汽车覆盖件检验夹具三维设计应用

何军　卞平

摘 要：由于汽车覆盖件空间尺寸大、型面复杂的特点，作为保证车身质量的重要检测工具-检验夹具应用越来越广泛。文章从汽车覆盖件检验夹具的种类、结构和功能出发，结合使用UG NX完成的三维设计，系统阐述了汽车覆盖件检验夹具的三维设计开发，以推动行业的实物质量的提高。

关键词：检具、汽车覆盖件、设计

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）09-0010-01

1 检验夹具的概念与应用

检验夹具是检验冲压件是否合格的一种工艺装备。在汽车模具和冲压件生产中，为保证产品质量，对冲压件的型面、轮廓、孔位及孔径、角度等进行误差检测是一项重要的工作。检验工作量约占模具与冲压件生产总工作量的15%，测量工具和装置的总费用约占模具与冲压件生产工艺装备總费用的20%。检具具有精确高效的检测功能，对于提高冲压组合件的焊装质量，提高整个车身质量起到了重要的作用。

冲压件的检验效率是一个重要问题。冲压件检验主要是判断工件是否合格，一般不需要测量出具体值。为了判断冲压件是否合格，在生产车间中除了使用通用的检测工具外，最多的是使用检验夹具（后面简称为检具）。

检具在冲压件生产中的作用主要表现在以下几个方面：

①检查冲压件产品是否合格；②对冲压生产过程进行质量控制。在每批次生产中对最前面和最后面冲压的若干个零件进行检测，并对中间冲压的零件进行抽检；③分析和判断冲压件在焊装过程中出现的质量问题；④保证现生产模具的使用状态；⑤对修理模具和复制模具进行质量评判。

2 检具分类

检具的分类有许多种方法，按检具的功能，车型在开发过程中主要有以下几种类型的检具：

①P.G（PanelGauge）：用来检查板金件（PanelParts）单件的主要检具。常用的冲压件检具属于这一类。如图4所示为福田项目顶盖板检具；②O.G（Open Gauge）：用来检查车体前、后挡风玻璃、门及门洞的焊装尺寸；③U.G（Unit Gauge）：用来检查各冲压件组装后的总成检具；④UCF（Unit Check Fixture）：用来检查单个零件总成后，装上车体前的状态（主要有以下几种零件：门、发动机罩、行李箱等）；⑤PUG（Parts Unit Gauge）：用来检查各装潢件单件或总成件的检具，等。

3 检具的基本结构形式

检具一般由基座、检测基面、定位销、压紧、型面及断面样板组成。应用检具完成对冲压零件的抽样检查和模具调试的整改。

按基座来分，可把检具的结构分为三大类别：

①焊接框架结构：纵梁第二左/右托架检具如图1所示。

②钢底板结构：前转向器支架检具如图2所示。

③铝合金结构：发动机罩外板检具如图3所示。

检具结构的分类是检具设计最重要的基础工作。分类的目的就是将检具的共性进行分类，归纳出来，使用三维软件来设计标准的、复杂结构的检具。

4 检具的设计

4.1 冲压零件检测方法

检验夹具设计的常用结构主要有以下几种：

①压弯线或翻边线检测基本方法，一般有a-f六种方式，如图4所示。

②杨版规的设计。对零件周边法兰面的位置，一般可直接进行间隙检测；而对中间的形状部分，则要采用立体形状断面样板以后才能进行间隙（一般为3 mm）检测，样板规一般有a～d的几种结构，如图5所示。

③轮廓线检测的结构形式设计如图6所示。

④孔的检测方法：一般孔需划出孔边缘线和中心线来，如图7所示，重要孔和定位孔必须用检测销检查，检具上的检查销用孔须镶钢套，检测销的直径可按下式计算：

D=D0-C

其中，D0为孔径公称尺寸，mm；C为孔的位置公差，mm。

⑤检具的压紧点是检具的0 mm间隙面，压紧方向是0 mm间隙型面的法向，压紧力适度，被压紧零件不能产生塑性变性及较大的弹性变形。其位置应原则上根据焊装夹具的夹紧位置且方便制件装卸。打开时，手柄应不凸出基座。夹紧装置不能影响零件的取放。

4.2 检具三维设计结构形式及建模方法

由于上面的检测方法是按制件型面空开0 mm、3 mm等间隙。所以，利用三维软件的造型功能，采用下面两种方法：

①形状简单的零件：将曲面片缝合后，使用整个特征的偏移，按要求的检测方法做出过渡面，利用实体裁剪分离及一些常用的实体拓扑运算等操作来完成；②形状较为复杂的的零件：将所有的曲面片偏移后，再进行曲面的缝合，按要求的检测方法做出过渡面，利用实体裁剪分离及一些常用的实体拓扑运算等操作来完成。

用到的建模命令有：法向曲面偏移（offset）、曲面延伸（extension）、直纹面（ruled》＼曲面缝合（sew）、分割（split）等建模方法。装配（Assemblies）设计。检具的所有结构、部件、标准件等可在不同的零件中，通过Application→Assemblies命令进行装配。不需要用“层”来区分各部件，其树状结构为：

4.3 检具三维设计的关键技术

为了提高设计质量，更好的提高效率，检具的三维设计，在技术方面要做好以下几点准备：

①检具结构的分类和标准化；②检具三维建模技术的开发和规范；③检具三维标准件库的建立；④检具用户工具的开发。

5 结 语

检具作为检查冲压零件是否符合产品要求的一种工具，是冲压模具的质量及稳定性的重要质量保证。为提高检具的制造水平，采用三维设计可极大的提高设计质量，缩短了工艺和数控编程时间，使工程技术人员能站在立体、全局的角度来进行检具设计，极大地提高了检具的制造水平和质量，提升了汽车车身质量。

参考文献：

[1] 孟少农.机械加工工艺手册（第三卷）[M].北京：机械工业出版社，1992.

[2] 孙组宝.量具设计[M].北京：机械工业出版社，1982.