浅析汽车零件检具的有效性

张华川

（北京汽车股份有限公司株洲分公司 412007)

浅析汽车零件检具的有效性

张华川

（北京汽车股份有限公司株洲分公司 412007)

本文从检具设计方案的注意事项着手，分别从检具上产品的摆放角度，检具的定位原则，检具公差的设定合理性，检具结构设计的适用性及检具的标识及维护几个方面，阐述保证检具有效性的设计要点。以期最大程度从设计角度保证检具发挥监查不合格品的目的。

仿真度；包容原则；适用性

检具作为一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备，被广泛地应用于制造业的各个领域。特别是在汽车制造业中，汽车各部分零部件包含了钣金零件、塑胶零件等，数量繁多且形状复杂，其中的精度要求更是以“丝米”为控制单位。而多个零部件通过组合装配的方式，最终需要满足外观及功能的要求。若零件误差进行累积，最终或与设计意图背离，故而每个零部件的符合性就变得至关重要[1]。

关于零部件符合性的核查有多种方式，仅凭主观的臆断或是通过卡尺、卷尺等测量工具已越来越不能满足高精度、复杂曲面形状的匹配要求。检具的数据化，恒定性，快速易显性，使其越来越受青睐。使用检具对零件进行检测成为问题分析的重要手段[2]。

检具的有效性，应当是检具设计的基本原则。在开发流程中，零部件检具的开发，是与零部件开发同步进行的，以产品三维数模和二维G&D图、零件图为主要依据，为了保证检具的有效性，应从以下几个方面进行设计方案的考量。

1 检具上产品的摆放角度仿真度

检具的座标系一般采用整车座标系。在设计检具之前，首先必须确定此部件在整个汽车中的装配位置，定位方法、固定方式，以及与周围相关部件的关系。检具方案中，设计产品的检测方向应按产品的装车角度摆放，最大程度地模拟实车装配情况，从而使测量结果真实地反映出产品装配在汽车上的实际情况。如果按产品的装车位置摆放而造成定位、装夹、测量等无法进行或不方便，可将产品进行旋转，旋转角度必须选择90°或180°。

实际操作中，我们发现失效的检具方案有一种类型，便是由于检具上产品的摆放角度与实车的差异大，影响到对检具结果有效性的判断。设计受装配角度重力作用影响的产品检具，如果未将重力考虑到检具方案中，不能直接反应产品在汽车中装配的实际状态，那么得到的测量结果，往往与实车相去甚远，而检具也就失去了存在的必要性。

2 检具设计中，定位方式，定位点的选择尤其重要

检具的定位布局，是按照产品图纸给定的信息进行设计，综合考虑产品装车定位点和焊接定位点进行布置。检具的定位原则，是空间上限制一个产品六个自由度最基本的条件，在检具上根据产品的特性允许超过3-2-1原则的过定位，以保证产品定位的可靠性。

三个定位面是控制产品最大投影面方向，两个圆心的连线控制产品的上下方向跟旋转，四方位定位销（孔）控制产品的左右方向，依次即3-2-1。

一般把图纸上孔位公差在+0.2 mm以内的孔作为基准孔，一般基准孔为两个。销定位的设计采用独立原则，一般采用弹簧座锥形销结构，单件检具上，主定位销一般为锥插销，次定位销为圆柱插销。总成检具上，主定位销为固定式圆柱销，次定位销为固定式棱形销。

孔定位的设计采用定量配作法，所有定位孔均需加孔套。面定位的设计，要根据产品定位面的形状和结构特点进行。同时，根据实际情况，可适当增加辅助支撑以满足三坐标的测量需要。

对于以自由曲面为主的塑料产品，可直接从零件的数模中获取零件表面曲面特征曲线进行设计。应注意判断，该模型应以产品的内表面或外表面为基准或检测参考面。充分考虑料厚及匹配因素，这对于检具型体的表面设计尤其重要。比如，检具设计中，对于顶棚与A、B、C柱的配合面设计，往往因为未考虑周全而产生失败的检具设计。此类有重合部分，产生搭接关系的案例中，因为未考虑料厚，而直接使用配合面进行检具设计，使得检具无法检测产品搭接的真实情况，致使检具失效。

3 检具公差的设定合理性

检具的设计应采用“泰勒原则”，即包容原则。考虑所有的误差，包括尺寸公差、形位公差、动配合的间隙，以及考虑温度的影响。通过尺寸链的计算，判断是属于尺寸增加间隙增加的增环，或是属于尺寸减少间隙增加的减环。产品不得超越而只能小于最大实体边界。

一般情况下，图纸中有规定的基准孔，位置精度不得超过±0.03 mm，没有明确规定的，位置精度±0.1 mm，定位销销径，孔径正尺寸0.05 mm。检测孔位置精度±0.15 mm，型面精度±0.15 mm，零面精度±0.10 mm，轮廓精度±0.15 mm，检测样板刀口精度±0.15 mm。

4 检具结构设计的适用性

确认每一个检验机构设置的目的，综合考虑产品在实际批量生产过程中，由于产品尺寸、生产工艺等原因，可能发生的问题点，进行检测机构的设计。比如，检测总体长度尺寸超过800 mm的中大型零件时，特别是注塑成型的产品，需要考虑批量生产时，可能发生拱起、翘曲变形问题，这时仅仅检测边轮廓边是不足矣反应零件的实际状态的。此时就需要分段设置型面检测块，以便有效监控零件变异点。

检具上形状面的检测分为要求精度较高的检查面、不要求精度的非检查面以及零接触面。检查面是有配合组合关系，或外观重要面以间隙检查，一般检具型体的表面与产品内表面保持5 mm间隙，小型零件可采用3 mm间隙。数控加工机床能按照所设计的型面数模加工出5 mm或3 mm的检测面。

用于螺母焊接，螺栓焊接或过孔的安装孔，采用柱形塞规检测。一般孔采用刻线的检测方式。检测直径小于等于10 mm的孔，刻线与孔径相同；检测直径大于10 mm的孔，刻线为双线，外线与孔径相同、内线与外线单边间隙3 mm。

为了增加被检测板件类产品的稳定性，以求得到最接近实际情况的检查结果，使用板件夹持装置，可固定板件保定板件的安定性。夹持装置应尽可能的模拟焊点或螺栓紧固点的位置。夹紧方式最常用的有平推式夹紧和马蹄形压头夹紧。

平推式夹紧，包括夹钳及弹簧夹紧等方式，一般情况应尽量采用夹钳式夹紧。

马蹄形压头夹紧方式，夹头材质为铝（LY12），开口应大于6.5 mm，并注意夹钳臂不应超过RPS定位面的中心点，否则三坐标探头将会被夹钳臂挡住而影响测量。

5 检具标识及维护

检具的标识应明确、清晰，对定位面，支撑面，划线孔检测面、平整度检测面、目视孔检测面、塞规套管端面等均应在制作检具时，采用不同颜色进行区分，并在检具使用说明书中标明。检测销应齐备，并标识清楚。检具存放区域的环境温度应在0～45℃之间，并定期进行复查，做好防尘防水保护。

6 结束语

从检具设计开始，应秉持有效性的原则，对结构方案的设计，定位点的选择保证有效性，适用性的。同时在检具制造完毕交付之前，须对其进行评价，并进行实际操作验证，确认其是否能充分体现测量装置的功能，得到检具监查产品不合格状态的有效性。

[1]孟晗.浅谈汽车冲压零件检具的设计及制造[J].科技风,2014,244(l0)：80,83.

[2]张宪平.论汽车冲压件检具的设计思路及要领[J].中国新技术新产品，2012,223(09)：154-156.

U466文献标示码：A

张华川，本科，研究方向为机械制造工艺与设备。