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汽车前后保险杠总成检具标准化设计要点

活动时间:2019/3/8 0:00:00     来源:http://www.fifmgauge.com/news166791.html


随着我国汽车工业的发展,车型更新换代速度越来越快,开发周期大幅度缩短。作为控制零件尺寸的检具,特别是总成检具,其开发周期也需要缩短。

虽然每家检具公司都有检具标准件库,为设计者提供了便利,但还是无法跟上检具的开发节奏,特别是一些紧急的项目,无法压缩设计周期和节约制造成本。

现提出新的设计思路,在检具零件标准化基础上,针对相似的汽车零部件分类,提出检具标准化设计构想,并在汽车外饰保险杠总成检具上创新应用。

一、检具概述

每辆汽车都是由成千上万个零部件组装而成,现代化大批量生产的出现,要求在装车过程中,零部件之间的匹配都能满足设计要求(尺寸、功能),具备互换性,同时还应满足整车性能、外观的要求。

检具是用来测量和评价零件尺寸是否合格的专用设备,将零件准确地定位在检具上,通过目视或借助百分表、传感器、卡尺和位置销、面差规、塞尺等检验工具对零件孔位、型面、周边进行检验,满足特定检测要求而专门制造的测量工具,并兼顾测量支架的功能。

二、检具基本结构和标准件

基本结构1

检具一般依据几何尺寸和公差(GD&T)或者定位点系统(RPS)或零件公差表(PCP)来设计制造。

按照零件特性一般包括三大模块

本体模块:一般为底板、支架、支座、翻板、滑移结构、线性导轨、基准与起吊装置。

定位夹紧模块:满足3-2-1原则(约束零件6个空间自由度)的定位系统、非刚性零件的辅助基准与夹紧结构

测量模块:检测块、模拟块、测量销、卡板、EDC(电子数据采集装置)、百分表、传感器。

检具标准件2

为了加快设计进度、减少制造成本、缩短制造周期,各检具供应商都采用自己公司开发或借鉴市面上的标准件,并建立标准件库,以方便设计时调用,提高设计效率、减少设计错误。

检具的标准件主要有:底板、销、哈弗结构组件、通止规、夹紧器、直线导轨、伸缩线、基准块、I型支架、L支架、翻板等,其中以SAICGM(上汽通用)公司颁布的检具标准件为主流。

三、外饰保险杠零件特点

汽车外饰零件以前后保险杠总成为例,与前保险杠匹配的零件有:引擎盖、前大灯、翼子板、下导流板或塑料支架安装钣金;与后保险杠匹配的零件有:行李箱盖、后尾灯、侧围外板、下导流板或塑料支架安装钣金,如图1和图2所示。


图1 汽车前保险杠总成外观组件


图2 汽车后保险杠总成外观组件

这些相对简单的匹配关系是保险杠总成检具设计的切入点,即匹配区域的相似性为保险杠类检具设计的标准化提供可行性;随着新车型开发加速,家族化脸谱成为主机厂设计主流,特别是前后保险杠总成,这也给检具设计的标准化奠定了良好的基础。

四、前后保险杠总成检具

针对保险杠结构特点,结合图纸和车身设计公差规范(DTS)要求,将前后保险杠总成检具(见图3)的基本结构划分为五大模块。

 

图3 保险杠总成检具五大模块

保险杠检具:引擎盖模拟块、前大灯模拟块、翼子板、定位紧固、轮口模拟块;后保险杠检具:行李箱盖模拟块、后尾灯模拟块、侧围、定位紧固、轮口模拟块,并将其模块标准化。

中间模拟块组件标准化1

中间模拟块组件标准化是针对前保险杠匹配的引擎盖或后保险杠匹配的行李箱盖模拟块采用翻转结构设计,通过模拟块(SAICGM还有测量块可互换)用塑料塞尺测量引擎盖与前保险杠之间的间隙或行李箱盖与后保险杠之间的间隙,同时也通过打表点的设置(依据产品测量计划布置位置)方便数据采集,计算是否符合尺寸要求,如图4所示。



(a)引擎盖组件检具结构


(b)行李箱盖组件检具结构

图4 引擎盖与行李箱盖组件检具结构


图5 翻转结构基本组件


1.配重块 2.限位钉 3.阻尼柱 4.阻尼座 5.限位座 6.垫板 7.气弹簧座 8.I型支架 9.气弹簧 10.限位座 11.翻板臂 12.气弹簧座 13.翻板组件 14.配重块臂

基本机构如图5所示,设计该处机构时可采用模块化设计,只是针对不同产品更新模拟块和调整打表位置与配重块质量,其他无需重新设计,设计二维图纸时无需重新出图。

车灯模拟块组件标准化2

车灯模拟块组件标准化是针对前大灯和后尾灯模拟块设计,主要有以下几个标准结构:

01

水平导轨+翻转结构(见图6)



图6 总成检具上灯模块组件结构方式一

一般用在保险杠有大仰角的情况,通过导轨移动模拟块至理论位置,实现测量功能;

02

插拔式结构(见图7)



图7 总成检具上灯模块组件结构方式二

通过定位销和导柱、导套之间定位,实现测量功能,一般用于带仰角的保险杠;

03

翻转式结构(见图8



图8 总成检具上灯模块组件结构方式三

闭合翻转臂,拧紧螺钉,实现测量功能;松开螺钉,打开翻转臂,实现模拟块非测量状态。扭簧可以平衡模拟块质量,防止翻转时模拟块撞击影响尺寸,同时也减轻翻转力,符合人机工程中的操作便利性。

侧边模拟块组件标准化3

通过导轨滑移至理论位置,旋钮柱塞自动进入限位套内定位,实现准确定位模拟块(工作状态);拔出旋钮柱塞,在拉簧作用下向上滑移至另一个理论位置处,旋钮柱塞自动进入限位套内定位,确保模拟块不会因为自重滑落(非工作状态),如图9所示。



图9 侧边模拟块组件检具结构

1.支架 2.拉手 3.旋钮柱塞 4.导柱导套 5.打表套 6.测量块 7.压紧螺钉 8.安装板 9.导轨 10.拉簧

工作和非工作状态之间距离设计为120mm,目的是方便拆装零件。针对不同的保险杠,该区域通常更换不同的测量块或模拟块;考虑相邻大灯处模拟块运动时与之不能有先后顺序,可调整导轨运动方向,但基本结构不变。

轮口模拟块组件标准化



图10 轮口模拟块组件检具结构

使用时,翻下翻板,插入定位销即可实现模拟块定位;拔出定位销,翻开翻板,使之处于非工作状态,如图10所示;该组件功能是监控产品长度方向是否满足图纸要求。

定位紧固装置结构标准化5




图11 夹钳水平压紧结构

当图纸要求的定位孔是先测量后定位,同时客户不同意模拟装车压紧产品,通常采用图11所示结构。保险杠安装在检具上,X向推动压板,夹紧器通过转接板和压板压紧产品。

02

夹钳竖直压紧

保险杠底部的导流板比较低,装车时车身采用吊装,借用扭矩枪从下夹紧产品。但检具上无法实现吊装产品夹紧,通常用手拧定位销也不方便,故将定位销连接在夹紧器上,头部先插入定位座内导向,在导向销向上运动过程定位产品,其端面压紧产品。该结构适用于保险杠底部导流板定位或测量(见图12)。



图12 夹钳竖直压紧结构

03

螺钉压紧锁

紧螺钉通常分三段:端头是螺纹,中间是导向,第三段是定位或测量部分并带尼龙垫片(目的是压紧产品时不会弄伤产品)。工作时螺钉起拉紧产品的作用,导向确保产品中心位置,定位或测量部分满足图纸要求



图13 螺钉紧固结构

1.产品 2.锁紧螺钉 3.尼龙垫片 4.定位块

该结构适用于前保险杠仰角、轮口、尾灯下定位和测量(见图13),可以模拟真实的装车情况。

04

压板

检具设计时一定要考虑带三坐标测量支架功能,因为前期开发时客户要求提交三坐标测量报告,而不是手工测量报告,故在检具上还会设计压板来压紧产品,方便三坐标测量。一种方式是压板上装有导套,导柱固定在安装座上与之配合,压板在弹簧的作用下上下浮动,通过压紧螺母拧紧或拧松来压紧或放开产品。



(a)上下移动压板


(b)前后滑动压板

图14 压板组件结构

一般情况下,工作状态时,压紧面与产品面过盈0.1mm,确保完全压紧(见图14(a));另外一种方式是压板安装在导轨上,通过滑动导轨实现压紧或放开产品,方便拆装产品。一般情况下,工作状态时,压紧面模拟塑料支架面(见图14(b))。


原文来源:《模具工业》2019年第01期

原文作者:施纯才




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