車身小型沖壓件檢具設計的一般方法和步驟

作者：本站　來源：本站　日期：2018-12-10 15:59:55　人氣：54

　　車身小型沖壓件檢具設計的一般方法和步驟

　　1、引言

　　車身沖壓件、分總成(由沖壓件焊接而成)、車身骨架、各種內(nèi)飾件等總稱為車身覆蓋件，覆蓋件的制造質(zhì)量對于整車質(zhì)量，尤其是轎車和各類客車的焊裝生產(chǎn)及整車外觀造型影響很大，所以對其質(zhì)量的檢測成為汽車生產(chǎn)廠必不可少的工作。國內(nèi)對于重要的小型沖壓件一般都采用專用的檢測夾具(簡稱檢具)作為主要的檢測手段，以控制工序間的產(chǎn)品質(zhì)量。美國、德國、日本等汽車工業(yè)高度自動化的國家均已開始采用在線檢測設備，高效快速地反應產(chǎn)品質(zhì)量問題。我國上海大眾汽車制造有限公司于2001年引進了兩套在線檢測的設備，但由于技術和管理原因一直未能有效的使用，而且由于在線檢測設備的成本和技術要求很高，在我國很難普遍地應用于小型車身沖壓件的檢測。近年來隨著轎車和客車工業(yè)的迅速發(fā)展，車身覆蓋件檢具在國內(nèi)汽車行業(yè)的應用已相當廣泛，國家經(jīng)貿(mào)委已將檢具的生產(chǎn)能力列在車輛企業(yè)生產(chǎn)條件考核程序中，因此設計和制造出操作方便、檢測精度高的專用檢具，成為許多汽車生產(chǎn)廠家急待解決的問題。

　　2、車身小型沖壓件件檢具構(gòu)成和特點

　　車身小型沖壓件檢具主要由底板總成、檢具體、斷面樣板、主副定位銷和夾緊裝置組成(見圖1)。檢測的主要要素為工件外形(包括工件的輪廓和曲面的形狀等)以孔、凸緣等特征的位置。檢具設計時，一般將尺寸基準置于車身坐標系中，在X,Y,Z方向每隔100mm劃坐標線，用底板上的基準塊和基準孔建立檢具的坐標系。

　　車身沖壓件大多具有空間曲面和較多局部特征，具有非軸對稱、剛性較差等特點，因此定位、支承和裝夾都比較困難。現(xiàn)在大多數(shù)的車身沖壓件檢具體都是由數(shù)控機床按數(shù)模和預定的加工程序一次性自動完成所有需要加工的表面和孔位，檢具體的材料多為環(huán)氧樹脂，檢具體設計完成后，再根據(jù)檢具體確定底板總成的位置和大小，并在需要檢測的關鍵截面設置斷面樣板。

　　3、檢具設計的一般步驟

　　3.1工件和檢具體設計建模

　　首先要參照零件圖紙分析工件，初步擬定檢具設計方案，確定檢具的基準面、凹凸情況，檢測截面、定位面等，并簡單繪制其二維示意圖。

　　在檢具的設計中，檢具體的設計建模是關鍵，它直接影響到檢具能否精確的檢測工件質(zhì)量。由于車身覆蓋件以自由曲面為主的特點，“實物反求”是目前建模的通用方法。反求即依據(jù)已經(jīng)存在的工件或?qū)嵨镌?，用激光掃描儀進行數(shù)據(jù)采集，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理、三維重構(gòu)等過程，構(gòu)造具有具體形狀結(jié)構(gòu)的原型模型的方法。我們用激光掃描儀對標準的工件表面進行掃略，采集到以點云為主的工件表面特征信息，將點坐標轉(zhuǎn)換到車身坐標下，用surfacer軟件處理點信息，得到工件表面曲面的特征曲線，從而生成最終的自由曲面模型；同時可以通過點云到曲面的最大最小距離來檢測所生成的原形模型。應注意的是，此時所得到的模型是沒有厚度的片體模型，要根據(jù)掃描儀掃略的表面分清該模型為工件的內(nèi)或外表面，這對于檢具體的設計尤為重要。

　　為實現(xiàn)檢具對工件自由曲面的檢測，一般使檢具體的表面與工件內(nèi)表面保持2-3mm左右的常數(shù)間隙，數(shù)控加工機床能按照所設計的型面數(shù)模達到較高精度的要求，實際檢測時通過檢具型面配合專用的量具往復移動即可測量出工件曲面的偏差。工件外輪廓的檢測方法主要有兩種，設計所對應的檢具時：①檢具體表面沿工件外輪廓切向向外延伸20mm左右；②沿工件外輪廓法向方向向下延伸20mm左右。在通用的CAD軟件(如UG)中，將工件表面向內(nèi)offset2-3mm的距離(如果所生成的工件模型為外表面，在作offset時還要加上工件的厚度)，接著把該曲面沿其輪廓的切向或法向延伸20mm，得到檢具體的檢測表面，再向基準面拉伸一定距離即是檢具體模型。由于車身覆蓋件較為復雜，在生成檢具體檢測表面時大多需要上述兩種方法的結(jié)合，而對于一些特殊的型面，這一點仍然難以實現(xiàn)。圖中內(nèi)引擎支座的工件表面在1,2兩處明顯產(chǎn)生自相交和干涉，為了保證工件的主要輪廓得到檢測，犧牲了具有垂直高度差的轉(zhuǎn)角處的檢測，生成如圖所示的檢具體表面，最后在檢具體表面沿工件輪廓和間隔3mm雙劃線，以方便檢測工件輪廓。當然，在檢具(尤其是檢具體)的設計中還會碰到很多類似的問題，都需要對檢具原理的滲透理解和經(jīng)驗進行處理。