黃列群

摘要：本文概述了汽車檢具概念、結(jié)構(gòu)、功能分類及其在汽車制造業(yè)中的運(yùn)用。以某車型的前門總成檢具為例，介紹一種檢具基準(zhǔn)體系多樣化的新型設(shè)計(jì)方案和理念，既可模擬生產(chǎn)制造過(guò)程基準(zhǔn)定位體系，也可模擬裝配過(guò)程定位體系。評(píng)估人員可以及時(shí)、直觀、準(zhǔn)確地評(píng)估門總成的幾何尺寸表現(xiàn)，直接快速地反映出制造過(guò)程中的問(wèn)題或匹配結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題解決起到關(guān)鍵性作用。從而能正確指導(dǎo)相關(guān)工裝設(shè)備的調(diào)試，提升門類總成與周圈零件的匹配質(zhì)量，并且能節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。

關(guān)鍵詞：門;裝配;定位;檢具;基準(zhǔn)

0 引言

隨著人們生活水平提高，經(jīng)濟(jì)能力的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)于汽車的需求已經(jīng)不僅僅滿足于功能性要求，對(duì)外觀、品質(zhì)和感知質(zhì)量的需求也提到了更高的層次。特別是消費(fèi)主力軍80 后和90 后，對(duì)個(gè)性的表達(dá)有更多的需求，因此對(duì)汽車的造型設(shè)計(jì)和制造外觀質(zhì)量越來(lái)越挑剔。

造型設(shè)計(jì)需要制造過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，并保持良好的一致性，這就需要使用檢具進(jìn)行日常生產(chǎn)的檢查、尺寸匹配和質(zhì)量提升等工作。因此，大多數(shù)汽車零部件都需要開(kāi)發(fā)檢具，特別是外觀類零件，檢具是必不可少的質(zhì)量控制工具。

而門類總成的周圈間隙段差匹配是跨度較大的外觀匹配零件，同時(shí)門類總成屬于可開(kāi)啟類零部件，對(duì)其打開(kāi)和關(guān)閉的整個(gè)運(yùn)動(dòng)包絡(luò)線均有嚴(yán)格要求，否則會(huì)出現(xiàn)干涉磕碰等嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。因此，對(duì)門類總成的間隙段差有嚴(yán)格的公差控制要求，并且對(duì)其制造的一致性也有較高的要求。

1 汽車檢具的運(yùn)用

1.1 檢具概述

檢具是一種用來(lái)測(cè)量和評(píng)價(jià)零件尺寸質(zhì)量的專用檢測(cè)設(shè)備，其所有的支撐面（點(diǎn)）和定位基準(zhǔn)面（點(diǎn)）都是根據(jù)零件的三維數(shù)?；蚣夹g(shù)要求加工。有些特殊零件的測(cè)量支架還應(yīng)具有部分檢具的功能[1]。

檢具按照待檢零部件狀態(tài)不同，可以分為單件檢具及總成檢具兩大類。單件檢具是對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行檢測(cè)的檢具，而總成檢具是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上零件組合后的零部件總成尺寸精度進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，還有用于白車身或分總成測(cè)量的測(cè)量支架、用于整車匹配評(píng)估的TAC 整車檢具等，都屬于檢具的一種。

檢具具有迅速、準(zhǔn)確、直觀和方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合大批量生產(chǎn)的需要。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，檢具作為汽車質(zhì)量控制的重要手段，已被各大汽車生產(chǎn)廠商大量采用。檢具不同于其他通用測(cè)量設(shè)備，需要針對(duì)不同的零部件進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和制造。

1.2 檢具在汽車業(yè)的運(yùn)用

汽車檢具是根據(jù)各款車型規(guī)劃和設(shè)計(jì)要求開(kāi)發(fā)出的，可以檢查零部件的幾何尺寸、造型特征，然后進(jìn)行尺寸表現(xiàn)評(píng)價(jià)。汽車檢具主要用于生產(chǎn)準(zhǔn)備階段對(duì)模具精度的測(cè)定、調(diào)整以及批量生產(chǎn)后的零件尺寸日常監(jiān)控。

汽車檢具通常由3 部分組成：骨架和底座部分、形體部分和功能件部分。其中，功能件部分包含定位銷及檢測(cè)銷、基準(zhǔn)面、型面檢測(cè)機(jī)構(gòu)、夾持、檢具測(cè)量基準(zhǔn)塊、檢具基座、檢具頂升機(jī)構(gòu)以及運(yùn)輸裝置等。一般來(lái)說(shuō)，骨架底座及功能件部分主要使用鋼或鋁，形體部分主要使用環(huán)氧樹(shù)脂或鋁材[2]。

汽車檢具在生產(chǎn)過(guò)程中主要用于以下幾個(gè)方面。

（1）對(duì)于新車型，特別是全新車型開(kāi)發(fā)，參考資料比較少，此時(shí)汽車檢具能夠幫助快速進(jìn)行調(diào)試工作。特別是前期零件和設(shè)備狀態(tài)都不穩(wěn)定的時(shí)候，可以成為一個(gè)參考的基準(zhǔn)。

（2）在產(chǎn)品驗(yàn)證階段，汽車檢具也同樣起到關(guān)鍵作用，特別是在批量零件第一次試裝階段，很多設(shè)計(jì)確認(rèn)工作可以在檢具上開(kāi)展。在此階段，良好的檢具設(shè)計(jì)方案可有效縮短產(chǎn)品的幾何尺寸驗(yàn)證時(shí)間[3]。

（3）在試生產(chǎn)階段，白車身與內(nèi)外飾塑料件的匹配不合問(wèn)題往往是無(wú)法避免的。而檢具能夠有效判定問(wèn)題的根本所在，有效評(píng)價(jià)成品與名義值的差異，從而指導(dǎo)不合格零件的修改，為產(chǎn)品質(zhì)量提升指明了方向，使實(shí)車的匹配效果不斷地接近設(shè)計(jì)名義值。

（4）在量產(chǎn)階段，定期使用檢具確認(rèn)零部件的制造穩(wěn)定性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造突變，避免出現(xiàn)批量缺陷車輛而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2 門類總成檢具優(yōu)化

傳統(tǒng)的門類總成檢具，基準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以門內(nèi)板的主次基準(zhǔn)孔作為門總成的主次基準(zhǔn)孔，以門內(nèi)板的A 基準(zhǔn)面作為門總成的基準(zhǔn)面，以保持門總成的基準(zhǔn)與門內(nèi)板基準(zhǔn)一致。周圈為檢測(cè)模擬塊，用以檢測(cè)門總成的周圈間隙段差（圖1 和圖2）。

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的門類檢具結(jié)構(gòu)

本司在傳統(tǒng)門類檢具的結(jié)構(gòu)及基準(zhǔn)定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加2套新的基準(zhǔn)定位系統(tǒng)。一套是以門總成外板面上選取3 個(gè)點(diǎn)為A基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)點(diǎn)的選取原則為靠近鉸鏈和鎖扣位置，以門內(nèi)板的主次基準(zhǔn)孔為門總成的主次基準(zhǔn)孔，如圖3 所示。

新增加的另一套基準(zhǔn)是以門總成的兩個(gè)鉸鏈面及門外板靠近鎖扣位置附件的面為基準(zhǔn)面A，以鉸鏈上的孔為主次基準(zhǔn)孔，通過(guò)螺栓與檢具基座進(jìn)行鎖緊固定（圖4）。

2.2 優(yōu)化的門類總成檢具結(jié)構(gòu)將解決的問(wèn)題

新增的第一套基準(zhǔn)定位系統(tǒng)可以有效檢查門總成外觀型面、輪廓、R 角、特征線與理論值之間的偏差，消除在傳統(tǒng)基準(zhǔn)體系下，因內(nèi)板本身的制造偏差累積到門外板引起的尺寸誤判漏判問(wèn)題。這樣，門總成完成包邊后，不需要裝配到車身，即可快速評(píng)估包邊的幾何尺寸調(diào)試效果，從而指明包邊設(shè)備的調(diào)試方向。

新增的第二套基準(zhǔn)定位系統(tǒng)可以模擬門總成與其周圈匹配的零部件、白車身的匹配效果，能真實(shí)反映鉸鏈與門連接的位置對(duì)門總成在白車身的整體偏置的影響，解決傳統(tǒng)檢具不能真實(shí)反映裝車效果的問(wèn)題。

2.3 門類總成檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

（1）優(yōu)化后的門類總成檢具已經(jīng)滿足零件評(píng)估、匹配評(píng)估的需求，不需要開(kāi)發(fā)整車檢具。特別是一些造型小改的項(xiàng)目，從而節(jié)約開(kāi)發(fā)整車檢具的成本。

（2）優(yōu)化后的檢具基準(zhǔn)消除了內(nèi)板制造誤差對(duì)內(nèi)外板包邊效果的誤判，有效指導(dǎo)包邊設(shè)備調(diào)試，促進(jìn)包邊設(shè)備的狀態(tài)鎖定。

（3）優(yōu)化后的檢具基準(zhǔn)，使得檢具具備了模擬裝車效果的功能，能快速發(fā)現(xiàn)門總成與周圈零部件的匹配問(wèn)題，有效減少實(shí)車裝車的評(píng)估次數(shù)及反復(fù)拆裝零件的時(shí)間，縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。

3 結(jié)束語(yǔ)

本論文提出了門類總成檢具的基準(zhǔn)體系多樣性的設(shè)計(jì)方案，既可模擬生產(chǎn)制造過(guò)程，也可模擬裝配過(guò)程，快速有效地評(píng)估門總成在不同狀況下的幾何尺寸表現(xiàn)。這是以往傳統(tǒng)的單一檢具基準(zhǔn)體系下所不能實(shí)現(xiàn)的。

本文以前門總成作為舉例論述，同理可推，后側(cè)門總成、尾門總成以及發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成等門類總成均可使用相應(yīng)的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以獲得同樣的效果。此外，這一設(shè)計(jì)優(yōu)化的理念對(duì)于其他汽車零部件檢具設(shè)計(jì)，甚至更廣的制造領(lǐng)域檢具設(shè)計(jì)，都有重大的參考意義。

后續(xù)，本司將持續(xù)優(yōu)化檢具設(shè)計(jì)，使檢具的功能多樣化，使用效益最大化;踐行精益化設(shè)計(jì)制造的理念，使產(chǎn)品更好地參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。