汽車面板檢具的原理及應(yīng)用

1 簡介

罩蓋的制造質(zhì)量對整車質(zhì)量影響很大，對轎車和各類乘用車尤為重要。汽車蓋板一般是指汽車沖壓件、沖壓件焊接而成的零部件（分總成）、車身骨架、各種內(nèi)飾件等。子總成等，或?qū)τ诤唵蔚男⌒蜎_壓件、內(nèi)飾件等，以專用檢測夾具（簡稱檢具）為主要檢測手段，用于控制工序間的產(chǎn)品質(zhì)量。該檢具具有快速、準(zhǔn)確、直觀、方便等優(yōu)點，特別適合大批量生產(chǎn)的需要。自 1980 年代中期以來，

2 蓋板檢具的組成及特點

設(shè)計部門提供的沖壓件、焊接件甚至車身的CAD數(shù)據(jù)，可以同時作為制造模具、焊接治具和檢具的尺寸依據(jù)。圖1為車身坐標(biāo)系示意圖。坐標(biāo)原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，用于確定車體上的所有位置點身體。每個部分的位置。當(dāng)然，之前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應(yīng)的制表。圖1為車身坐標(biāo)系示意圖。坐標(biāo)原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，用于確定車體上的所有位置點身體。每個部分的位置。當(dāng)然，之前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應(yīng)的制表。圖1為車身坐標(biāo)系示意圖。坐標(biāo)原點在前軸中點，沿X、Y、Z軸平行排列的網(wǎng)線以100mm的距離穿過車身，用于確定車體上的所有位置點身體。每個部分的位置。當(dāng)然，之前使用過的網(wǎng)格尺寸也可以相應(yīng)的制表。

圖1

罩面檢具是根據(jù)罩面檢具的特點設(shè)計制造的，與普通的機(jī)加工檢具有很大區(qū)別。現(xiàn)以圖2和圖3所示的兩種蓋板檢測工具為例，說明其基本結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特點。

圖 2

檢具的主體是工件的輪廓（如圖32)），由可加工的環(huán)氧樹脂制成。檢具骨架一般有兩種，一種是鋼管結(jié)構(gòu)（如圖2)）。@2) ，另一種是鑄鋁結(jié)構(gòu)（如圖3 1) 。圖2所示的結(jié)構(gòu)在型材和骨架之間也有一個疊加層，由玻璃纖維布和層壓層制成) 它由樹脂層組成。檢查工具的框架固定在鋼或鋁底座上。不同檢具的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不同，但都配備有參考塊。參考塊的作用是建立檢具的坐標(biāo)系。框架的尺寸值是參照身體坐標(biāo)系確定的。圖2中參考塊的底面和圖3中的F面為一個坐標(biāo)面（例如設(shè)置為X'-Y'），另外兩個坐標(biāo)面XZ和Y-Z在參考塊（圖 3 中未顯示）。為了便于運(yùn)輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的10)件，或者制作一個框架臺車，直接將檢具“嵌入”其中。另外兩個坐標(biāo)面XZ和Y-Z在參考塊的一側(cè)（圖3中未示出）。為了便于運(yùn)輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的10)件，或者制作一個框架臺車，直接將檢具“嵌入”其中。另外兩個坐標(biāo)面XZ和Y-Z在參考塊的一側(cè)（圖3中未示出）。為了便于運(yùn)輸，中大型檢具通常配備四個可拆卸的輪子（圖3中的10)件，或者制作一個框架臺車，直接將檢具“嵌入”其中。

1.鑄鋁框架2.環(huán)氧樹脂型材3.襯套4.量規(guī)5.量規(guī)底座6.杠桿夾頭

7.卡盤座8.量規(guī)底座9.搬運(yùn)（提升）拉拔器10.主動輪11.過渡底板

圖 3

3 蓋板檢具的原理及應(yīng)用

一般來說，罩蓋乃至機(jī)體的檢測要素主要是工件的形狀（如輪廓、曲面形狀等）和特征部位的位置（如孔、法蘭等）?，F(xiàn)將封面檢測工具的主要檢測原理和要點簡單介紹如下。

3.1 工件定位

工件的正確、合理定位是準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)。將罩蓋在檢具上的定位主要有兩種方式： ①將表面定位塊與工件的自由曲面配合，然后將工件上的兩個孔作為定位孔，一起完成定位。兩個定位孔中的一個必須能在兩個方向上限位，可以用錐形塞規(guī)（圓孔用）或棱柱塞規(guī)（腰孔用）定位；另一個定位孔只能限制在一個方向。定位可采用棱柱銷、倒角銷（用于腰孔）或圓銷（用于圓孔），見圖4。 ②將表面定位塊安裝在工件的自由曲面上，然后在工件輪廓的邊緣設(shè)置一個擋塊，一起完成定位。輪廓錨點通常設(shè)置為三個點，即一個方向設(shè)置兩個點汽車檢具，另一個方向設(shè)置一個點。

圖 4

3.2孔檢測

孔洞的檢測內(nèi)容主要包括孔洞的大小和孔洞的位置。使用檢具時通?？梢圆捎靡韵路椒ǎ孩佼?dāng)被測孔的精度較低時，可以采用劃線法進(jìn)行檢測，即在檢具相應(yīng)區(qū)域劃一條線在工件被測孔下方1mm的間隔處，劃線區(qū)域為圓的直徑（或正方形的邊長），應(yīng)比被測孔徑大5mm，如圖5a所示。圖中圓形雙點劃線的直徑D1和D2根據(jù)圖紙的公差要求確定，其中D1=D-1，D2=D+1。②當(dāng)被測孔較重要或精度較高時，可以采用塞規(guī)和套管法進(jìn)行檢測，如圖5b所示。塞規(guī)的形狀為階梯圓柱銷，與圖4所示塞規(guī)類似，用于孔定位。塞規(guī)的工作部分是一個直徑為D'的圓柱體，D'<D（D為工件上被測孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。如圖 5b 所示。塞規(guī)的形狀為階梯圓柱銷，與圖4所示塞規(guī)類似，用于孔定位。塞規(guī)的工作部分是一個直徑為D'的圓柱體，D'<D（D為工件上被測孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。如圖 5b 所示。塞規(guī)的形狀為階梯圓柱銷，與圖4所示塞規(guī)類似，用于孔定位。塞規(guī)的工作部分是一個直徑為D'的圓柱體，D'<D（D為工件上被測孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時汽車檢具，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。類似于圖 4 所示的塞規(guī)用于孔定位。塞規(guī)的工作部分是一個直徑為D'的圓柱體，D'<D（D為工件上被測孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。類似于圖 4 所示的塞規(guī)用于孔定位。塞規(guī)的工作部分是一個直徑為D'的圓柱體，D'<D（D為工件上被測孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。D（D為工件上測得的孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。D（D為工件上測得的孔徑），其差值根據(jù)圖紙的公差要求確定。嵌入襯套的型材制成凸臺形狀，襯套端面比凸臺頂面低5mm左右。使用孔定位時，量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。量規(guī)面上的基準(zhǔn)孔也采用這種嵌入式襯套結(jié)構(gòu)，但對應(yīng)的塞規(guī)不同。需要時，也可用游標(biāo)卡尺測量工件上的孔徑。

圖 5

3.3 輪廓檢測

蓋的輪廓一般具有不規(guī)則和自由曲面的特點。因此，輪廓檢測的主要依據(jù)是檢具的輪廓，并結(jié)合其他相應(yīng)的檢測方法，如線比較、齊平比較、厚度和厚度等。檢查、游標(biāo)卡尺及專用手持量具等

通過劃線檢測工件輪廓的方法與檢查孔類似，雙劃線也是在檢具表面劃線。比較法用于評估蓋板的輪廓精度（圖3所示的檢測工具使用這種方法）。當(dāng)對輪廓精度要求較高時，可采用齊平比較法進(jìn)行檢測。這時，評價工件輪廓精度的依據(jù)是檢具的相關(guān)輪廓，應(yīng)有足夠的利用長度L（25～30mm）。圖 6 顯示了覆蓋輪廓檢測的一些代表性示例。在實際檢測中，經(jīng)常需要用到如圖7所示的專用量具。以圖6中的a、b、d、f為例，在測試時，將專用量具的底平面M緊貼在檢具的相關(guān)輪廓F上，然后移動量具，記錄百分表讀數(shù)值的變化。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中 C 和 E 的情況，只需要在使用專用測量工具進(jìn)行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中 C 和 E 的情況，只需要在使用專用測量工具進(jìn)行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。（開始測量前需要將百分表歸零）。圖7所示量具尺寸為參考尺寸，底座長度L可根據(jù)實際需要確定。對于圖 6 中 C 和 E 的情況，只需要在使用專用測量工具進(jìn)行檢測時，將百分表探頭從球頭改為小平面即可。

圖 6

1. 表體2. 百分表3. 旋鈕4. 緊固螺釘

圖 7

對于罩蓋自由曲面（平面為特例）的檢測，通常在量規(guī)面上設(shè)置“3mm測量面”，測量面由支撐面（即“ O" 間隙表面）到工件。成型后（見圖6)。罩蓋的尺寸公差一般為±015mm或±1mm，形狀誤差有兩種確定方法：①刀片測厚儀由不同厚度（如間隔尺寸011mm) 用幾片，分別或組合進(jìn)行測量。 ②另一種應(yīng)用較多的方法是使用如圖8a所示的錐度尺進(jìn)行測量。錐度尺可以將插入深度轉(zhuǎn)換為間隙量，讀數(shù)值可達(dá)0.11mm，圖 8b 顯示了兩個錐度尺的測量情況。錐度尺雖然使用起來比較方便，但其實際測量精度并不是很高。使用圖9所示的兩種專用檢測工具可以獲得更高的測量精度，操作也非常方便。在現(xiàn)代檢具設(shè)計中，趨勢是將測量表面的間隙從3mm增加到5mm（見圖9).

(一) (二)

圖 8

圖 9

3.4 截面模板和手持組合儀表

截面模板和手持式組合量規(guī)均用于用檢具測量蓋板的曲面形狀和孔在工件上的位置。是否配置這兩種測量工具，取決于實際的測量需求。當(dāng)工件的尺寸和形狀精度要求較高，而僅靠檢具輪廓和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)不足以實現(xiàn)有效控制時，可以在檢具周圍設(shè)置幾個截面模板。圖 10 是橫截面模板的測量示例。型材與蓋板被測面之間應(yīng)保持3mm的間隙，以便在使用各種專用量具進(jìn)行測試時使用。型材模板的板體材料一般為鋼或鋁，工作部分可用鋁或樹脂制成。手持式組合規(guī)為限位式塞規(guī)，但其作用不同于檢查銷或定位銷。主要用于控制工件表面多個孔（包括非圓孔）的大小和位置。它與檢查工具本身有關(guān)。圖 11 顯示了使用車門外板檢測工具檢測工件時使用的組合量規(guī)測量示例。檢查對象是一組用于安裝門把手的孔。左側(cè)圓柱銷用于檢測圓孔，右側(cè)兩個銷用于檢測腰形孔。

圖 10

圖 11

3.5 工件裝夾

檢具中蓋的檢測一般應(yīng)在夾緊狀態(tài)下進(jìn)行。夾持方式主要有杠桿式卡盤夾持和永磁夾持。夾緊點必須設(shè)置在“O”型間隙表面（即支架）上。面），裝夾點應(yīng)盡量少，裝夾位置應(yīng)選擇在工件剛性較好的部位。

圖 3 中的第 6 項是杠桿夾頭的應(yīng)用示例。杠桿式筒夾有系列產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家可根據(jù)需要選擇，也可配備不同類型和尺寸的支架或支架（如圖3所示）。

永磁裝夾法近年來得到廣泛應(yīng)用，尤其是在中小型蓋檢具上。夾持用的永磁體均為扁圓形紐扣形狀，可串聯(lián)使用。永磁體有兩種配置方式： ① 將永磁體嵌入支撐塊中。②將永磁體對稱插入支撐塊兩側(cè)的型材中（磁體上表面應(yīng)低于定位面012-013mm）。

大蓋的夾持通常是夾頭夾持和磁鐵夾持的混合。工件用杠桿式卡盤夾持，中間支撐塊用永磁體夾持。圖12所示的檢測工具可用于檢測覆蓋件和車身中一些較為復(fù)雜的總成（如前壁、車身框架甚至車身等）。

圖 12

被測工件（車身框架或前壁總成等）由四根階梯柱支撐，通過其圓柱部分和環(huán)形面定位。定位孔一般選用減震孔等制造精度較高的孔。立柱固定在穩(wěn)固的底座上，在被測工件的兩側(cè)設(shè)有數(shù)個測量支架。每個支架上安裝有水平可移動的測量臂，測量頭頂部安裝有測量頭，每個測量頭對應(yīng)測量焊接組件?；蛏眢w上的測量部位。由于工件被測部分在輪廓上可以分為孔和點，因此探頭也分為兩種，如圖13所示。

圖 13

從圖中可以看出，雖然與型材面上的被測孔或點接觸的量爪的形狀和結(jié)構(gòu)不同，但都固定在帶有讀數(shù)刻度的二維可調(diào)機(jī)械滑塊上. 在軸向上也有一個讀數(shù)刻度。當(dāng)然，一些簡單檢具的探頭結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有可以讀取的二維載玻片，而是由操作人員目測讀取讀數(shù)，如圖 14 所示。圖 15 顯示了測量的情況用于從另一個方向測量車身子組件和車身框架等覆蓋部件的工具。

圖 14

圖 15

4。結(jié)論

必須指出，雖然汽車面板檢測工具在量產(chǎn)上具有一定的優(yōu)勢，但由于這些檢測工具大多形狀復(fù)雜、體積大、生產(chǎn)周期長、成本高、檢測對象單一，檢測靈活性較差。此外，檢具的工作特性決定了難以快速獲得大量準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)并據(jù)此監(jiān)控生產(chǎn)線的運(yùn)行情況。因此，1990年代以后，隨著更先進(jìn)的自動檢測技術(shù)在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，檢測工具在面板和車身的在線檢測中逐漸失去了主導(dǎo)地位，尤其是對大型焊接總成和汽車車身的檢測。車身，