探究沖壓件柔性化檢具的設計與應用

陶鵬

沖壓件柔性化檢具主要用于汽車沖壓件質(zhì)量控制，對于汽車整體質(zhì)量尤為重要，已經(jīng)被廣泛用于汽車生產(chǎn)制造領域。本文重點對沖壓件柔性化檢具的設計及應用進行探討，對檢具相關內(nèi)容進行分析，提出沖壓件柔性化檢具的設計方法，并闡述沖壓件柔性化檢具的應用，希望為相關人員提供參考借鑒，更好地發(fā)揮出沖壓件柔性化檢具的作用，從而促進汽車制造行業(yè)的良好發(fā)展。

Abstract： Flexible checking tool for stamping parts is mainly used for quality control of automobile stamping parts， especially for the overall quality of automobiles， has been widely used in the field of automobile production. This paper mainly discusses the design and Application of the flexible checking fixture for stamping parts， analyzes the related content of the checking fixture， puts forward the design method of the flexible checking fixture for stamping parts， and expounds the application of the flexible checking fixture for stamping parts， hoping to provide reference for the relevant personnel， better play the role of the flexible checking fixture for stamping parts， thus promoting the good development of automobile manufacturing industry.

近年來，我國汽車制造業(yè)發(fā)展尤為迅猛，各汽車制造廠家為提升自身市場競爭力，均積極探究汽車外觀及內(nèi)在質(zhì)量的提升策略。而沖壓件質(zhì)量會對汽車外觀及內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，所以，做好沖壓件質(zhì)量控制工作意義重大。為保證沖壓件具備較好的質(zhì)量，需要應用先進的檢具做好沖壓件質(zhì)量檢測工作，因此，本文對沖壓件柔性化檢具的設計與應用進行分析，具體如下。

對于檢具而言，實際上是按照相應的檢測方法與評判標準，進行產(chǎn)品尺寸、質(zhì)量及各項標準專業(yè)化檢測所用到的夾具。通常情況下，零件生產(chǎn)區(qū)域會用到各種類型的檢具，進行零件的標定與檢測，在科學、合理的檢測下，使零件加工精確度有所提升，保證零件加工質(zhì)量，并且還能使零件更具穩(wěn)定性，獲得更高的耐磨損性能，從而提升零件的可靠性，這也是汽車生產(chǎn)領域的必然要求。檢具設計以及規(guī)劃環(huán)節(jié)，需要對以下步驟及特點進行掌握：一是需要把握整體的設計思路，做好全局把握，不能隨意開展設計工作;二是需要對零件圖紙進行全面、細致的分析，精準把控零件的定位基準及方式;三是了解各零件的技術(shù)要求，在此基礎上更好地開展評判工作;四是需要對零件制作環(huán)節(jié)可能發(fā)生的變形量進行考慮，科學預留余量。

實際上，檢具的檢測原理尤為簡單，主要是在高精度檢具的應用下，通過標準化手段，測量產(chǎn)品的尺寸與質(zhì)量。實際測量環(huán)節(jié)，在有效的測試手段及檢具高精度下，獲得更高的測試精度，以此規(guī)范與提升生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品質(zhì)量。整個檢測環(huán)節(jié)主要是相關人員開展各項工作，其中需要對測量人這一影響因素加大關注，從整體上提升檢具使用人員的綜合水平，不僅要提高人員的職業(yè)素養(yǎng)，還應提升人員的人品素質(zhì)，尤其是要有嚴謹、認真的工作態(tài)度，因為檢具檢測行業(yè)具備一定的特殊性，因此，還應通過良好的監(jiān)管方式，提升品質(zhì)控制效果。

為進一步提升沖壓件檢測效果，需要做好沖壓件柔性化檢具的設計工作，具體設計過程中，需要做好檢具體設計、定位系統(tǒng)設計、底板總成設計、斷面樣板設計建模、工件定位及夾緊工作，從而提升沖壓件柔性化檢具的設計質(zhì)量。

實際設計過程中，應結(jié)合零件圖紙對工件進行分析，初步擬定出檢具的設計策略，包括定位面、檢測截面、凹凸情況以及基準面等，同時進行二維示意圖的繪制。檢具設計環(huán)節(jié)，件具體的設計建模尤為重要，其能夠?qū)z具工件質(zhì)量的檢測精確性產(chǎn)生直接的影響。因為車身覆蓋件主要是自由曲面，可以通過實物反求的方式進行建模。簡單而言，就是根據(jù)工件或?qū)嵨镌?，通過激光掃描儀采集相應數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理以及三維重構(gòu)等方式下，構(gòu)造具有具體形狀結(jié)構(gòu)的原型模型的方法。為實現(xiàn)間距對工件自由曲面的檢測，通常會使檢具體表面與工件內(nèi)表面存在2～3mm的間隙，根據(jù)設計的型面數(shù)模，能夠保證數(shù)控加工機床具備較高的精度，實際檢測環(huán)節(jié)，可以在專用量具往復移動下，獲得工件曲面偏差。在進行檢具設計時：第一，檢具體表面需要沿著工件外輪廓切向，向外延伸大約20mm;第二，根據(jù)工件外輪廓法向方向，進行向下延伸，大約為20mm。在CAD軟件應用下，將工件表面向內(nèi)偏移（OFFSET）大約2～3mm，隨后，沿著輪廓切向或法向，將該曲面延伸20mm，獲得檢具體的檢測便面，最終向基準面進行一定距離的拉伸，獲得檢具體模型。

對于定位系統(tǒng)設計工作，需要明確檢測要素、定位方式、形位公差以及基準面等，輸出CATLA格式文件，對檢具結(jié)構(gòu)設計進行指導。實際設計環(huán)節(jié)，應對沖壓件定位穩(wěn)定性，以及相關要求的可檢測性進行充分的考慮。排半與單排頂蓋外板在搭接關系上保持一致，同時，焊接主線上件順序與定位方式應保持一致。為使檢測數(shù)據(jù)更為穩(wěn)定，沖焊定位保持一致，車身精度更高，排半與單排頂蓋外板單件檢具的基準與主副定位，需要保持較好的一致性。根據(jù)實際情況，為滿足檢具的柔性化需求，保證排半及單排頂蓋板可以共用檢具，詳細設計兩種狀態(tài)頂蓋外板的GD&T文件。具體需要盡可能地通用基準面以及定位方式，當存在不可通用的位置，需要達到良好避讓的情況，以免出現(xiàn)相互干涉的問題。在專用基準面方面，排半頂蓋外板可以選擇A14、15及16，單排頂蓋板可以選擇A11、12及13，在共用基準面上，兩者可以選擇A1～A10作為共用基準面。

針對于檢具體上表面，需要沿著基準面方向，進行相應距離的拉伸，保證其最低點超過15cm厚，從而使檢具體具備足夠的強度，并且，還應盡可能確保檢具體的底面處于車身坐標系整數(shù)位置上。通常而言，檢具體的底板總成主要包括萬向輪、定位塊、鋼槽與基板，固定好基板后，結(jié)合實際情況，進行其他部件型號的選用。

通?？梢栽跀嗝鏄影鍛孟拢瑱z測工件關鍵形面，在斷面樣板方面，主要有兩種樣式，一種為插入式，另一種為旋轉(zhuǎn)式，當其跨度在30cm以上時，為使垂直方向獲得較好的檢測精度，可以設計成插入式的斷面樣板。在檢具體表面的檢測過程中，主要是進行工件內(nèi)表面的檢測，斷面樣板主要是在橫跨于工件的外表面上，進行關鍵截面外表面的檢測，通常而言，工件表面需要與工件外表面存在2～3mm的距離，在建模方法上，基本上與檢具表面的建模方式相同。斷面樣板板體材料可以選擇鋁或者鋼等金屬材料，在工作表面上，材料可以選擇樹脂或鋁等材料。在斷面樣板形面復雜的情況下，可能會發(fā)生干涉情況，實際設計時，可以進行分段設計，即設置成相互獨立的旋轉(zhuǎn)式斷面樣板形式，以更好地開展檢測工作。

若想保證測量的準確性，需要保證工件定位的科學性及合理性，檢具上，車身覆蓋件的定位方式，具體需要通過夾頭夾緊定位與定位孔共同實現(xiàn)。在檢具的廣泛應用下，夾頭等配件上，存在較多類型的產(chǎn)品，并且還有多樣化的托架或支架。較多車身覆蓋件，均會存在主定位孔以及副定位孔。檢具設計過程中，應做好檢具體定位孔打孔工作，同時，確定出定位孔的車身坐標。并且，需要在工件剛性良好、合理的位置處，進行活動夾頭與定位墊片的布置，從而盡可能減少夾緊點數(shù)量，以免影響到其他部件，為便于工人操作，應確定出定位墊片上表面中心在車身的具體位置。

在檢具的設計方面，需要將制造工藝性作為重點考慮的內(nèi)容，實際制造環(huán)節(jié)，應對設計要求加以滿足，兩項工作存在緊密的聯(lián)系。例如，環(huán)氧樹脂混合物，可選擇環(huán)氧樹脂610K （E44），將鄰苯二甲酸二丁酯作為主要的增韌劑，從而獲得較好的流動性及沖擊韌性，將593（T-31）作為固化劑，酒精以及丙酮作為主要的稀釋劑，鋁粉、滑石粉、上光蠟作為主要填料，從而提升潤滑性以及加工性能，同時還可有效降低成本。根據(jù)一定比例，將以上物質(zhì)進行混合，隨后進行加熱，熔化后澆在坯盒中。實際澆筑中，需要保證混合比例的合理性，并且科學控制加熱溫度、每層澆注厚度及冷卻方法。在綜合調(diào)控下，獲得良好的機械性能，減少氣泡及變形問題的出現(xiàn)。對于環(huán)氧樹脂混合物而言，其自身具備較好的修補性能，現(xiàn)階段，塊狀樹脂應用較為廣泛，會有效彌補調(diào)兌樹脂存在的不足，并且能夠有效提升檢具性能，不過在價格上相對較高。

在數(shù)銑工藝方面，需要編好程序，根據(jù)相關指令進行加工。開展實際數(shù)銑工作時，相關操作人員應準確記錄零點坐標，規(guī)范銑刀使用，并且應正確使用相關程序。在孔的加工方面，通常選擇坐標鏜及數(shù)銑的方式，通過工藝孔進行斜孔加工，利用相應的三維造型軟件模擬方式，確定實際的工藝孔，保證加工的準確性?？偠灾?，在檢具加工方面，需要使基準具備較好的準確性，隨后再進行其他部分的加工。

對于檢具后置外觀處理方面，檢具后續(xù)外觀處理，具體表示的是劃線及噴漆。噴漆工作要求較高，為使檢具的精度更高，需要將漆膜的厚度保持在4～5um，同時，保證漆膜的均勻性，不可出現(xiàn)起層問題，防止劃線過程中漆面被劃針損傷，以及在長時間的使用下出現(xiàn)掉漆情況。為滿足以上要求，需要選擇質(zhì)量好的油漆，并且還需要應用到較高的噴漆技術(shù)。在實際工作中，劃線會對外觀質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，此項工作可用數(shù)銑機床完成，不過需要達到較好的刻線清晰效果，深度大約為0.2mm，完成劃線后，可進行刻線的涂料添色，最終獲得檢具。

在檢具的操作上，第一，需要根據(jù)產(chǎn)品的相應制圖程序，進行檢驗工藝的繪制，確定出實際的檢查程序。第二，產(chǎn)品放入主檢形體前，需要將其中的毛刺清除干凈，放入后，需要對定位孔芯準確度進行詳細檢查。第三，在主檢形體定位孔芯中放入產(chǎn)品后，需要在主檢形體上，按照順序?qū)壕o器固定其中，將產(chǎn)品壓緊。第四，選擇專用塞規(guī)，插入產(chǎn)品上各孔及進入主檢形體對應位置的孔套中，對各孔及孔芯的合理性進行檢查。第五，選擇專用的塞規(guī)，對主檢形體垂直情況進行檢查，通過主檢形體配用鑲塊，對產(chǎn)品水平情況進行檢查。第六，選擇專用的檢板，對產(chǎn)品壓形及深度進行檢查，通過塞尺對間隙進行檢查，從而更好地保證產(chǎn)品質(zhì)量。

綜上所述，在我國汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的背景下，對其沖壓件檢測工作提出了更高的要求，但就當前實際而言，在沖壓件檢測過程中還存在一定的不足，不利于沖壓件產(chǎn)品質(zhì)量的良好提升。因此，進行沖壓件柔性化檢具設計過程中，需要結(jié)合實際需要做好沖壓件柔性化檢具的設計工作，并重點關注檢具的制造與應用，從而更好地提升沖壓件檢測工作質(zhì)量。

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