汽車(chē)行業(yè)專(zhuān)用檢具設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用淺析

王宏業(yè)

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)普遍實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。汽車(chē)行業(yè)又是國(guó)家支柱行業(yè)，隨著汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，專(zhuān)用檢具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛且短時(shí)間不會(huì)被替代，專(zhuān)用檢具的設(shè)計(jì)合理性、規(guī)范性、低成本、高質(zhì)量、壽命長(zhǎng)、功能廣是很多企業(yè)所需求，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和梳理及行業(yè)、社會(huì)實(shí)踐總結(jié)，歸納出專(zhuān)用檢具的設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用參考標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)用檢具設(shè)計(jì)、機(jī)械零件、汽車(chē)行業(yè)、設(shè)計(jì)合理性

引言：

隨著汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)制造能力越來(lái)越強(qiáng)，產(chǎn)品檢測(cè)對(duì)于企業(yè)而言是不可或缺的也是增加成本的過(guò)程，雖然市場(chǎng)上有很多通用的常規(guī)檢具、如卡尺、千分尺、百分表、三坐標(biāo)、投影儀、氣動(dòng)量?jī)x、高度儀、紅外檢測(cè)、藍(lán)光檢測(cè)等等，但專(zhuān)用檢具仍是不可替代作用【國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年末，中小企業(yè)36.9萬(wàn)戶(hù)，比2017年末減少6494戶(hù)企業(yè)，2011年以來(lái)首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng);占全部規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)戶(hù)數(shù)的97.6%。其中，中型企業(yè)5.0萬(wàn)戶(hù)，占中小企業(yè)戶(hù)數(shù)的13.5%;小型企業(yè)31.9萬(wàn)戶(hù)，占86.5%】。我國(guó)制造業(yè)中大多以中小企業(yè)為主，中小企業(yè)具有以下特點(diǎn)：自有資產(chǎn)少、經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)不穩(wěn)定、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、技術(shù)力量薄弱、人才結(jié)構(gòu)不完整、所以設(shè)計(jì)的專(zhuān)用檢具良莠不齊，存在浪費(fèi)成本、浪費(fèi)效率等一系列問(wèn)題。

一.專(zhuān)用檢具設(shè)計(jì)的基本原則

1.1盡量輕量化設(shè)計(jì)，由于使用頻繁、經(jīng)常搬運(yùn)（設(shè)計(jì)時(shí)做減重處理、或非承力部件在考慮引起變形情況下選用輕量化材料）;

1.2盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件吊環(huán)或把手，易于檢具搬運(yùn);

1.3盡量考慮人機(jī)工程的應(yīng)用，檢具使用環(huán)境、使用地點(diǎn)，對(duì)于檢具的高度、大小、方向合理化設(shè)計(jì)，減輕人員站立/坐立不合適或不順手引起的疲勞;

1.4盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，降低檢具制作成本及增加檢具零部件通用性;

1.5盡量材料使用材料少、組合塊式、分體式、鑲嵌式結(jié)構(gòu)，檢具提高檢具原材料利用率;

1.6在滿(mǎn)足精度的前提下盡量使用常規(guī)加工工藝，能制造出來(lái)，最大限度降低檢具制造成本，如：線(xiàn)切割、普銑、數(shù)控車(chē)、普通鉆床、平面磨床、外圓磨床、加工中心等;

1.7盡量防錯(cuò)、防呆設(shè)計(jì)，最大限度易于人員操作;

1.8盡量提高檢具的檢測(cè)效率，在制作成本可控的情況下，使用氣動(dòng)、電動(dòng)、快速夾等工業(yè)用品，提高檢測(cè)效率、降低檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度;

1.9盡量一模多穴或左右共用，提高檢測(cè)效率與制造成本，也便于日后管理維護(hù);

1.10盡量多功能設(shè)計(jì)、考慮后期的維護(hù)、應(yīng)用范圍、改制維修方便，降低成本;

1.11盡量增加檢具的完整性防護(hù)，如：防丟鏈/繩、保護(hù)罩、緩沖墊等

等等

二.專(zhuān)用檢具的組成：

一般專(zhuān)用位置度專(zhuān)用檢具都是由以下幾部份組成：

底板或支撐板：起平面定位作用;

測(cè)量銷(xiāo)：起測(cè)量作用;

定位銷(xiāo)：起產(chǎn)品定位作用;

導(dǎo)向套：測(cè)量銷(xiāo)測(cè)量時(shí)導(dǎo)向作用;

快速裝夾裝置：起夾緊產(chǎn)品，在測(cè)量時(shí)不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象;

2.3專(zhuān)用檢具尺寸的組成：

定位尺寸：如定位銷(xiāo)直徑、定位銷(xiāo)位置;

導(dǎo)向尺寸：是指測(cè)量銷(xiāo)導(dǎo)向部位與導(dǎo)向套配合尺寸：

測(cè)量尺寸：是指測(cè)量銷(xiāo)與產(chǎn)品接觸的外徑尺寸;

2.4位置度專(zhuān)用檢具的定位方式：

相對(duì)于某一平面和某兩點(diǎn)為基準(zhǔn)的位置度定位方式一般采用一定位平面與兩定位銷(xiāo)進(jìn)行定位。

相對(duì)于某一平面和中心孔為基準(zhǔn)的位置度定位方式一般采用一定位平面與中心定位銷(xiāo)進(jìn)行定位，如呈環(huán)形矩陳的法蘭盤(pán)安裝孔位置度。

對(duì)于毛坯件平面的定位，可以采用三點(diǎn)支撐的方式進(jìn)行定位。

對(duì)于用外圓柱為基準(zhǔn)的，可以采用V型塊加一平面和一定位孔銷(xiāo)作為定位方式。

2.5定位銷(xiāo)直徑選擇：

對(duì)于圓柱形的定位銷(xiāo)，外徑與定位孔最小尺寸間隙配合，之間在0.005～0.01之間。

2.6定位銷(xiāo)測(cè)量尺寸計(jì)算：

A=B-C+D+E A：測(cè)量尺寸

B：被測(cè)孔徑下偏差

C：產(chǎn)品位置公差

D：磨損余量

E：允許公差

2.7導(dǎo)向孔位置要求：

導(dǎo)向孔位置公差的要求一般為被測(cè)產(chǎn)品孔徑位置公差的1/5～1/10.

三.與常用檢具的區(qū)別;

區(qū)別類(lèi)型 通用檢具 專(zhuān)用檢具

數(shù)值的判別方法 通常是計(jì)量型，能夠直接或間接得出數(shù)據(jù) 通常是計(jì)數(shù)型，只能判定是否合格，和通用檢具結(jié)合使用可得出相對(duì)數(shù)據(jù)

檢測(cè)效率 因操作復(fù)雜、占用時(shí)間較長(zhǎng)，效率普遍較低 操作簡(jiǎn)便、效率較高

使用場(chǎng)所 一般適用于檢測(cè)室 一般適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

人員要求 有資質(zhì)檢驗(yàn)員 普通作業(yè)人員

環(huán)境要求 較高 較低

精度要求 較高 較低

互換性 可統(tǒng)一制造，通用性較強(qiáng)，一種檢具可測(cè)量不同產(chǎn)品、不同尺寸，檢具與檢具之間可以互換 單一制造，只能檢測(cè)產(chǎn)品的某一特性，檢具與檢具之間不能互換

四.根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度分類(lèi)，可以分為以下幾種：

4.1便攜式專(zhuān)用檢具：重量輕，操作方便，可以隨身攜帶。如塞規(guī)、卡板、比較樣板等。

4.2大型裝用檢具：一般檢測(cè)產(chǎn)品零件尺寸較大的檢具，比較笨重、不易搬運(yùn)。如綜合性專(zhuān)用位置度檢具、特定專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備等

4.3專(zhuān)用檢具的分類(lèi)

根據(jù)測(cè)量對(duì)象的不同，可以分為以下幾種類(lèi)型：

4.4極限塞規(guī)：一般用于測(cè)量產(chǎn)品內(nèi)孔直徑或槽寬。

4.5極限卡規(guī)：一般用于測(cè)量產(chǎn)品的外徑、壁厚等。

4.6比較樣板：一般用于檢測(cè)產(chǎn)品的角度、圓弧或曲線(xiàn)形狀等產(chǎn)品特性。

4.7跳動(dòng)芯軸類(lèi)：一般用于檢測(cè)產(chǎn)品相對(duì)中心孔的端面跳動(dòng)、垂直度或同軸度類(lèi)，要和其它輔具或表類(lèi)量具結(jié)合才可使用。

4.8端面距類(lèi)：用于檢測(cè)產(chǎn)品的面與面的端面距離、槽深或孔徑深度等產(chǎn)品尺寸，可單獨(dú)使用，也可與表類(lèi)量具結(jié)合使用。

4.9位置度專(zhuān)用檢具：一般用于檢測(cè)產(chǎn)品孔或軸銷(xiāo)相對(duì)于某定位孔或中心孔的相

結(jié)束語(yǔ)：

專(zhuān)用檢具的應(yīng)用不限于汽車(chē)行業(yè)，在專(zhuān)用檢具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)零部件要求有全面理解，找出產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸（功能性、裝配性尺寸），其次要對(duì)機(jī)械制造加工工藝全面了解，了解各種加工設(shè)備的加工能力及工時(shí)報(bào)價(jià)，需熟練掌握3D軟件（Solidworks/ProE/UG等）、2D軟件（CAXA/Auto CAD）應(yīng)用能力及熟知并了解工業(yè)用品標(biāo)準(zhǔn)件（如：MiSiMi工業(yè)用品一站式采購(gòu)平臺(tái)，各種標(biāo)準(zhǔn)件件參數(shù)、數(shù)模查詢(xún)）再結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出實(shí)用、低成本、壽命長(zhǎng)、功能全、高效/方便/快捷的專(zhuān)用檢具，能夠更好的滿(mǎn)足客戶(hù)要去，降低企業(yè)成本，推動(dòng)企業(yè)健康、科學(xué)、持續(xù)地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋天虎、黃遠(yuǎn)東、李俊帶、王啟義.中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典[M].江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002：55-61