汽车大型饰件检具设计制造技术

前 言

今天为大家分享一篇由资深设计师总结的车大型饰件检具设计、制造、检测中应注意的要点，以及所采用的一般方法和技巧。研究和开发更为使用高效的汽车饰件检具，对适应快速发展的汽车市场需求有着重大意义。

汽车大型饰件一般都是采用化工材料或纺织面料制成，其相对于车身零件具有着许多不同的特点。它具有体型大、型面和结构复杂、零件刚性差、多为空间尺寸等特点，因而必须借助于检具进行比较量测，才能快速而准确评判产品零件的好坏。同时检具可以有利于零件制程问题的发现，保证实现产品制程的持续改进，检具对于汽车顺利生产有着举足轻重的地位。针对汽车生产中的大型饰件检具进行了初步讨论。

一、设计概念

在检具设计前，应明确检具设计的概念，主要充分考虑以下因素。

1．1充分理解GD＆T

G D ＆ T 是汽车产品设计的一个描述性文件，产品规范、产品定位基准、关键产品特性（KPC）及产品公差特性都会在GD＆T 上反映出来， 因而在检具设计前必须充分理解G D ＆ T 。

1．2 确定产品的定位和检测内容

在对产品GD＆T 充分理解的基础上，分析产品定位基准特性，考虑产品零件的最佳放置位置，理解各种公差的含义，确定产品零件在检具上必须实现的检测内容和不须实现甚至是根本无法实现的内容。

1．3 过程控制能力的统计（SPC）

识别产品有无KPC 要求，了解检具用途，正确理解定量测量和定性测量的需求，保证SPC 数据采集的可靠性。

1．4 了解需求和流程

充分了解客户对产品检具的需求，借鉴以往成功或失败的案例，充分了解客户检具审核和批准的流程，了解所需提供文件。

二、设计原则

检具应具有足够的刚性；应具有足够的稳定性；应具有足够的测量精度保证汽车质量；操作应方便保证足够的测量效率；结构应尽量简单使用；应具有良好的外观；应具有足够的经济性保证便于整车成本的控制；同时应便于计量和校准。

三、大型饰件检具的设计要点

汽车大型饰件检具有着汽车零件检具的共性，也有着其自身的特点。其结构上主要由以下几部分组成：底板及机架部分、定位装置、夹紧装置、测量装置、辅助装置等。如图1、图2所示。

图1 某车型仪表板检具

图2 某车型前保险杠检具

3．1底板及机架部分设计

底板和机架部分，是整个检具的基础部分，虽然不是检具的工作部分，其稳定性却直接影响到整个检具的精度。因为大型饰件的检具比较大，在底板和机架结构设计的时候，一定要注意其刚性和所选材料的加工性和稳定性。现一般采用铸铝材料，采用筋板结构或箱体结构。底板上应设置检具的检测和校验基准，可与汽车坐标产生关联，同时应设置起吊或搬运结构，底板上应有汽车零件坐标线，如图3所示。因产品本身尺寸比较大，底板设计不能太大，否则引起操作不便，只要能保证翻转部件不伸出底板为宜。

图3 某门板内饰检具底板

3．2 定位装置设计

汽车零件一般是空间零件的，其在空间的定位对其检测的正确性与稳定性起着决定性的作用，对于刚性件或小零件，一般采用“3－2－1”的基本原则，即第一基准三点，第二基准两点，第三基准一点，通俗一点就是用数量不同的点构成面、线、点来限制空间物体的自由度。在实际的生产中是不可能存在真正的点和线，一般都是通过单位“面”来逼近“点”和“线”的，单位面的大小应视产品大小而定。对于大型饰件，在检具上的摆放状态应按装车状态，避免柔性体的重力状态对检测结果的影响，如上图图1、图2 所示。

（1）定位面（第一基准）

即基准体系中的“3”，对于大型饰件来讲，因为其刚性比较差，而且重量相对较大，三点不足以构成稳定的面基准，因而其定位体系必须在“3－2－1”的基础上增加足够定位点或辅助定位点，才能过程完整的面基准，保证定位的可靠性，例如SGM980 前保检具就因定位点过少，而造成产品定位不稳定而误判产品。第一定位平面尽量选择重心平面，在可能的情况下，重心应落在定位面构成点组成的多边形内，以便零件稳定与定位面接触。如图4 所示为某车型前保险杠，因产品比较大且刚性差，上面有二十多个定位特征。

贴紧、夹紧装置要有一定的刚性，夹紧方向应沿定位面的法向，如图5 所示，如同时夹紧两个方向时，夹紧方向尽量沿两面夹角的平分线。

图4 某车型前保险杠

（2）定位销（孔）（第二、第三基准）即基准体系中的“2”和“1”，一般主定位孔（柱）采用四方位定位销（孔），次定位孔（柱）采用两方位定位销（孔），两方位定位销应有防转措施。对于大型饰件，因其刚性硬度差，而重量比较大，因而一般不采用锥形销定位，而采用直销定位，在设计时可先将其设计为孔径最大值，再根据实际产品的稳定值来修正定位销的尺寸（必须满足孔径的尺寸公差），来保证产品定位的稳定性， 从而确保检具的R ＆ R 。

当然实际定位特征的形状还有可能是定位孔（柱）的变形，因而必须具体问题具体分析，结合零件的自身特点运用适当的定位形式来保证产品在检具上定位的可靠。

3．3 夹紧装置设计

因为大型饰件本身的特点和为确保检测时零件在检具的唯一状态，零件放置到检具上后，应使用夹紧装置，将零点定位面和检具定位夹紧装置要有一定的刚性，夹紧方向应沿定位面的法向，如图5 所示，如同时夹紧两个方向时，夹紧方向尽量沿两面夹角的平分线。夹紧装置的型式和结构多种多样，但总的原则是在保证压紧零件和检具结构允许的前提下，尽量做到操作方便快速，并尽可能使用标准件。

图5 夹紧示意图

3．4 测量装置设计

测量装置和定位装置同样都是检具的核心部位，是实现检具检测功能的重要部分。根据如何判定被检产品的公差特性，可分为定性型和定量型。定性型测量装置只判断产品的合格与否，而不能取得产品特征数值；而定量型测量装置能直接取得产品特征数值。定性测量主要是采用G o － N o g o、体积或面积比较的方法取得的，在饰件检具上主要是通过模拟块、截面样板、止通规、位置规和划出公差带区域的方式取得的，用在在线检测的场合有比较大的优点，具有快速判定产品的功能，如图6 所示。定量测量主要用在产品试制的初期或有KPC 检测要求的场合，在饰件检具中主要采用百分表、斜尺或塞尺等取得。

图6 某车型门板内饰检具

在检具检测装置的采用和设计上，要仔细分析产品GD＆T ，根据不同的公差特性，采取适当的检测方法，比如位置度和轮廓度的监测方法是不同的，位置公差的最大实体原则和独立原则也是不相同的，对于相对于不同相对于小基准的公差应区别对待。

结 语

由于汽车工业的飞速发展，新车型开发速度加快，汽车检具的需求越来越大，加强对检具的开发力度，深入研究检具技术，加大检具开发的投入，更好地服务于蓬勃发展的中国汽车业，早日使中国汽车制造业赶上世界先进水平。