劉琴 劉金強

【關(guān)鍵詞】副儀表板組件;檢具;定位設(shè)計;檢測設(shè)計

【中圖分類號】U463.837 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）09-0046-04

0 引言

副儀表板組件在汽車內(nèi)飾件中是一個關(guān)鍵零件，副儀表板組件安裝位置在主駕駛和副駕駛座位之間，與副儀表板組件有匹配關(guān)系的零件較多。副儀表板組件前部裝配在儀表板上，與儀表板中部中間區(qū)域有匹配關(guān)系;下部裝配在前地板上，與地毯有匹配關(guān)系;上部裝有裝飾蓋板、手剎蓋板、后端蓋板、換擋護套等附件，與這些附件之間也有匹配關(guān)系。例如，副儀表板組件尺寸不合，裝配后有可能因零件之間匹配間隙、面差不合格而影響感知質(zhì)量;尺寸超差大有可能出現(xiàn)零件裝配不上的情況。所以，對副儀表板組件尺寸要求特別高。為了快速地測量零件尺寸，需要開發(fā)制作副儀表板組件專用檢具。本文主要介紹副儀表板組件檢具設(shè)計結(jié)構(gòu)。

1 副儀表板組件定位設(shè)計分析

副儀表板組件定位較多，車型不一樣，副儀表板組件設(shè)計定位位置也不一樣，但是定位設(shè)計的位置基本一致。一般主要有3個區(qū)域設(shè)計有定位，第一個區(qū)域是與儀表板[1]匹配區(qū)域安裝點會設(shè)計有定位（如圖1所示），第二個區(qū)域是副儀表板組件中間位置杯托區(qū)域設(shè)計有定位（如圖2所示），第三個區(qū)域是副儀表板組件兩側(cè)面設(shè)計有定位（如圖3所示）。大多數(shù)定位為孔帶面定位，如采用擰緊銷只能定位短方向，長方向檢測一般會跟客戶溝通取消;擰緊銷上尼龍墊片與產(chǎn)品貼緊時，應(yīng)保證銷套還有2 mm的深度供擰緊;下面具體介紹各定位設(shè)計。

1.1 面定位設(shè)計

副儀表板組件安裝面較小，檢具設(shè)計時需注意定位面大小的選擇應(yīng)盡量覆蓋整個安裝面以上，壓緊機構(gòu)的布置是零件定位穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵，尤其需注意壓緊點中心應(yīng)在定位面的中心上，否則零件容易偏擺，影響檢具的重復(fù)性和再現(xiàn)性功能?；鶞?zhǔn)定位面大小設(shè)計應(yīng)大于整個安裝面，目前壓緊方式有5種結(jié)構(gòu)。第一種采用螺紋擰緊的方式，其導(dǎo)向為后導(dǎo)向，此種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，為了預(yù)防出現(xiàn)擰緊銷失效的問題，要求擰緊銷上尼龍墊片與產(chǎn)品貼緊時應(yīng)保證銷套還有2 mm的深度供擰緊。第二種采用螺紋擰緊的方式，其導(dǎo)向為前導(dǎo)向，前導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)零件前面會有一個固定支座，此固定支座會影響該區(qū)域型面檢測。第三種采用快速夾鉗的方式，快速夾鉗壓在定位銷手柄上，由于手柄有一定長度，因此很難保證壓緊點中心與定位面中心一致。第四種方式是夾鉗壓緊的方式，為了避讓定位銷，夾頭設(shè)計成圓環(huán)形，圓環(huán)形夾頭夾在零件上，當(dāng)夾緊面較小時無法設(shè)計這種夾緊結(jié)構(gòu)，而且制作調(diào)整時容易與定位銷干涉。第五種采用彈簧力反向壓緊方式，此種情況存在壓緊力偏小無法夾緊零件的情況。目前，推薦使用比較方便的是第一種方式（如圖4所示），存在的唯一缺點是當(dāng)孔的兩個方向、尺寸、大小不一樣時，長方向檢測需跟相關(guān)區(qū)域溝通取消，擰緊銷定位尺寸以短方向尺寸設(shè)計。同時，需注意擰緊銷手柄長度，能設(shè)計長一點盡量長一點，方便操作。

1.2 孔定位設(shè)計

目前，副儀表板組件圖紙都設(shè)計了孔定位[2]，由于零件結(jié)構(gòu)不一樣，因此選取孔作為定位的設(shè)計也有各種形式。第一種形式：選取4個孔作孔定位設(shè)計，2個基準(zhǔn)孔控制前后方向和上下方向（F/A&U/D），另外2個基準(zhǔn)孔選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第二種形式：選取2個孔作定位設(shè)計，2個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第三種形式：選取4個孔作孔定位設(shè)計，2個基準(zhǔn)孔選擇一個方向做定位控制前后方向（F/A），2個基準(zhǔn)孔選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第四種形式：選取5個孔作孔定位設(shè)計，1個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制左右方向（C/C），2個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制前后方向（F/A），2個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）;第五種形式：選取3個孔作孔定位設(shè)計，1個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制左右方向（C/C），2個基準(zhǔn)孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。以上所有孔定位設(shè)計位置都有面基準(zhǔn)點設(shè)計，為了取放件方便，所有孔定位都是采用插銷結(jié)構(gòu)（如圖5所示）。

1.3 小基準(zhǔn)設(shè)計

部分車型副儀表板組件圖紙設(shè)計要求小基準(zhǔn)檢測，通過統(tǒng)計歷年來副儀表板組件圖紙設(shè)計要求，有以下4個區(qū)域圖紙設(shè)計要求小基準(zhǔn)檢測。第一個區(qū)域：副儀表板裝飾蓋匹配區(qū)域;第二個區(qū)域：手剎蓋板匹配區(qū)域;第三個區(qū)域：副儀表板后端蓋匹配區(qū)域;第四個區(qū)域：換擋護套匹配區(qū)域。副儀表板裝飾蓋匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件作基準(zhǔn)面，匹配檢測區(qū)域完全按副儀表板裝飾蓋模擬設(shè)計;手剎蓋板匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測，小基準(zhǔn)、匹配區(qū)域完全模擬對手件設(shè)計;副儀表板后端蓋匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件作基準(zhǔn)面，匹配檢測區(qū)域完全按副儀表板后端蓋模擬設(shè)計;換擋護套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件做基準(zhǔn)面，匹配檢測區(qū)域完全按換擋護套模擬設(shè)計。4處小基準(zhǔn)檢測機構(gòu)定位設(shè)計原理基本一致，只是檢測面設(shè)計由于對手件形狀不一樣而致使檢測塊形狀不一樣（如圖6所示），M、N1、N2為基準(zhǔn)孔定位銷設(shè)計結(jié)構(gòu)，L1～L4為基準(zhǔn)面定位設(shè)計。目前，換擋護套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測只有一個車型有設(shè)計檢測，后續(xù)考慮到實際裝配過程，沒有必要檢測，經(jīng)過評審小組同意取消換擋護套匹配區(qū)域小基準(zhǔn)檢測。統(tǒng)計了上汽通用五菱汽車股份有限公司30個車型，只有8個車型設(shè)計有小基準(zhǔn)檢測，其余車型均在大基準(zhǔn)下檢測，所以今后副儀表板組件圖紙設(shè)計小基準(zhǔn)檢測要求將會逐步取消，都將會在大基準(zhǔn)下檢測相關(guān)匹配面。

1.4 銷定位設(shè)計

在副儀表板組件銷定位設(shè)計中，由于車型不一樣，因此銷結(jié)構(gòu)、數(shù)量都會不一樣，主要有圓銷或者類似銷的特征結(jié)構(gòu)。經(jīng)比對不同車型圖紙發(fā)現(xiàn)，圖紙要求不一樣，檢具設(shè)計結(jié)構(gòu)也不一樣。目前，圖紙上銷設(shè)計要求分為3種。第一種：圖紙設(shè)計要求模擬對手件設(shè)計;第二種：按圖紙標(biāo)注尺寸設(shè)計;第三種：部分模擬對手件設(shè)計，部分按圖紙標(biāo)注尺寸設(shè)計。銷定位對應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)主要有以下3種結(jié)構(gòu)：第一種設(shè)計成4個方向限位的“口”字結(jié)構(gòu)（如圖7所示），為了方便零件裝配上檢具，整個銷定位機構(gòu)采取滑移活動結(jié)構(gòu);第二種設(shè)計成2個方向限位的“U”形結(jié)構(gòu)（如圖8所示），由于有兩個方向是完全放開的，所以整個銷定位機構(gòu)采取固定結(jié)構(gòu);第三種結(jié)構(gòu)設(shè)計成開合機構(gòu)形式（如圖9所示），為了方便取放件，整個銷定位機構(gòu)采取翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。采取什么樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)，是由圖紙設(shè)計要求和零件設(shè)計結(jié)構(gòu)決定的。當(dāng)圖紙要求完全模擬對手件且在所有的銷結(jié)構(gòu)中心軸平行的情況下，選取第一種設(shè)計結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙要求銷定位只需2個方向時，選取第二種設(shè)計結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖紙要求銷定位模擬對手件但是所有的銷結(jié)構(gòu)中心軸存在角度的情況下，選取第三種設(shè)計結(jié)構(gòu)。

2 副儀表板組件檢測設(shè)計分析

與副儀表板組件有匹配關(guān)系的零件主要有副儀表板左/右裝飾蓋、儀表板、手剎蓋板、儀表板后端板、駐車制動操縱總成、地毯總成。下面分別介紹匹配位置檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.1 與副儀表板左/右裝飾蓋匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與裝飾蓋匹配區(qū)域設(shè)計檢測結(jié)構(gòu)有4種：第一種采用小基準(zhǔn)檢測，在前面講述小基準(zhǔn)時已論述;第二種采用拆卸結(jié)構(gòu)檢測，拆裝操作比較復(fù)雜，相對檢測精度也會差一些，而且需要專用存放位置，所以目前采用此種結(jié)構(gòu)設(shè)計較少;第三種采用翻轉(zhuǎn)機構(gòu)檢測，檢測操作方便，是目前采用最多的結(jié)構(gòu);第四種是采用滑移機構(gòu)檢測，使用此種結(jié)構(gòu)的車型比使用翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的稍微少一點，滑移機構(gòu)相對來說底板寬度要比翻轉(zhuǎn)機構(gòu)要寬，同時滑移機構(gòu)容易出現(xiàn)卡滯等問題，對檢具日常維護要求高，設(shè)計滑移機構(gòu)時要注意滑移機構(gòu)定位銷要在中心位置，以免影響定位精度。檢測位置要求間隙、齊平都需要檢測，一般檢測塊結(jié)構(gòu)設(shè)計要求與匹配對手件一致，但是受零件結(jié)構(gòu)尺寸的限制，匹配間隙位置會轉(zhuǎn)化為齊平檢測，匹配齊平位置會轉(zhuǎn)化為間隙檢測。

2.2 與儀表板匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與儀表板匹配區(qū)域設(shè)計檢測結(jié)構(gòu)有滑移和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)兩種，基本結(jié)構(gòu)與裝飾蓋類似，檢測塊設(shè)計位置與對手件保持一致。

2.3 與手剎蓋板匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與手剎蓋板匹配區(qū)域圖紙上要求目前有2種形式，第一種在小基準(zhǔn)下檢測，模擬對手件檢測;第二種在大基準(zhǔn)下檢測，檢測塊設(shè)計成“齊平+間隙”檢測。手剎蓋板匹配區(qū)域是一個長方形結(jié)構(gòu)，為了不影響檢測時裝配零件，這一區(qū)域設(shè)計成可拆卸塊，使用方式是先裝配好零件，再將可拆卸塊裝配上檢測此區(qū)域面輪廓度。

2.4 與儀表板后端板匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與儀表板后端板匹配區(qū)域圖紙上要求目前有3種形式：第一種儀表板后端蓋板與副儀表板本體裝配后相互之間的匹配要求，此種要求檢具上不做檢測結(jié)構(gòu);第二種在小基準(zhǔn)下檢測，模擬對手件檢測，按對手件安裝點、匹配面設(shè)計檢測塊;第三種在大基準(zhǔn)下檢測，檢測機構(gòu)使用滑移機構(gòu)/翻轉(zhuǎn)機構(gòu)檢測，當(dāng)滑移機構(gòu)設(shè)計在零件后面時，檢具底板要加長，當(dāng)滑移機構(gòu)設(shè)計在零件側(cè)面時，檢具底板要加寬。以上選擇哪種檢測結(jié)構(gòu)，需根據(jù)圖紙要求、零件結(jié)構(gòu)確定。當(dāng)零件結(jié)構(gòu)簡單時，檢測結(jié)構(gòu)選擇單一翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)即可滿足檢測要求;當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，檢測結(jié)構(gòu)選擇滑移加翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)方能滿足檢測要求。

2.5 與駐車制動總成匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與駐車制動總成匹配區(qū)域圖紙上要求在大基準(zhǔn)下檢測，目前檢測結(jié)構(gòu)有2種形式：第一種做成固定檢測塊做間隙檢測，這種情況下零件相對簡單，不影響拆裝零件時選用;第二種設(shè)計成可拆卸結(jié)構(gòu)，目前副儀表板組件設(shè)計結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，基本上駐車制動位置檢測結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，此處檢測結(jié)構(gòu)都會設(shè)計成可拆卸塊做3 mm間隙檢測。

2.6 與地毯匹配區(qū)域檢測設(shè)計

與地毯匹配區(qū)域圖紙上要求在大基準(zhǔn)下做切邊檢測，由于檢測位置在零件最下部，所以檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計成固定檢測塊，檢具結(jié)構(gòu)簡單、不影響零件拆裝。

3 副儀表組件檢具設(shè)計案例介紹

副儀表板組件檢具設(shè)計問題主要有以下3個方面。一是設(shè)計上副儀表板組件零件與檢具干涉，導(dǎo)致零件無法放入檢具。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計工程師設(shè)計完成后，未進行干涉檢測導(dǎo)致。二是檢測銷/定位銷手柄長度設(shè)計不合理，手柄長度過長與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)干涉，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機構(gòu)無法正常操作檢測，手柄過短導(dǎo)致操作困難。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計工程師未考慮實際操作情況設(shè)計檢測銷/定位銷手柄長度。三是人機工程不合理，檢具高度設(shè)計過高，零件最高點到地面高度超出1 200 mm，檢驗員取放/檢測零件不方便;檢具設(shè)計高度太低，最低檢測點到地面高度低于600 mm，檢驗員檢測零件需要蹲著操作，不符合人機工程。產(chǎn)生此種情況的原因主要是設(shè)計工程師未按檢具設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

4 結(jié)語

本文主要介紹了副儀表板組件檢具的設(shè)計和定位的各種設(shè)計結(jié)構(gòu)，并介紹了各匹配檢測位置的設(shè)計結(jié)構(gòu)。比較了上汽通用五菱汽車股份有限公司目前副儀表板組件檢具的設(shè)計結(jié)構(gòu)，推薦了比較合適的設(shè)計結(jié)構(gòu)。同時，列舉了一些常見的設(shè)計案例，分析了案例產(chǎn)生的原因，可為設(shè)計工程師們參考，避免同類問題發(fā)生。不管是哪種設(shè)計結(jié)構(gòu)，首先要滿足圖紙檢測要求，其次要滿足檢具設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)。目前，不同汽車企業(yè)檢具設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)會略有差異，因此在設(shè)計前要了解清楚客戶要求。隨著技術(shù)的進步，副儀表板組件檢具的設(shè)計將會逐步推陳出新。

參 考 文 獻

[1]馬長保.儀表板總成檢具設(shè)計分析[J].中國機械，2015（9）：89-90.

[2]史貞緒，于建華.探討檢具設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2014（9）：354-355.