汽车塑料检具设计

检具一.检具（测量支架）的概述1.检具（测量支架）的定义检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。在零件生产现场,通过检具实现对零件的在线检测,为此需要将零件准确地安装于检具上,然后通过目测,或测量表,或卡尺对零件型面,周边进行检查,也可以借助检验销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的联接位置进行目检，从而保证PVS及SOP生产时实现零件质量状态的快速判断。在此情况下，通过目检或测量可以判断:零件轮廓周边大小和形状区域以及相对位置与通过CAD/CAM直接加工的检具理论值之间的偏差。对于零件上的某些极其重要的功能性尺寸，还能利用检具进行数值检测。通常不能借助检具直接获得零件基于车身坐标系统精确的坐标值,而是将零件置于检具上通过三坐标测量机测量方才获得。现代检具的结构在设计时同时考虑其可以作为测量支架使用。但是当检具的在线检查功能与测量支架功能不能同时满足时，应首先满足检具的在线检查功能。测量支架是用三坐标测量机测量零件时的一种辅助支架，其所有的支撑面（点）和定位基准面（点）均必须根据零件的CAD数据铣削加工，有些特殊零件的测量支架还应有部分检具的功能。2.检具和测量支架能够根据有效的产品图纸和CAD数据来合理地测量零件的所有参数，借助于三坐标测量机能对检具和测量支架进行校验和鉴定3.在正常的使用频率和良好的保养维护情况下，应保证检具和测量支架在相应的零件的生产周期内的使用寿命。检具二.检具（测量支架）的结构检具（测量支架）通常由三部分组成:1.骨架和底座部分；2.型体部分；3.功能件(功能件包括:快速夹头,定位销,检测销,移动式间隙滑块,测量表,型面卡板等)。检具三.检具（测量支架）的设计概念和要求1.检具设计的概念A.开始设计前，应召开一个设计概念的预备会议。应参加的主要人员为：供应商检具工程师、检具设计及制造方的代表。B.设计概念应包括详细的检具的草图和书面描述，以便能依此进行检具设计。设计概念不必详细得如一个完成的设计，但应包括下列信息：①被检测零件放置于检具上的位置原则上必须和其在车身坐标系中的位置一致。如果考虑到便于操作和节约费用等因素，特殊情况下允许将零件旋转+/-90度或+/-180度。②定位基准方案应与几何尺寸及公差图纸（GD&T）一致。③支撑被测零件的检具零件和装置。④检具设计方案应明确基准孔、基准面、定位面的数量及位置，夹紧点（尽可能与焊接检具夹紧点保持一致）数量、位置及夹紧方式，确定检测方式和各种断面、翻边面的检测要求，并用简图说明。检具的夹紧点一般采用三个以上，位置不得与检测位置发生干涉，检测位置按产品图要求，小型检具可采用磁钢2.检具设计的要求①材料要求：※检具底板、结构件和样板建议采用铝镁合金(ALMg4.5Mn0.7)※模拟块建议采用铝镁合金(ALMg4.5Mn0.7)或可加工塑料(CIBABM5166)※定位测量用的销和孔套建议采用合金钢材料（GGr15，40Cr）②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。长度方向和宽度方向基准面的垂直度为:+/-0.05mm/1000mm，高度方向基准面:为底板下部平面,它自身的平面度必须为0.05mm,同时和底板上部平面保证平行度:0.1mm/1000mm。※上平面应刻100mm间隔的坐标线。刻度宽度0.15mm~0.20mm，深度为0.25mm，并注明相应座标代号及座标值。座标网络线位置相对于基准的误差为±0.2mm/1000mm。※大底板作为基准时，上平面应设有测量基准。即设有三个测量基准球或者三个测量基准孔或三个测量基准柱或者三个方向的测量基准平面，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。基准孔的间距为200毫米的倍数，应落在汽车坐标系的百位线上。※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。设计时必须考虑最大承载力和使用时铲车的尺寸规格。即在底板下需留有高度120mm，宽度800mm的空域让铲车铲脚及铲齿能够进入。检具※小型检具应在底板上设有搬运手柄※底脚和底板为螺栓连接.通常,滚轮为前后4个,后面两个具有自锁功能,用作检具的搬运,同时兼作存储;为便于检具用后安全存储及保护。基准值基准孔吊耳百位线滚轮检具③产品布置※车身坐标系：●汽车基准点系统，如：大众公司的“RPS”基准系统，通用公司GD&T图纸中的“Datums”也描述了产品的定位基准点，两者的目的基本一致，使汽车零件在设计－开发－装配－总装－测量所有部门都采用统一的基准点定位系统，减少总成及零部件因基准不协调而产生的偏差，以改善生产过程的稳定性。所以汽车零件的测量也应紧紧按照基准点系统建立测量坐标系，才能真正体现零件在装车状态下与车身或其它零件的定位与匹配情况。●一般以前保险杠为原始点，从后向前看汽车中心平面分开右为正，有时坐标X写成（L），Y写成（W），Z写成（H）。●原点设在前桥平面中点●长度方向为X轴●宽度方向为Y轴●高度方向为Z轴检具③产品布置※3-2-1法则：在三维空间里任何一个物体都具有六个自由度。即沿三根轴向的平动和绕三根轴的转动。要确定一个物体在此坐标系唯一位置就必须约束所有的自由度。同理任何一个汽车零部件在汽车坐标系中的唯一位置须通过约其6个自由度来实现的。●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）检具※产品位置原则上必须和其在车身坐标系中的位置一致。特殊情况下允许将零件旋转+/-90度或+/-180度。※对于左右对称，并且通过同一模具同时成型的零件，其检具通常采用型体和骨架部分分开，共享底座的结构形式。检具※产品位置原则上必须和其在车身坐标系中的位置一致。特殊情况下允许将零件旋转+/-90度或+/-180度。※对于左右对称，并且通过同一模具同时成型的零件，其检具通常采用型体和骨架部分分开，共享底座的结构形式。④检具的型体部分●各种类型零件的周边，翻边和零件断面的检测可以通过设置检具检测面来实现，检测面检测包括：零件等距离5mm间隙检测(对于小型零件可以采用3mm检测)和周边平整度检测--0mm间隙。为此在型体上必须按CAD数据加工出5mm(或3mm)的间隙检测面和周5mm--间隙边平整度检测面。同时在相应检测面下部贴上提示铭牌或标记。●检测面材料必须是指定的塑脂材料或铝合金镶块。●加工精度要求：型面精度：±0.15mm。齐平零面精度：±0.10mm。轮廓精度：±0.15mm。齐平-0mm间隙-5mm检具⑤产品定位●RPS定位孔和定位销：零件一般情况下通过2个定位孔，借助可插入式定位销的插入而固定于检具上定位的方式和位置根据图纸中RPS的说明来规定.在零件夹紧和检测开始之前,首先须将零件定位,因此定位销用于将零件精确地定位于检具上。定位销由导向,定位及手柄三部分组成,保证销子导向部分能够在定位孔内进出自如.定位销的标注在手柄凹漕内标注销子牌号以及对应的RPS点名称，每个定位销配置Ф3mm尼龙绳，并将其固定于检具型体的适当部位。通常采用以下两种定位方式:-定位Nr.1(A1):限制两个方向自由度-定位Nr2(A2):限制一个方向自由度定位面和支撑面●定位面和支撑面在检具上根据RPS点布置。它精确地反映相应的RPS点位置。通常主RPS点的定位我们称之为定位面,辅助RPS点的支撑称为支撑面。支撑面根据零件的软硬等稳定性状况酌情决定。必要时,有意考虑过定位,以增加零件的稳定性。RPS2(Fy)RPS3(HzFy)RPS1(HxzFy)RPS5(Fx)RPS4(Fz)检具⑥检测孔和检测销对于检验销检验的孔。为了便于检具作为测量支架使用时,测量机测量探针能够顺畅地测量孔经,缺口等特征,为此在型体相应部位必须加工(或安装)作够大的自由面,由此探针能够借此实现进给,后退等编程动作。具体方法:自由面直径大小:孔径直经+7mm;深度:从零件下表面向下8mm的沉孔，沉孔底部和周边涂黑色，检测销用于对待测孔的位置度进行检测。检测销由导向，检测及手柄三部分组成。⑦划线检测的孔如:装配孔,其公差要求+/-0.5mm并+/-1.0mm通常采用划线目测检查。其方法:在型体相应部位加工离零件下表面2mm的凸台，凸台表面涂红色,按孔径形状刻注白色曲线和十字线。⑧对于目视检测的孔如:串线孔、工艺孔,其公差要求=+/-1.0mm,通常采用目视检查。其方法:在型体相应部位加工离零件下表面8mm（6mm）的沉孔，沉孔底部和周边涂黑色。检具⑨检测模拟块对于零件上重要的表面，在结构限制的情况下可以采用活动拼快来检验其平整度和间隙。根据零件的检测要求，可采用固定式、可拆卸式等结构。⑩卡板采用摆动的形状规。检查零件的重要配合面的轮廓。检测样板刀口精度：±0.15mm。⑾产品夹紧为了固定零件,在定位面和支撑面区域必须配置快速夹头或磁铁.夹头装置通常直接用螺栓固定于检具底座(铝铸件或铝合金)上表面的适当位置或通过焊接粱或铸粱过渡连接.在夹头装置的排列和布置中,必须注意：1)夹头松开并恢复到起始位置状态下,必须有作够的空间保证零件无干扰地安放和取走.2)有作够的空间提供夹头在检具上实现空间无干扰曲线运动。夹头和工件表面的接触应保证:夹头对工件只起到固定作用,而非夹紧变形作用（原则上夹紧力不大于5牛顿）。检具四.检具和测量支架的一般制造精度（公差）单位mm●底板平行度：0.1/1000●基准面平行度、垂直度：0.05/1000●基准孔位置：±0.05●基准孔之间相对位置误差±0.03●RPS定位孔销位置±0.05●RPS面、支承面±0.10●曲线测量面±0.15●零件外轮廓测量面（齐平面）或线±0.1●零件形状功能测量面（5mm间隙面）±0.1●所有的造型面（非测量面）±0.2●检验销孔位置±0.05●划线孔位置±0.15●划线孔直径±0.2●目测孔位置±0.2●栅格线位置相对基准的误差0.1/1000●形状规或卡规±0.15检具五.检具的色标检具型体及底板的外观涂色根据具体的车型决定。通常不同的车型配置不同涂色，从而有利于在使用时准确区分不同类的检具。其他具有功能性和检测用的孔、面、缺口等的涂色标注如下:●定位面、支撑面0mm白色，RAL9010或材料的本色●划线孔检测面2mm（1mm）红色，RAL3000●检测面5mm（3mm）黄色，RAL1012●平整度检测面0mm白色，RAL9010或材料的本色●塞规套管端面8mm(6mm)黑色●目视孔检测面8mm(6mm)黑色检具五.检具的色标●定位面、支撑面0mm白色，RAL9010或材料的本色●划线孔检测面2mm（1mm）红色，RAL3000●检测面5mm（3mm）黄色，RAL1012●平整度检测面0mm白色，RAL9010或材料的本色●塞规套管端面8mm(6mm)黑色●目视孔检测面8mm(6mm)黑色检具六.操作说明