孔凡燕，崔禮春，虞 帥，趙烈偉,孫連福

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

隨著汽車市場(chǎng)的逐漸成熟，業(yè)內(nèi)對(duì)汽車的質(zhì)量要求越來(lái)越高，這就使得各大汽車廠商對(duì)各零件不論在設(shè)計(jì)還是制造階段的質(zhì)量要求越來(lái)越高，零件的質(zhì)量控制手段、檢測(cè)工具等也越來(lái)越豐富，檢具作為目前的主流檢測(cè)工具大量應(yīng)用于沖壓?jiǎn)渭⒑秆b總成等零部件的檢測(cè)，同時(shí)在內(nèi)飾件、大燈等塑料類零件的質(zhì)量檢測(cè)上也大量應(yīng)用。

目前中國(guó)各大主機(jī)汽車生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，檢具一直被大量使用，通過(guò)檢具實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的在線檢測(cè)，判斷產(chǎn)品是否合格，達(dá)到有效的控制產(chǎn)品的質(zhì)量，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的檢具是以人工檢測(cè)為主，為此檢測(cè)人員需要按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)要求將零件準(zhǔn)確的固定安放在檢具上，然后通過(guò)檢測(cè)銷、劃線銷、卡尺、間隙尺、量規(guī)、通止規(guī)、百分表等檢測(cè)工具實(shí)現(xiàn)對(duì)零件面輪廓度、線輪廓度等與檢測(cè)基準(zhǔn)塊（理論值）之間的間隙、差值進(jìn)行檢查，也可以借助檢測(cè)銷或者目測(cè)對(duì)零件上不同功能的孔及零件與零件之間的搭接位置進(jìn)行檢查，從而保證在批量生產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件質(zhì)量狀態(tài)的快速判斷，但隨著汽車主機(jī)廠對(duì)測(cè)量自動(dòng)化、數(shù)字化的要求越來(lái)越高，檢具行業(yè)被迫轉(zhuǎn)型升級(jí)，必須向標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化、精密化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。

本文主要詳細(xì)敘述多款車型頂蓋外板帶天窗部位檢具設(shè)計(jì)方法研究和應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)后續(xù)新車型的頂蓋外板檢具柔性化設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。

1 多車型共用頂蓋檢具的設(shè)計(jì)

1.1 零件特點(diǎn)

某車型頂蓋數(shù)模如圖1，此件外形尺寸為3048mm×1370mm×243mm，厚度為 0.7mm，材料為寶鋼SPCE材質(zhì)，產(chǎn)品特點(diǎn)及要求如下：

（1）沖壓件大而軟，容易變形，檢具設(shè)計(jì)時(shí)需考慮零件自重導(dǎo)致的零件下沉，可考慮在零件中部適當(dāng)多增加S面支撐。

（2）精度要求高，特別是周邊一圈與側(cè)圍、尾背門搭接，帶天窗版由于天窗密封性要求高，相應(yīng)的對(duì)中間翻邊型面等處精度要求較高，檢具設(shè)計(jì)時(shí)這些地方需重點(diǎn)關(guān)注。

圖1 頂蓋數(shù)模

1.2 GD&T制作

GD&T文件主要包含零件三大信息，第一為零件定位系統(tǒng)，按照車身定位系統(tǒng)，根據(jù)焊裝輸入的基準(zhǔn)點(diǎn)文件，沖壓根據(jù)其定位夾持信息，設(shè)計(jì)沖壓?jiǎn)渭跈z具上的定位夾持方式，原則為盡量保持與焊裝基準(zhǔn)點(diǎn)一致，保證沖壓焊接定位的一致性。

第二為零件公差要求，根據(jù)尺寸工程人員提供的公差信息，對(duì)于有特殊要求的按照特殊公差要求，對(duì)于無(wú)特殊要求的按照常規(guī)公差進(jìn)行設(shè)定。

第三為檢測(cè)元素，即需檢測(cè)的特征，包括面、邊、孔等，按照白車身裝配搭接關(guān)系識(shí)別關(guān)鍵面、邊等，按照零件孔位信息表明確關(guān)鍵孔等。

1.3 概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)包括詳細(xì)的檢具草圖和書(shū)面描述以便能依此進(jìn)行檢具設(shè)計(jì)，其應(yīng)具備以下信息：

（1）被測(cè)零件與檢具底板的位置關(guān)系，即板件的放置方向。一般根據(jù)板件的形狀，綜合考慮板件的通常變形形式，板件的檢測(cè)位置，檢測(cè)方法，檢具的操作性能來(lái)確定方向。不過(guò)最好使用裝車位置，如果相對(duì)裝車位置有偏離，應(yīng)以90°增量進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，頂蓋的放置方向按照車身坐標(biāo)位置放置。

（2）零件的定位方案。定位方案與幾何尺寸及GD&T一致。

（3）夾緊方案與GD&T一致。

（4）支撐與升舉機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式。此次檢具設(shè)計(jì)需要升舉機(jī)構(gòu)的主要為天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有各汽車廠家為節(jié)省工裝開(kāi)發(fā)成本將不帶天窗版與帶天窗版檢具設(shè)計(jì)為共用的，通常頂蓋外板天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)形式一般采取以下技術(shù)方案：

①普通版頂蓋檢測(cè)時(shí)把天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)拆下放置于底版上，天窗版頂蓋檢測(cè)時(shí)又將天窗部位的檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在檢具的固定座上，具體結(jié)構(gòu)如圖2，天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)如圖3。

圖2 檢具結(jié)構(gòu)圖

圖3 天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)

②頂蓋外板檢具設(shè)計(jì)時(shí)，天窗部位檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成多個(gè)活動(dòng)式檢測(cè)塊，天窗版頂蓋檢測(cè)時(shí)將活動(dòng)塊一個(gè)一個(gè)旋緊固定，普通版頂蓋檢測(cè)時(shí)要把活動(dòng)檢測(cè)塊一個(gè)個(gè)打開(kāi)避讓開(kāi)。天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)如圖4。

圖4 天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)物

2 頂蓋外板天窗部位檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

此車型頂蓋擬采用無(wú)需拆卸的天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)，如圖5。頂蓋天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括九宮格式矩形框架和散布在矩形框架邊緣處的檢測(cè)塊，矩形框架上一對(duì)角安裝兩組滑移器，矩形框架上另一對(duì)角安裝兩組氮?dú)饩彌_器，如圖6，滑移器和氮?dú)饩彌_器另一端以可上下滑動(dòng)的方式安裝在檢具基座上，矩形框架能夠在上限位點(diǎn)和下限位點(diǎn)鎖定，該滑塊的滑動(dòng)方向垂直于矩形框架的所在平面。

圖5 天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)

圖6 天窗檢測(cè)機(jī)構(gòu)

原理為當(dāng)檢測(cè)無(wú)天窗頂蓋外板時(shí)，將天窗部位的檢測(cè)機(jī)構(gòu)上的旋鈕柱塞組件圖6a中的旋鈕定位銷1從上定位孔2中旋出，整個(gè)機(jī)構(gòu)順著導(dǎo)軌下行至下定位孔3后進(jìn)行定位，整個(gè)天窗部位的檢測(cè)機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)，把頂蓋外板放置在檢具本體上即可進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)檢測(cè)帶天窗的頂蓋外板時(shí)，再將天窗部位的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的旋鈕柱塞組件中的旋鈕定位銷1從下定位孔3中旋出，整個(gè)機(jī)構(gòu)順著導(dǎo)軌上提至上定位孔2后進(jìn)行定位，整個(gè)天窗部位的檢測(cè)機(jī)構(gòu)又處于工作狀態(tài)，不需任何拆卸和安裝過(guò)程。

該檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝后，無(wú)需拆裝即可方便檢具對(duì)普通版頂蓋和天窗版頂蓋進(jìn)行檢測(cè)切換，省時(shí)省力，有效保證檢測(cè)精度準(zhǔn)確性，還能節(jié)約檢具空間，降低制造成本。

3 工程圖紙輸出及生產(chǎn)驗(yàn)證

頂蓋外板檢具整體工程圖紙如圖7所示。設(shè)計(jì)完成后的最終圖紙，經(jīng)過(guò)評(píng)審滿足使用要求，最終制造完成的檢具實(shí)物如圖8所示，一切性能滿足使用驗(yàn)收要求。

圖7 頂蓋外板檢具工程圖紙

圖8 頂蓋外板檢具實(shí)物

另隨著汽車主機(jī)廠對(duì)測(cè)量自動(dòng)化、數(shù)字化的要求越來(lái)越高，檢具行業(yè)被迫轉(zhuǎn)型升級(jí)，必須向標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化、精密化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展，為適應(yīng)行業(yè)發(fā)展及實(shí)際生產(chǎn)需要，也開(kāi)發(fā)了一種頂蓋外板柔性化檢具如圖9，該柔性檢具（檢測(cè)支架）通過(guò)自動(dòng)三坐標(biāo)檢測(cè)板件，可同時(shí)滿足帶天窗和不帶天窗頂蓋檢測(cè)，同時(shí)通過(guò)調(diào)整或不調(diào)整定位面也可滿足其他車型頂蓋外板檢測(cè)，滿足檢具工裝多元化、通用化、檢具柔性化要求，為后續(xù)新車型工裝開(kāi)發(fā)有效節(jié)約成本。

圖9 頂蓋外板柔性檢具實(shí)物

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)汽車頂蓋外板檢具天窗部位檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，解決主機(jī)廠檢具工裝多元化、通用化并提升了檢具柔性化。

（2）多車型共用頂蓋檢具沖壓件的定位、數(shù)據(jù)檢測(cè)、功能識(shí)別、問(wèn)題識(shí)別及方案制定具有明顯效果。

（3）多車型共用頂蓋檢具技術(shù)在先進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這就為新設(shè)備的應(yīng)用、推廣以及汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展提供了重要的技術(shù)手段。

（4）多車型共用頂蓋檢具技術(shù)及柔性化檢具發(fā)展不僅影響著車身沖壓和焊接領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)汽車的綠色設(shè)計(jì)與制造，推進(jìn)汽車的節(jié)能減排，創(chuàng)建環(huán)境友好型社會(huì)均具有重大意義。