1、汽车饰件检具的设计与制造 内容介绍检具分类定位系统结构设计制造装配测量调整重复性和再现性检具实例前 言 随着汽车工业的迅速发展，用户对汽车的质量提出越来越高的要求，汽车制造商之间的竞争也越来越激烈。为了满足用户的需要，各汽车厂家在不断采用新技术新工艺的同时，也把注意力转向了测量技术的开发。制造技术的发展同时也离不开测量技术，两者相辅相成，互相促进。新的测量技术不断揭露新工艺的不足之处，使之进一步创新和改造，变得更加完善。检具作为测量技术的基本组成部分，在生产现场所发挥的作用越来越明显，因而也越来越受到各主机厂的重视。主机厂和零部件供应商在产品设计和开发过程中为了实现零部件尺寸稳定性和零部件装配
2、的测量评价，对汽车内外饰件系统也引进了定位系统和检具的概念。并要求从事设计制造装配测量总装匹配的所有部门都采用统一的评价标准。 检具的定义 用于评价产品形状、位置偏差的专用检测夹具，包括其附带的量具和附件。检具的结构 任何检具都是由以下三部分组成： 基础模块 定位固定模块 检测匹配评价模块检具分类 按产品特性分为： 总成检具 零件检具按定位方式和检测评价的特点分为： 测量支架 检 具 匹配检具 胎 具测量支架 Holding Fixture按照产品图纸规定的方式定位固定产品其本身没有检测功能作为三坐标（CMM）测量产品时的专用夹具检具 Checking Fixture按照产品图纸规定的方式定位
3、固定产品建立产品自身面的偏置(offset)面和齐平(flush)面建立产品自身面上特征线的偏置(offset)线建立产品自身特征销或者孔所对应的套或销评价实际产品与理想产品（数模）之间的偏差匹配检具 Cubing Fixture 按照实际装车或装配方式定位固定产品建立产品对手（环境）产品的理想匹配面评价实际产品与对手（环境）理想匹配产品（数据）之间的匹配偏差胎具 Nest Fixture 主要以型腔面或外形定位定向系统不一定可靠建立理论产品边界面或线来评价实际产品周边形状和孔的位置与理想产品数模之间的偏差问题一检测检具与匹配检具有什么区别？ 定位方式 模拟块设计形式 其他检测附件汽车坐标系的
4、建立: 一般汽车坐标系的原点是建立在前桥上平面中点 长度方向是X轴 从前向后为X轴正方向 高度方向是Z轴 从下向上为Z轴正方向 宽度方向是Y轴 对于左驾驶汽车，从左向右为Y轴正方向 对于右驾驶汽车，从右向左为Y轴正方向汽车坐标系中国/欧洲 北美 日本/台湾长：LXF/ATL宽：BYC/CBL高：HZU/DWL不同的国家地区对汽车坐标轴的表示方法有所不同汽车坐标系汽车坐标系前零线 中零线底零线定位3-2-1原则任何一个物体在三维空间中都有6个自由度,沿着3个坐标轴平动和绕3个坐标轴转动所以任何一个汽车零部件在汽车坐标系中的确切位置都是通过约束其自由度来实现的。在实际的应用中刚性产品采用3-2-1
5、的法则。3-2-1的法则它规定了约束自由度的分布:产品最大投影面积方向用三个固定点约束三个自由度 （一个平动和二个转动）产品次大投影面积方向用二个固定点约束二个自由度 （一个平动和一个转动）产品最小投影面积方向用一个固定点约束一个自由度 （一个平动） 定位3-2-1原则B平面建立第二基准平面最少2点接触A平面建立第一基准平面最少3点接触 C平面建立第三基准平面最少1点接触为了表述尺寸而设立的测量方向定位3-2-1原则一个刚性零件超过6个自由度的约束，称为过约束。但是汽车饰件通常是非刚性或半刚性的，要约束产品在空间的位置，常常需要一些过约束，这里引进了广义3-2-1的法则。广义3-2-1的法则它
6、规定了约束自由度的分布：产品最大投影面积方向用大于三个固定点约束三个自由度 （一个平动和二个转动）产品次大投影面积方向用大于二个固定点约束二个自由度 （一个平动和一个转动）产品最小投影面积方向用大于一个固定点约束一个自由度 （一个平动） 设计和选择定位基准 实施被实际使用的基准 目标区域的稳定性 目标区域的重复性 基准的协调以补充零件检具、焊接工艺和装配检具 首选使用主要的或经过加工的表面 使用辅助定位支持和稳定产品 基准点必须在所有的加工,组装,检验和总装中贯穿性地投入使用 设计和选择定位基准 下图是3-2-1定位系统的实例。建立三个面基准（第一基准平面）一个孔和一个长孔（第二基准平面）一个
7、孔（第三基准平面）。这个方法要考虑当产品表面不稳定和不可靠时或基准面间不成90角度。使用变化组合解决产品固定和装配的特殊问题同样是可能的。面基准与重力方向成3045度时会产品移动的高风险应该不免，用孔和长孔来替代。1 2和32设计和选择定位基准 选择定位基准的建议 ：1选择垂直重力方向作为第一或主基准，这样重力可以有助产品靠在定位基准上2使用三个或多于三个定位基准在主基准上，遵循基准总数最少又稳定产品的目的3所有主基准都必须建立在相同的物理特征上4选择第二和第三基准的递减优先顺序:o 选择一个四方位销固定一个孔和两方位销固定一个槽，槽的宽度方向应与第二平面平行o 选择两个两方位定位销固定两个平
8、行的槽在第二平面上和选择一个端面定位在第三平面上以移动或其他稳定方式o 选择一个四方位的定位销固定一个孔和在产品轮廓边缘上选择定位o 定位面上两个定位点在第二平面上和一个端面定位点在第三平面上o 定位面对齐两个定位点在第二平面上和一个端面定位点在第三平面上 o 不要使用不稳定的产品特征如边缘o 目标基准的分布要充分满足产品的稳定性问题二检具结构设计需要哪些必要的条件？ 被测产品的3D数据 被测产品的2D图纸 车身环境数据（匹配式检具）检具的结构设计 产品布局 基础模块 定位夹紧模块 评价检测模块 产品布局 理解分析产品三维数模(Math data)，产品图纸中的RPS表（德国大众标准）或GD&
9、T图纸中的Datum 表（北美通用标准）或日系的检具示样书或是其他类似的定位信息和结合实际装车位置情况。考虑产品在检具上的位置： o 总成按整车坐标系放置 o 分总成或零件按整车坐标系位置或整90度转动位置放置 根据产品图纸上基准点定位信息确定实施形式根据产品图纸上检测要求确定模拟块、检测销、卡板及PQC点的数量和位置 基础模块 根据产品特点或客户要求确定是采用底板结构还是箱体结构确定测量基准设置方式确定基础上表面划坐标线的间距确定搬运装置设置方式基础模块 基础模块基础模块注：所有测量球包括连接臂的建立在设计部分显示基础模块一号孔底板要求检具的大底板其上表面作为安装和测量的基础平面应无明显的走刀痕迹。日常使用中可承受检具的重量 ，不变形 。上平面应刻 100 mm 间隔的坐标线。线深0.5mm 宽0.5mm。大底板作为基准时，上平面应设有测量基准。并标明坐标方向及坐标原点与汽车坐标原点的相对坐标值 。大型检具的底板侧面应装有起吊装置， 底板下应设有铲脚位。小型检具应在底板上设有搬运手柄。定位夹紧模块 根据产品图纸中的定位信息，判别是否满足3-2-1的法则，确定定位装置的分配和布局；对非刚性零件有时需要凭经验预先设置或在制造后期添加辅助支撑以增加产品的刚度；与实际装车或装配一致的结构。
