邵文波

摘要：本文主要對(duì)汽車檢具及其發(fā)展進(jìn)行了分析和探討。分別從汽車檢具的定義、功能特點(diǎn)、分類、使用及常見問題和未來發(fā)展方向幾個(gè)方面進(jìn)行介紹，希望能對(duì)相關(guān)方面的研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：汽車檢具；功能特點(diǎn)；發(fā)展方向

一、汽車檢具的定義

檢具是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)用于控制產(chǎn)品各種尺寸（例如孔徑、空間尺寸等）的簡(jiǎn)捷工具，提高生產(chǎn)效率和控制質(zhì)量，適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，如汽車零部件，以替代專業(yè)測(cè)量工具。汽車檢具是專門用于測(cè)量汽車各零件尺寸的工具。具體來說，汽車檢具是一種用來測(cè)量和評(píng)價(jià)零件尺寸質(zhì)量的專用檢驗(yàn)設(shè)備。在零件生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，通過檢具實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的在線檢測(cè)，為此需要將零件準(zhǔn)確地安裝于檢具上，然后通過目測(cè)，或測(cè)量表，或卡尺對(duì)零件型面，周邊進(jìn)行檢查，也可以借助檢驗(yàn)銷或目測(cè)對(duì)零件上不同性質(zhì)的孔及零件與零件之間的聯(lián)接位置進(jìn)行目檢，從而保證在生產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)零件質(zhì)量狀態(tài)的快速判斷。

二、汽車檢具的功能及特點(diǎn)

檢具應(yīng)同時(shí)具有測(cè)量支架的功能和在線檢測(cè)功能，也就是說檢具具有定位和檢測(cè)兩大特性。通常零件測(cè)量工具有：

1.一般量具、儀表、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）等。

2.光滑極限量規(guī)（止通規(guī)、塞規(guī)）。

3.自動(dòng)或半自動(dòng)測(cè)量?jī)x、檢驗(yàn)機(jī)等。

4.檢具（含測(cè)量支架）。

檢具作為零件測(cè)量的工具之一，有著其他測(cè)量手段所沒有的實(shí)用性、快速性、及時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)。使用檢具進(jìn)行控制并保證模具產(chǎn)品在實(shí)際裝車過程中，零部件之間的配合都能滿足設(shè)計(jì)要求，從而滿足整車性能、外觀要求是目前最簡(jiǎn)便、最經(jīng)濟(jì)、最快速且準(zhǔn)確的方式；同時(shí)檢具作為汽車零部件供應(yīng)商在生產(chǎn)零部件過程中控制其與車輛的匹配，也是主機(jī)廠與零部件行業(yè)重點(diǎn)控制的項(xiàng)目之一；檢具又是一個(gè)專用的檢驗(yàn)設(shè)備，不同零件的定位、檢測(cè)要求不同，所使用的檢具也不同，所以又具有專一性，不能通用。為此，汽車主機(jī)廠與其零部件供應(yīng)商在檢具的制作方面都投入了大量的人力、物力，來滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

三、汽車檢具的分類

檢具的分類多種多樣，通常我們根據(jù)檢具的主體材料、根據(jù)檢具的功能、根據(jù)檢具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。

1.根據(jù)主體材料不同，可以分為樹脂類檢具（圖1）例如：BM5166和RS460；鋁制檢具

（圖2）例如：鑄鋁ZL107和硬鋁YL1；鐵質(zhì)檢具（圖3）例如：鋼45。

2.根據(jù)檢具功能不同，可以分為單件檢具（圖4）、總成檢具（圖5）和主模型cubing

（圖6）。

3.根據(jù)檢具結(jié)構(gòu)不同，可以分為整體式檢具（圖7）和拼接式檢具（圖8）。

四、汽車檢具的使用及常見問題

通常被檢測(cè)零件放置在檢具上的位置，原則上必須和其所在汽車車身坐標(biāo)系中的位置一致（即與裝車位置一致）。如果考慮到便于操作等人機(jī)工程和節(jié)約費(fèi)用等因素，允許將零件旋轉(zhuǎn)±90°或±180°。遵循定位基準(zhǔn)方案（RPS），使檢具符合被測(cè)零件的幾何尺寸和公差圖紙（GD&T;），零件一般情況下通過2個(gè)定位孔，借助定位銷固定在檢具上，定位面，支撐面及夾頭通常根據(jù)產(chǎn)品圖紙RPS點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值進(jìn)行布置和安裝，RPS定位面（孔）、支承面均采用裝配式結(jié)構(gòu)。夾頭必須按RPS順序進(jìn)行數(shù)字編碼，如果零件不以孔作為定位，則根據(jù)RPS面定位，RPS面的尺寸規(guī)格在產(chǎn)品圖紙上有明確的規(guī)定。

通常對(duì)于在產(chǎn)品圖紙上相對(duì)于汽車車身坐標(biāo)線有位置公差要求，并且標(biāo)注公差值在±0.5㎜之內(nèi)，同時(shí)自身精度要求較高（直徑公差值小于±0.5mm）的那些孔，需采用檢查銷檢測(cè)。其它具有一般性功能要求的孔（其公差要求大于≥1.0mm）例如：線束過孔，工藝通孔，漏液孔等通常采用0～3mm目視檢查。檢具（測(cè)量支架）型體連同底板必須刻車身坐標(biāo)線（X-，Y-和Z-向），車身坐標(biāo)線以X-，Y-，Z-基準(zhǔn)面為起點(diǎn)，每隔100mm或200mm為一檔進(jìn)行刻注。劃線深度和寬度均為0.1mm。檢具伸縮縫：大中型檢具型體（檢具本體）部分長(zhǎng)度每200mm～400mm切割伸縮縫，伸縮縫寬度不大于2mm。這些作為制作檢具的基本設(shè)計(jì)要求使得大部分材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被約束，檢具制作成本居高不下。

五、汽車檢具的發(fā)展方向

當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，汽車的研發(fā)周期與市場(chǎng)壽命越來越短。而與之相匹配的檢具受到越來越大的挑戰(zhàn)，檢具的生存與項(xiàng)目的生存息息相關(guān)，項(xiàng)目下馬，檢具也就被淘汰了。檢具說到底是在線監(jiān)測(cè)量器具，不能在直接生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)增值。面對(duì)這種狀況，檢具的發(fā)展得需要從這幾方面發(fā)展：

1.光電技術(shù)的應(yīng)用。好處是更容易在線監(jiān)測(cè)問題；

2.簡(jiǎn)易檢具的應(yīng)用。好處是制作成本低廉；

3.開發(fā)替代在線快速監(jiān)測(cè)設(shè)備。好處是監(jiān)測(cè)快捷，易于轉(zhuǎn)型。

檢具發(fā)展應(yīng)該結(jié)合實(shí)用性、有效性、及時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性等方面因素考慮。

（一）汽車檢具的數(shù)字化

汽車檢具的數(shù)字化是數(shù)控測(cè)量技術(shù)在檢具測(cè)量方面將有進(jìn)一步應(yīng)用的空間。實(shí)際在通用汽車公司有一定的應(yīng)用。在其內(nèi)部被稱作EDC（Electrical Data Collector），它是通過檢具上增加固定的電子傳感器支座來實(shí)現(xiàn)的。支座的坐標(biāo)位置和方向都是事先設(shè)計(jì)好的，再通過電子傳感器搜集指定位置被測(cè)產(chǎn)品表面的點(diǎn)數(shù)據(jù)。

另一類數(shù)字測(cè)量主要就是數(shù)字式游標(biāo)卡尺，數(shù)字式百分表或者塞尺規(guī)等數(shù)字化測(cè)量工具的應(yīng)用。

數(shù)字化檢具主要的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1.消除或減少人為誤差；

2.提供R&R;報(bào)告的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，重復(fù)再現(xiàn)性測(cè)量一定要在同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)反復(fù)測(cè)量才有意義；

3.提高測(cè)量效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；

4.為后處理軟件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可通過軟件分析模具或夾具的調(diào)整；

數(shù)字化檢具的實(shí)現(xiàn)來看，測(cè)量的位置固定，只測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)，這必然帶來測(cè)量點(diǎn)不可能太多的弊端，另外，特別是型面點(diǎn)的測(cè)量機(jī)構(gòu)會(huì)比較復(fù)雜。另外一個(gè)問題是只能測(cè)量幾何要素的絕對(duì)值，很難測(cè)量相對(duì)尺寸，這也是局限。特別是目前傳感器的發(fā)展還沒有解決這類問題的好方法，傳感器的結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜，尺寸還不夠小，功能單一，這些是目前數(shù)字化檢具的一些缺陷或短板需要提升的方面。這類數(shù)字化檢具是介于一般機(jī)械檢具和三坐標(biāo)測(cè)量檢具之間，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)提供更準(zhǔn)確數(shù)據(jù)相對(duì)低成本的檢具。

（二）碳纖維材料的汽車檢具

碳纖維材料的汽車檢具（圖9）是應(yīng)用特殊碳纖維材料制作而成的汽車檢具。它和傳統(tǒng)材料制作的檢具有著重量輕，不易變形，耐腐蝕等顯著特點(diǎn)。

傳統(tǒng)的汽車檢具都是由金屬材料制成，有的檢具體型較大，整體結(jié)構(gòu)就會(huì)顯得笨重，操作起來就比較費(fèi)力，對(duì)于相關(guān)工作人員來說就是很大的負(fù)荷。碳纖維復(fù)合材料密度小強(qiáng)度大，能比同樣的鋼結(jié)構(gòu)件減重60%以上，同時(shí)具有耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等其他性能優(yōu)勢(shì)，在代替金屬材料實(shí)現(xiàn)輕量化方面效果顯著，隨著這種材料在工業(yè)制造領(lǐng)域中的影響力與日俱增，汽車檢具中的應(yīng)用也得到了逐步的重視和推廣。

汽車檢具種類繁多，但在實(shí)際操作中，大多是材料制作的檢具笨重是其通病之一，通過使用碳纖維復(fù)合材料管材、板材及結(jié)構(gòu)件代替結(jié)構(gòu)鋼部分，能極大地減輕檢具的重量，避免薄壁零件易受壓變形，并且進(jìn)一步提高測(cè)量的精度。但從現(xiàn)階段的市場(chǎng)開發(fā)和應(yīng)用情況看，使用碳纖維復(fù)合材料制作汽車檢具的輕量化效果是毋庸置疑的，同時(shí)碳纖維復(fù)合材料在汽車檢具中的應(yīng)用是必然的趨勢(shì)。但是如何使用才能既保證可行性成本又實(shí)現(xiàn)輕便化操作的目的是檢具設(shè)計(jì)方和碳纖維制品商的共同努力的方向。

（三）3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)應(yīng)用于檢具制造也是檢具制作的又一個(gè)全新的技術(shù)。3D打?。?DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，在檢具制作中引用3D技術(shù)，可以提高檢具的有效性，同時(shí)又可以縮短檢具的制作周期。

中國兵器工業(yè)集團(tuán)北方凌云工業(yè)集團(tuán)有限公司率先將3D打印技術(shù)成功應(yīng)用于汽車管路生產(chǎn)的檢具制造及定位工裝。3D打印技術(shù)的應(yīng)用，既降低了成本費(fèi)用，又極大的提高了生產(chǎn)效率。具有簡(jiǎn)便、耐用等特點(diǎn)，無需配備周轉(zhuǎn)器具，減少生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空間占用；重量大大減輕，重量不到原來的1/10，方便取用；可靠耐用，通過三坐標(biāo)檢測(cè)，從現(xiàn)場(chǎng)工作臺(tái)自由墜落也不會(huì)出現(xiàn)破損或變形，質(zhì)量滿足使用要求。

檢具制作過程中的傳感器的應(yīng)用以及數(shù)字化游標(biāo)卡尺等數(shù)顯設(shè)備的測(cè)量工具的發(fā)展應(yīng)用使得檢具的數(shù)字化發(fā)展特點(diǎn)明顯；碳纖維復(fù)合材料在檢具制作過程中替代傳統(tǒng)的樹脂類、鋁制類、鐵類等材料，使得檢具制作在新材料領(lǐng)域中得到了應(yīng)用；以及3D打印技術(shù)在檢具制作中的應(yīng)用，這些都是檢具的數(shù)字化、新材料的應(yīng)用、新技術(shù)的應(yīng)用都是這些特點(diǎn)的具體反映。未來檢具的發(fā)展將朝著設(shè)計(jì)輕巧，方便使用，價(jià)格低廉，檢測(cè)精度高等特點(diǎn)方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]竇寒玙.汽車檢具發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]；模具工業(yè).2017，43（4）：1-6.

[2]李燕.汽車檢具技術(shù)[J]；汽車與配件.2014（45）：71-73.

[3]趙娜.汽車檢具開發(fā)流程及在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用[J]；機(jī)械. 2016，43（11）：54-57.

[4]張美瑜.汽車總成及零、部件檢具的研究[J]；汽車與配件.2013 （2）：32-33.

[5]張華川.淺析汽車零件檢具的有效性[J]；汽車與駕駛維修：維修版.2017（7）：107-107.