车身零部件测量方案制定方法

作者:田学强 李占营 张 昆 胡文亮 文章来源:长城汽车股份有限公司技术中心、河北省汽车工程技术研究中心 发布时间:2013-07-12
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由于车身零部件图样对产品尺寸的要求受测量设备限制较难实现,为实现对图样尺寸要求控制的可操作性、可执行性及制造系统内的规范性和统一性,本文从术语和定义、测量方案制定两方面着手,编制了车身零部件测量方案的制定方法。

测量方案是尺寸工程流程中的重要内容,其意义在于为测量系统提供一个用于测量零件/总成尺寸的文件,通过选取适当的测点经济、有效和全面地监控产品和工艺要求的尺寸特性,以便产品和工艺得到有效控制,确保满足产品图样的要求。由于车身零部件产品图样对产品尺寸的要求是一段连续型面或边界的要求,受测量设备限制较难实现,为实现对图样尺寸要求控制的可操作性、可执行性及制造系统内的规范性、统一性和经济性,本文从术语和定义、测量方案制定两方面着手,编制了车身零部件测量方案的制定方法。

测量方案要素

1.测量方案

测量方案是一种为了控制零部件质量而制定的全尺寸测量计划,其中不仅包括日后的常规测量点、功能点和截面扫描点等,同时也包括各零件在前期时所需要额外控制的尺寸。

2.测量计划

测量计划主要是指测点布置图和测量工艺卡。测点布置图的内容包含在GD&T图中,因此不需要另外定义检具的定位系统,这种情况下测量工艺卡可以由供应商根据GD&T制定;测点布置图的内容可以直接体现在测量工艺卡中,用于调试测量和监控测量,这种情况下测量工艺卡须由尺寸工程负责制定。测量计划中需包括:测量类型、基准体系(定位系统和坐标系)、统一的测点编号、测点坐标值和理论公差值(可含在GD&T图中)。

3.测量元素

测量元素即“测点”,指所需要测量的各个关键点,其测量形式包括三坐标测点、检具的量化点及卡规卡尺的测点等。所有的点不管测量时是何形式,都在测量方案中用量化成点的方式进行表示,测量点可分为工序测点、外观测点和功能测点三类(见图1)。测点意义在于为测量系统提供一个用于测量零件/总成尺寸的文件,通过选取适当的测点,经济、有效且全面地监控产品和工艺要求的尺寸特性,确保满足产品图样的要求。

4.测量工艺卡

测量工艺卡需要完全反映零件及总成的定位系统、测点图及测量方法(检具、测量支架)。在样件调试阶段,零件整个进行检测(环节极限点、贴合表面、体积和孔等),大批量生产之后零件的检测将逐渐变少,仅用于日常监控。

5.测量要求

测量点的选取要根据产品二维图样(GD&T图样)或品质基准书的要求(被测要素的尺寸及形状)决定。测量点应在保证监控零件几何尺寸精度的前提下尽量少,覆盖检查零件的所有测量要素。测量元素和测量基准在各个阶段应统一,所有测量应在同一测量工具或可比较的测量工具下进行,使用相同的夹紧装置。测量点应具有继承性,前期零部件检测也应和批量生产一样对其进行记录,所有的基准点都应该在常规测量点中被复测。

6.测量坐标

测量方案在测量坐标选取上都应该使用整车坐标,而不该使用零件本身或者其他相关坐标。所有测量点的三坐标值同样应该使用整车坐标进行标注,所有测量点坐标都可以通过技术中心发布的数模进行选取。

测量方案制定

测量方案制作过程如图2所示,所有测量特征的描述都分为图形描述和文字描述。图形描述需要标出测量点的具体位置,而文字描述应标出测量点的坐标、特征和公差等信息。

1.基准点描述

基准点的表示应完全和图样统一,并按标准模版制作。基准以图片格式给出(见图3),详细标准以及标注格式参考GD&T标准手册。所有的基准都需标注出控制方向,零部件应给出坐标轴或百位线以清楚地表示空间零部件在车身坐标系下的位置;图片表示应布局合理、线条清晰且大小比例合适。

2.基准点附表描述

在图片表示基准的次页,应以表格(见表1)的形式清晰地列出所有基准的三坐标值,并按模版方式表达。

除了三坐标值外,还应加入基准的公差,除特殊标注外一般都为±0.1mm。当基准除了面特征外还有孔特征时,应加上孔径大小信息及其形位公差信息(腰型孔、方孔等其他特征同上,需加上完整的尺寸公差信息) 。

3.功能点描述

功能点一般选取除基准外的重要特征元素,如有必要测量的重要位置的装配孔、工艺定位孔等,需测量功能点的表示如图4所示。对于非基准的特征元素统称为“功能性特征尺寸”,如功能孔、腰孔和方孔等,其主要表达方式可参考图4,按模版方式进行标注。标注要求:标注清晰,字体大小统一,居中排列,图样布局合理;应给出零件的坐标轴或者百位线以清楚的显示零件所在车身坐标的位置。

4.功能孔附表表示

按功能孔位置给出三坐标值及公差,其中包括孔径尺寸、孔径尺寸公差和孔径位置度公差,可按表2所示模版进行制作。对于腰形孔、方孔等其他功能特征应给出其相应的全尺寸、全尺寸公差和位置度公差,其表达方式同表2。如遇到在三个方向上公差要求不同时应详细标出。

5.扫描范围描述

扫描范围一般选取图样上重要的截面、有测量需要的型面等,可根据图样标注或和产品工程师讨论进行选取。扫描范围的表示主要是通过两根实线来指示需要扫描的部位,如图5所示,需附有百位线或坐标轴线,并附以表格进行补充描述。

6.扫描范围附表表示方法

附表布局如表3所示,应注明是沿何轴线或位置进行扫描和用何种方式进行扫描等有关信息。

7.常规测点描述 一般以零件单件的直接装配面、安装面和安装孔位所在的面作为直接测量对象,按百位线均匀取点,在某些转角或者渐变急速的地方应适当增加测点。

将零件与零件的匹配面轮廓作为测量的重点对象,一般这些轮廓直接影响了整车的外观。在这些轮廓上选取测量点时,通常选取轮廓的边和面来考察零件相对于其他零件缝隙和面差的质量,且在整个轮廓上也是按百位线均匀取点,但取的点必须包括边(GAP)点和面(FLUSH)点。对于转角和渐变急速的地方同样应适当增加测点。

对于装配关系较多的总成零件来说,应对每个内部配合予以复检,通常选取内部配合处的边(GAP)点和面(FLUSH)点作为常规测量点(PMP点)。取法同上,按百位线均匀取点,转角和过渡处适当增加测点。

对于板金零件以及内外饰的相关零件,如果需要对某些自由型面加以控制,可在需要控制的位置加上自由型面的测点。自由型面的测点不宜太多但分布应比较全面均匀。

8.常规测点表示

常规测量点可按模版(见图6)进行制作,对于常规测量点的选取,一般是以重要匹配面及安装面等作为基础,测量其间隙和面差。此外,一些重要型面上也需增加测点。要求标注清晰,字体大小统一,居中排列,图样布局合理;应给出零件的坐标轴或者百位线,以清楚的显示零件所在车身坐标的位置。

9)常规测点附表表示方法

常规测点附表按表4模版制作,应注有测量点名称、三坐标值和公差。表格格式要求中:整体布局合理,行列间距适中,字体大小统一,文本居中排列。

10.轮廓扫描描述

廓扫描沿距离切边5mm的位置进行,原则上扫描步长为20mm。

11.修边侧点描述

切边测量原则上每隔50mm取一测量点,短边或突变的区域适当增加测量点数量R角、零件标记,材料拉延后的厚度也是测量内容的一部分。

12.平整度及间隙测量

平整度(面差)测量一般取距离棱边或者圆角3mm处,间隙测量一般取边缘的中点进行测量,如图7所示。

结语

通过制定合理的测量方案,有效、全面地监控产品和工艺要求的尺寸特性,实现对产品和工艺的有效控制,可以帮助企业有效提升感知质量,稳定整车品质。

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