要專用存放位置，所以目前采用此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較少;第三種采用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，檢測(cè)操作方便，是目前采用最多的結(jié)構(gòu);第四種是采用滑移機(jī)構(gòu)檢測(cè)，使用此種結(jié)構(gòu)的車(chē)型比使用翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的稍微少一點(diǎn)，滑移機(jī)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)底板寬度要比翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)要寬，同時(shí)滑移機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)卡滯等問(wèn)題，對(duì)檢具日常維護(hù)要求高，設(shè)計(jì)滑移機(jī)構(gòu)時(shí)要注意滑移機(jī)構(gòu)定位銷(xiāo)要在中心位置，以免影響定位精度。檢測(cè)位置要求間隙、齊平都需要檢測(cè)，一般檢測(cè)塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與匹配對(duì)手件一致，但是受零件結(jié)構(gòu)尺寸的限制，匹配間隙位置會(huì)轉(zhuǎn)化為齊平檢測(cè)，匹配齊平位置會(huì)轉(zhuǎn)化為間隙檢測(cè)。

2.2 與儀表板匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與儀表板匹配區(qū)域設(shè)計(jì)檢測(cè)結(jié)構(gòu)有滑移和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)兩種，基本結(jié)構(gòu)與裝飾蓋類(lèi)似，檢測(cè)塊設(shè)計(jì)位置與對(duì)手件保持一致。

2.3 與手剎蓋板匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與手剎蓋板匹配區(qū)域圖紙上要求目前有2種形式，第一種在小基準(zhǔn)下檢測(cè)，模擬對(duì)手件檢測(cè);第二種在大基準(zhǔn)下檢測(cè)，檢測(cè)塊設(shè)計(jì)成“齊平+間隙”檢測(cè)。手剎蓋板匹配區(qū)域是一個(gè)長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，為了不影響檢測(cè)時(shí)裝配零件，這一區(qū)域設(shè)計(jì)成可拆卸塊，使用方式是先裝配好零件，再將可拆卸塊裝配上檢測(cè)此區(qū)域面輪廓度。

2.4 與儀表板后端板匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與儀表板后端板匹配區(qū)域圖紙上要求目前有3種形式：第一種儀表板后端蓋板與副儀表板本體裝配后相互之間的匹配要求，此種要求檢具上不做檢測(cè)結(jié)構(gòu);第二種在小基準(zhǔn)下檢測(cè)，模擬對(duì)手件檢測(cè)，按對(duì)手件安裝點(diǎn)、匹配面設(shè)計(jì)檢測(cè)塊;第三種在大基準(zhǔn)下檢測(cè)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用滑移機(jī)構(gòu)/翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，當(dāng)滑移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在零件后面時(shí)，檢具底板要加長(zhǎng)，當(dāng)滑移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在零件側(cè)面時(shí)，檢具底板要加寬。以上選擇哪種檢測(cè)結(jié)構(gòu)，需根據(jù)圖紙要求、零件結(jié)構(gòu)確定。當(dāng)零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí)，檢測(cè)結(jié)構(gòu)選擇單一翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)即可滿足檢測(cè)要求;當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，檢測(cè)結(jié)構(gòu)選擇滑移加翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)方能滿足檢測(cè)要求。

2.5 與駐車(chē)制動(dòng)總成匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與駐車(chē)制動(dòng)總成匹配區(qū)域圖紙上要求在大基準(zhǔn)下檢測(cè)，目前檢測(cè)結(jié)構(gòu)有2種形式：第一種做成固定檢測(cè)塊做間隙檢測(cè)，這種情況下零件相對(duì)簡(jiǎn)單，不影響拆裝零件時(shí)選用;第二種設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，目前副儀表板組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，基本上駐車(chē)制動(dòng)位置檢測(cè)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，此處檢測(cè)結(jié)構(gòu)都會(huì)設(shè)計(jì)成可拆卸塊做3 mm間隙檢測(cè)。

2.6 與地毯匹配區(qū)域檢測(cè)設(shè)計(jì)

與地毯匹配區(qū)域圖紙上要求在大基準(zhǔn)下做切邊檢測(cè)，由于檢測(cè)位置在零件最下部，所以檢測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成固定檢測(cè)塊，檢具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不影響零件拆裝。

3 副儀表組件檢具設(shè)計(jì)案例介紹

副儀表板組件檢具設(shè)計(jì)問(wèn)題主要有以下3個(gè)方面。一是設(shè)計(jì)上副儀表板組件零件與檢具干涉，導(dǎo)致零件無(wú)法放入檢具。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)完成后，未進(jìn)行干涉檢測(cè)導(dǎo)致。二是檢測(cè)銷(xiāo)/定位銷(xiāo)手柄長(zhǎng)度設(shè)計(jì)不合理，手柄長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)干涉，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)無(wú)法正常操作檢測(cè)，手柄過(guò)短導(dǎo)致操作困難。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計(jì)工程師未考慮實(shí)際操作情況設(shè)計(jì)檢測(cè)銷(xiāo)/定位銷(xiāo)手柄長(zhǎng)度。三是人機(jī)工程不合理，檢具高度設(shè)計(jì)過(guò)高，零件最高點(diǎn)到地面高度超出1 200 mm，檢驗(yàn)員取放/檢測(cè)零件不方便;檢具設(shè)計(jì)高度太低，最低檢測(cè)點(diǎn)到地面高度低于600 mm，檢驗(yàn)員檢測(cè)零件需要蹲著操作，不符合人機(jī)工程。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計(jì)工程師未按檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了副儀表板組件檢具的設(shè)計(jì)和定位的各種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并介紹了各匹配檢測(cè)位置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。比較了上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司目前副儀表板組件檢具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，推薦了比較合適的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，列舉了一些常見(jiàn)的設(shè)計(jì)案例，分析了案例產(chǎn)生的原因，可為設(shè)計(jì)工程師們參考，避免同類(lèi)問(wèn)題發(fā)生。不管是哪種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，首先要滿足圖紙檢測(cè)要求，其次要滿足檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)。目前，不同汽車(chē)企業(yè)檢具設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)會(huì)略有差異，因此在設(shè)計(jì)前要了解清楚客戶要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，副儀表板組件檢具的設(shè)計(jì)將會(huì)逐步推陳出新。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]馬長(zhǎng)保.儀表板總成檢具設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)機(jī)械，2015（9）：89-90.

[2]史貞緒，于建華.探討檢具設(shè)計(jì)[J].科技與企業(yè)，2014（9）：354-355.