CUBING開發(fā)與應(yīng)用

侯軍+楊智+代丕云

摘 要：該文通過對車身主檢具CUBING的介紹與分析，著重闡明了在CUBING設(shè)計時所遵循的各項原則，加工制造時所需要保證的加工精度要求，以及在裝配檢測過程中的各項問題。

關(guān)鍵詞：CUBING ?車身主檢具 ?UCF ?BMG ?PMG

中圖分類號：U26 ? ?文獻標識碼：A ?文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0069-01

1 CUBING結(jié)構(gòu)概述

1.1 概述

車身主檢具CUBING是一個高度模塊化檢具，可根據(jù)需要自由設(shè)計或匹配檢查項，所有模塊和零部件均可自由拆換。目前較常見的分類為整車式和分體式結(jié)構(gòu);其中整車式結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)鈑金件，內(nèi)、外飾件等的安裝匹配檢測;而分體式采用局部鈑金件，內(nèi)、外飾件匹配檢測。可大幅度降低加工制作成本（常運用在年度車型開發(fā)階段）。

1.2 結(jié)構(gòu)分類：

1.2.1 整車式（UCF）

整車式（UCF）包括：車身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG）。車身主量具（BMG）一般包括：車體、引擎蓋焊接總成BMG、翼子板、前門焊接總成、后門焊接總成、尾門焊接總成等;零件主量具部分（PMG）一般包括：外飾部分（PMG）和內(nèi)飾部分—車體安裝部分（PMG）。其中，外飾部分包括前組合燈具總成、前保險杠總成、后保險杠總成、后組合燈總成、尾飾燈總成、前擋風(fēng)玻璃總成、后窗玻璃總成、前罩鉸鏈總成、前后車門鉸鏈、尾門鉸鏈總成、尾門飾板本體總成和油箱蓋鎖舌。內(nèi)飾部分—— 車體安裝部分（PMG）一般包括轉(zhuǎn)向支撐，A立柱內(nèi)飾板，前門檻裝飾件，B立柱上內(nèi)飾板，C立柱上內(nèi)飾板，前門內(nèi)飾板總成，尾門左右內(nèi)飾蓋板，后門檻裝飾件總成和背門檻裝飾件總成。

1.2.2 分體式

分體式（也可稱UCF）結(jié)構(gòu)包含整體式內(nèi)單項的部分組合，例如：前臉UCF，后臉UCF。

2 CUBING設(shè)計考慮因素

2.1 設(shè)計資料

CUBING設(shè)計主要依據(jù)是產(chǎn)品3D數(shù)模、DTS圖紙、GD&T信息及整車測點圖。 整車式UCF上所有BMG、PMG間的間隙值、高差值按照DTS圖紙設(shè)計;DTS圖紙上未體現(xiàn)的配合面按照帶GD&T信息的產(chǎn)品3D數(shù)模設(shè)計。所有需安裝到實車上的BMG、PMG的定位基準、安裝基準按照2D圖圖紙信息進行設(shè)計，以保證基準的統(tǒng)一性。產(chǎn)品零件在車體BMG上安裝時的定位孔、定位面等應(yīng)與車身實際狀況一致。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮因素

（1）結(jié)構(gòu)上合理可靠、操作方便，能夠滿足功能要求。

（2）功能主檢具應(yīng)有足夠的強度和剛性，并盡可能采用輕量化設(shè)計、制造。

（3）加工負角的處理和過渡，需要滿足裝配和檢測需求。

（4）多曲面加工，設(shè)計時需考慮其加工定位選擇，要滿足裝配和檢測需求。

（5）功能主檢具及各標準模塊采用材質(zhì)為鑄鋁、航空鋁，考慮其加工定位選擇。

（6）能保證標準模型件及實物零部件取放、裝夾、搬運等操作方便。

（7）功能主檢具應(yīng)配有起吊裝置或滾輪，方便叉車運輸。還應(yīng)有起吊裝置、夾緊器、專用量規(guī)以及其它配件等。

（8）零部件的形狀面，其夾緊力大小以被測零部件能保證貼合在檢具的定位面上為準。

（9）零部件定位面的工作面其位置應(yīng)分布合理，保證定位可靠，并且便于測量。

（10）每個獨立的（標準）模塊均應(yīng)有車身坐標系下可用于測量的檢測基準。

（11）每個模塊的坐標值標牌均采用車身坐標值。

2.3 材質(zhì)

CUBING加工行業(yè)內(nèi)多采用：UCF＼BMG：鑄鋁牌號7000系列，采用鋁合金消失模樹脂砂型鑄造;PMG＼BMG：6061航空鋁;基板及框架：Q235。

2.4 規(guī)格要求

功能主檢具CUBING在線檢測時要操作方便，裝卸結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定可靠，操作高度與人體高度、測量機行程適宜。檢具標示其車身坐標理論位置，便于三坐標測量作為基準進行矯正補償。每一部分獨立的功能匹配檢具的整體要配置移動輪和吊裝裝置，以及叉車孔的位置。功能主檢具的外觀匹配表面畫有整百坐標線，并在相應(yīng)部位標示出標準的面差值和間隙值。每一部分獨立的功能主檢具的整體要有標牌。每一個模塊間的理論縫隙值、模塊的安裝位置、模塊的截斷位置、模塊上的附屬件及模塊的編號等內(nèi)容要附有明確標牌指示說明。

3 CUBING主要模塊加工

3.1 加工方式

車身主檢具對型面尺寸位置精度有著較高要求，其主要采用CNC加工，對于要求很高的部分（例如：前大燈）甚至需要用5軸機床加工。其中為保證加工精度，工序分為粗加工、半精加工、和精加工3道工序，后4～5次翻面。在粗加工完后盡心消除應(yīng)力處理其中包括人工時效處理和振動時效處理，在切削量上以少量多次為原則保證，減少加工過程中的應(yīng)力和變形。

3.2 加工精度要求

車身主檢具不僅要求有單件的要求，而且在總裝配時，對整體裝配精度也十分嚴格;目前對于要求比較高的廠家，對A面的檢測也必須體現(xiàn)在主檢具上。目前大部分精度要求如下：基準面的平面度≤0.05 mm/m;基準孔的位置精度≤±0.08 mm;定位活動件配合精度H7/g6或H7/f6;產(chǎn)品件的安裝孔位置精度≤±0.2 mm;模塊的安裝孔位置精度≤±0.1 mm;模塊的匹配縫隙精度≤±0.1 mm;模塊的功能區(qū)表面精度≤±0.2 mm;模塊的非功能區(qū)表面精度≤±0.2 mm（要求光順）;重復(fù)安裝精度≤±0.1 mm;一般安裝匹配部位的位置精度≤±0.2 mm。

4 CUBING裝配與檢測

4.1 單件檢測

單件檢測是尺寸精度控制的關(guān)鍵，只有保證單件合格，才能夠保證總裝配的精度。

地板、骨架的檢測：可以完成基準孔、定位孔、基準面、安裝面等形位誤差和尺寸偏差。

4.2 總裝檢測

總裝檢測主要是功能面、型面以及匹配的間隙（GAP）、面差（FACE）檢測。總裝檢測同時根據(jù)精度檢測值進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，合理分配公差以保證整體精度與間隙、面差精度的協(xié)調(diào)與合理。而BMG及PMG中，車燈輪廓周邊不少于30 mm的精加工范圍，以保證高精度對應(yīng)匹配檢測，其它PMG、BMG的輪廓周邊不少于40 mm的精加工范圍。

4.3 實物的匹配

將模塊逐次更換成實物，檢查實物的裝配、定位，確認干涉，以及實物與模塊制件的匹配，確認功能面的問題。

5 結(jié)語

車身主檢具是對車身三維數(shù)模與量產(chǎn)車型之間一致性的精確評價，是在量產(chǎn)工裝之前實行的一次真正意義上產(chǎn)品的實物驗證。也對車身開發(fā)及量產(chǎn)過程中車身匹配問題點的校驗。另外，主模型造不出來或者較難造出來或者較容易造出來，本身就從某種意義上代表著項目的成功程度。故主檢具的使用使主機廠在項目可行性分析時受益匪淺。合理選擇所需部分組合開發(fā)，對于解決實際問題點提供了經(jīng)濟而行之有效的途徑。該文在CUBING的宏觀設(shè)計和使用方面進行簡單的闡述，對于內(nèi)部詳細的功能、結(jié)構(gòu)還未深剖。該領(lǐng)域還有大量知識待我們?nèi)ミM一步學(xué)習(xí)研究。拋磚引玉，希望更多專業(yè)人士提出深刻見解，為振興民族汽車工業(yè)提供源源不斷的力量。endprint