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汽车检具设计与制造- 检具的功能与作用
发布时间:2021-04-08   点击次数:398次

汽车检具设计与制造- 检具的功能与作用

汽车车身是整个汽车的重要组成部分,其制造成本和重量约占整车的40%-60%,汽车车身的制造质量在很大程度上决定着汽车的整体性能,因此汽车车身制造的质量是汽车制造质量的重要组成部分,汽车车身制造过程是融合了薄板冲压成形,自动化装配生产线,焊接及检测技术,质量控制与管理等多学科领域的复杂过程,因此,可以认为汽车车身制造质量能够在一定程度上反映出国家工业的技术水平和制造能力

通常汽车车身是由300-500个薄板冲压件,在70-120个装配站上,经过零件,组件,分总成,,总成到白车身的层级经点焊装配而成,汽车车身制造的尺寸偏差将影响诸如风躁声,密封性,行驶平稳性等整车性能。在汽车车身生产中,检测技术是监测生产过程,保证产品质量的重要一环。一般汽车车身由上千种零部件组成,各个零部件在加工和装配过程中需要控制质量环节特别多。从铸锻件毛坯,机械加工,热处理到装配的各个过程,都需要进行必要的质量控制,在大批量生产过程中,快速,准确的测量手段就显得非常重要。

检具以其结构简单,使用方便,自身制造成本相对其他测量技术工具比较低廉,一致得到广泛应用。尤其对于汽车产品中零部件公差相对较大,生产制造过程中产生误差随机的成分较多的情况下,检具更有其独特的优越性,在汽车零部件生产现场,检具被大量使用,判断产品是否合格不是使用检具的目的,它更多的是通过对测量数据的分析,找到质量问题的原因,为生产加工或工艺的进一步改进提供可靠的科学依据,最终达到保证和提高产品质量的目的。

在现代化的汽车厂中,尤其是轿车厂中,覆盖件与车身生产中的质量检测和质量控制,主要依靠检具,三坐标测量机,便携式多关节测量机和激光在线检测系统等几种手段。

车身制造尺寸质量主要包括两方面的问题,一是尺寸正确性(也就是均值),二是尺寸精密性(也就是稳定性)。车身制造尺寸质量的控制标准以“理论值+公差”的形式给出。对于一条涉及几百个冲压件,几十个装配站,几千个焊点的车身生产线而言,由于在大批量生产过程中,材料的变化,模具的磨损,工装设备的磨损,工艺的变化,操作工人的变换等因素使得车身制造尺寸在各个环节上都不可避免地产生相对于原始设计尺寸的偏差。如果这些偏差得不到适时的控制,随着时间和空间的累计,车身制造尺寸就会出现均值漂移和方差扩大。均值漂移是指车身制造尺寸偏离设计值,方差扩大则是车身制造尺寸波动剧烈。一般来说,这两种情况是相互作用,相处掺杂,使得车身制造尺寸质量问题错综复杂。

对于车身制造尺寸质量的控制手段主要采用下面两个方法:一是从产品和工艺设计的角度出发,研究车身装配过程中复杂的偏差产生的机制和传递规律,总结生产实际经验知识,确定合理的车身尺寸理论值,公差和制造工艺,以防止尺寸质量问题的产生二是从检测和控制的角度出发,研究先进的车身尺寸检测技术和诊断控制技术,总结生产实际经验,确定合理的检测控制体系和方法,以迅速发现和解决尺寸质量问题。

常见的汽车检具主要针对整车白车身,内外饰零部件,应用于新项目开发过程和批量生产管理中,在生产准备阶段的模具调试,生产工艺设计优化,批量产品的质量监控方面发挥重要作用,汽车检具对于缩短项目周期,提高生产率和产品质量方面有重要意义。是汽车工业基础工艺检测装备,是我国汽车工业制造技术快速发展与国际接轨的重要标志之一。

模具和检具两者有一定关联,它们共同服务于零件,零件源于模具,而检具检验零件,“无以规矩,不成方圆”模具就是“规矩”,模具本身的结构及精度和生产中的工艺参数等决定了产品(零件)的尺寸精度,表面质量等。但“是否方圆”不能用产生“方圆”的“规矩来判定”。即生产出的零件之形状和尺寸是否满足设计要求?-不能用作为制造工具的模具来判定,不能简单的说一句“我们的零件尺寸由模具来保证”,就万事大吉。零件尺寸合格-需要借助测量工具或检具来测定,尤其是在批量生产中需要检具,我们说,检具是一种用于测量和评价零件尺寸和质量的检验工,它在零件的质量控制过程中起着不可忽视,难以替代的作用。汽车零部件数目种类众多,相关零部件尺寸匹配要求高,汽车零部件产品开发和质量工作者应该将检具的设计,制造和使用等提升到和模具同等重要的位置。

测量支架的功能

测量支架是用三坐标测量仪测量零件时的一种辅佐支架,其主要作用是定位零件,方便三坐标测量,其所有支撑面(点)和定位基准面(点)均须根据零件的CAD数据铣削加工,现代检具的结构设计时常常考虑作为测量支架使用,当检具在线检测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。

对零件进行定性,定量检测

为实现对零件的在线检测,需要将零件准确地安装定位于检具上,然后通过目测,量测表或卡尺等工具对零件型面,周边切线,功能孔位置等关键产品特性检测(KPC),关键控制特性(KCC)进行检查,从而实现零件尺寸特性的快速判断,也可通过计数型测量工具可以得到零件与CAD理论值之间的偏差。

关键产品特性=Key Product Characteristics KPC”是产品特殊特性,如关键,重要尺寸,使差评本身所有的特性

关键控制特性=Key Control Characteristics KCC”是过程控制特性,如设备的过程参数或关键,重要工序过程参数

调试模具,焊接夹具

汽车零件模具需要通过试模来对模具的稳定性能和机器工艺参数进行验证,优化模具的结构,确保能够不间断批量生产出合格的产品。一般模具调模是根据产品的全尺寸报告来作为指导的,这种方式虽然能够准确找到模具的问题所在,通常情况下需要几轮的调整才能达到理想的效果。现在,检具作为模具前期试模的指导工具,能够直观地反映产品的尺寸缺陷,便于模具工快速,准确找到模具问题,不需要在进行多轮的三坐标测量,节省大量的人工,设备损耗的成本。

焊接夹具在对总成或分总成零件焊接时,零件会产生焊接误差,为了合理分析产生的原因需要用检具检测的结果做对比。从而确定是否是夹具定位元件磨损,定位元件失效,夹具设计不合理或夹紧力不够等因素引起了零件尺寸的不稳定。

白车身件样件焊接时匹配验证

白车身总成由数百种钣金件组成,由于流程比较复杂,这些零件在焊接的过程中,会发生扭曲,变形等几何尺寸的变化,为了更好的分析研究这些变化带来的后果。需要模拟未焊接时,零件之间的搭接,从而发现单个零件的对总成的影响。螺钉车检具利用铆接和螺钉连接的固定方式代替焊接工艺,从而排除焊接变形的影响,将白车身件按焊接流程图依次在螺钉车检具进行钣金件的装配,组装成白车身总成。在制件装配及螺钉连接过程中,发现单件对总成造成的影响,应用与产品及模具的整改分析。

整车样件的匹配验证

综合匹配检具功能是通过真实的零件模拟安装,经过测量综合评估零件是否满足匹配要求,这个过程可以通过不同的零件组合安装,--零件与模拟块,零件与零件,测量分析后的结果可能是零件问题,可能是设计问题,或工艺问题

在汽车开发的前期,,综合匹配检具通过安装软模制造的零件,既可用于评估零件设计结构和匹配关系的合理性用于发现早期设计问题,并及时修改,也可通过零件的装配,评估工艺对匹配的影响,制定合理的安装工艺

在试生产的匹配评估中,由于零件检具远离整车厂,综合匹配检具用来快速分析匹配问题,通过比较零件在白车身上的匹配与综合匹配检具上的结果差异,发现零件检具在设计,制造中的问题,改善零件检具