汽車檢具設計與制造- 檢具的功能與作用

汽車車身是整個汽車的重要組成部分，其制造成本和重量約占整車的40%-60%，汽車車身的制造質量在很大程度上決定著汽車的整體性能，因此汽車車身制造的質量是汽車制造質量的重要組成部分，汽車車身制造過程是融合了薄板沖壓成形，自動化裝配生產線，焊接及檢測技術，質量控制與管理等多學科領域的復雜過程，因此，可以認為汽車車身制造質量能夠在一定程度上反映出國家工業的技術水平和制造能力

通常汽車車身是由300-500個薄板沖壓件，在70-120個裝配站上，經過零件，組件，分總成，，總成到白車身的層級經點焊裝配而成，汽車車身制造的尺寸偏差將影響諸如風躁聲，密封性，行駛平穩性等整車性能。在汽車車身生產中，檢測技術是監測生產過程，保證產品質量的重要一環。一般汽車車身由上千種零部件組成，各個零部件在加工和裝配過程中需要控制質量環節特別多。從鑄鍛件毛坯，機械加工，熱處理到裝配的各個過程，都需要進行必要的質量控制，在大批量生產過程中，快速，準確的測量手段就顯得非常重要。

檢具以其結構簡單，使用方便，自身制造成本相對其他測量技術工具比較低廉，一致得到廣泛應用。尤其對于汽車產品中零部件公差相對較大，生產制造過程中產生誤差隨機的成分較多的情況下，檢具更有其*的*性，在汽車零部件生產現場，檢具被大量使用，判斷產品是否合格不是使用檢具的目的，它更多的是通過對測量數據的分析，找到質量問題的原因，為生產加工或工藝的進一步改進提供可靠的科學依據，最終達到保證和提高產品質量的目的。

在現代化的汽車廠中，尤其是轎車廠中，覆蓋件與車身生產中的質量檢測和質量控制，主要依靠檢具，三坐標測量機，便攜式多關節測量機和激光在線檢測系統等幾種手段。

車身制造尺寸質量主要包括兩方面的問題，一是尺寸正確性（也就是均值），二是尺寸精密性（也就是穩定性）。車身制造尺寸質量的控制標準以“理論值+公差”的形式給出。對于一條涉及幾百個沖壓件，幾十個裝配站，幾千個焊點的車身生產線而言，由于在大批量生產過程中，材料的變化，模具的磨損，工裝設備的磨損，工藝的變化，操作工人的變換等因素使得車身制造尺寸在各個環節上都不可避免地產生相對于原始設計尺寸的偏差。如果這些偏差得不到適時的控制，隨著時間和空間的累計，車身制造尺寸就會出現均值漂移和方差擴大。均值漂移是指車身制造尺寸偏離設計值，方差擴大則是車身制造尺寸波動劇烈。一般來說，這兩種情況是相互作用，相處摻雜，使得車身制造尺寸質量問題錯綜復雜。

對于車身制造尺寸質量的控制手段主要采用下面兩個方法：一是從產品和工藝設計的角度出發，研究車身裝配過程中復雜的偏差產生的機制和傳遞規律，總結生產實際經驗知識，確定合理的車身尺寸理論值，公差和制造工藝，以防止尺寸質量問題的產生二是從檢測和控制的角度出發，研究先進的車身尺寸檢測技術和診斷控制技術，總結生產實際經驗，確定合理的檢測控制體系和方法，以迅速發現和解決尺寸質量問題。

常見的汽車檢具主要針對整車白車身，內外飾零部件，應用于新項目開發過程和批量生產管理中，在生產準備階段的模具調試，生產工藝設計優化，批量產品的質量監控方面發揮重要作用，汽車檢具對于縮短項目周期，提高生產率和產品質量方面有重要意義。是汽車工業基礎工藝檢測裝備，是我國汽車工業制造技術快速發展與國際接軌的重要標志之一。

模具和檢具兩者有一定關聯，它們共同服務于零件，零件源于模具，而檢具檢驗零件，“無以規矩，不成方圓”模具就是“規矩”，模具本身的結構及精度和生產中的工藝參數等決定了產品（零件）的尺寸精度，表面質量等。但“是否方圓”不能用產生“方圓”的“規矩來判定”。即生產出的零件之形狀和尺寸是否滿足設計要求？-不能用作為制造工具的模具來判定，不能簡單的說一句“我們的零件尺寸由模具來保證”，就萬事大吉。零件尺寸合格-需要借助測量工具或檢具來測定，尤其是在批量生產中需要檢具，我們說，檢具是一種用于測量和評價零件尺寸和質量的檢驗工，它在零件的質量控制過程中起著不可忽視，難以替代的作用。汽車零部件數目種類眾多，相關零部件尺寸匹配要求高，汽車零部件產品開發和質量工作者應該將檢具的設計，制造和使用等提升到和模具同等重要的位置。

測量支架的功能

測量支架是用三坐標測量儀測量零件時的一種輔佐支架，其主要作用是定位零件，方便三坐標測量，其所有支撐面（點）和定位基準面（點）均須根據零件的CAD數據銑削加工，現代檢具的結構設計時常常考慮作為測量支架使用，當檢具在線檢測功能與測量支架功能不能同時滿足時，應首先滿足檢具的在線檢查功能。

對零件進行定性，定量檢測

為實現對零件的在線檢測，需要將零件準確地安裝定位于檢具上，然后通過目測，量測表或卡尺等工具對零件型面，周邊切線，功能孔位置等關鍵產品特性檢測（KPC），關鍵控制特性（KCC）進行檢查，從而實現零件尺寸特性的快速判斷，也可通過計數型測量工具可以得到零件與CAD理論值之間的偏差。

關鍵產品特性=Key Product Characteristics “KPC”是產品特殊特性，如關鍵，重要尺寸，使差評本身所有的特性

關鍵控制特性=Key Control Characteristics “KCC”是過程控制特性，如設備的過程參數或關鍵，重要工序過程參數

調試模具，焊接夾具

汽車零件模具需要通過試模來對模具的穩定性能和機器工藝參數進行驗證，優化模具的結構，確保能夠不間斷批量生產出合格的產品。一般模具調模是根據產品的全尺寸報告來作為指導的，這種方式雖然能夠準確找到模具的問題所在，通常情況下需要幾輪的調整才能達到理想的效果。現在，檢具作為模具前期試模的指導工具，能夠直觀地反映產品的尺寸缺陷，便于模具工快速，準確找到模具問題，不需要在進行多輪的三坐標測量，節省大量的人工，設備損耗的成本。

焊接夾具在對總成或分總成零件焊接時，零件會產生焊接誤差，為了合理分析產生的原因需要用檢具檢測的結果做對比。從而確定是否是夾具定位元件磨損，定位元件失效，夾具設計不合理或夾緊力不夠等因素引起了零件尺寸的不穩定。

白車身件樣件焊接時匹配驗證

白車身總成由數百種鈑金件組成，由于流程比較復雜，這些零件在焊接的過程中，會發生扭曲，變形等幾何尺寸的變化，為了更好的分析研究這些變化帶來的后果。需要模擬未焊接時，零件之間的搭接，從而發現單個零件的對總成的影響。螺釘車檢具利用鉚接和螺釘連接的固定方式代替焊接工藝，從而排除焊接變形的影響，將白車身件按焊接流程圖依次在螺釘車檢具進行鈑金件的裝配，組裝成白車身總成。在制件裝配及螺釘連接過程中，發現單件對總成造成的影響，應用與產品及模具的整改分析。

整車樣件的匹配驗證

綜合匹配檢具功能是通過真實的零件模擬安裝，經過測量綜合評估零件是否滿足匹配要求，這個過程可以通過不同的零件組合安裝，--零件與模擬塊，零件與零件，測量分析后的結果可能是零件問題，可能是設計問題，或工藝問題

在汽車開發的前期，，綜合匹配檢具通過安裝軟模制造的零件，既可用于評估零件設計結構和匹配關系的合理性用于發現早期設計問題，并及時修改，也可通過零件的裝配，評估工藝對匹配的影響，制定合理的安裝工藝

在試生產的匹配評估中，由于零件檢具遠離整車廠，綜合匹配檢具用來快速分析匹配問題，通過比較零件在白車身上的匹配與綜合匹配檢具上的結果差異，發現零件檢具在設計，制造中的問題，改善零件檢具