孔组复合公差的检具结构设计

　　1 引言

　　随着国内汽车工业的迅速发展和竞争加剧,对整车质量的要求也不断提高,从而对汽车车身和零部件质量也随之提高。国内对车身零部件一般都采用专用的检测夹具(简称检具)作为主要的检测手段,以控制工序间的产品质量。因此设计和制造出操作方便、检测精度高的专用检具,也就显得非常重要。汽车车架上的孔组一般都用于安装单个零部件,孔组位置精度要求较高,因此如何设计和制造出能满足检测孔组复合公差的检具成为急需解决的问题。

　　2 孔组复合公差

　　孔组复合公差是产品设计中用来控制汽车零部件孔组之间装配精度而定的复合位置度要求,一般反映在汽车设计的GD&T图纸上。按我国国家标准GD&T(Geometry Dimension and Tolerance的缩写)是/几何尺寸公差0的意思。通常GD&T图纸是由负责产品设计的尺寸工程师来设计,体现了整个产品设计的要求。GD&T图是非常重要的工程图纸,是设计检具和工装的重要依据。设置复合公差主要是为了满足单个零部件在整车上的安装位置要求和安装孔之间位置要求,以达到批量生产和互换性要求。所谓复合位置度,就是由两个位置度联合控制孔组的位置,其表达形式如图1所示。

　　图示复合位置度的上层公差为孔组的定位要求,其公差带相对于三个基准体系而确定,是固定的公差带;而下层公差则为各孔之间的进一步公差控制要求,其公差带仅相对于参考某基准定向,为浮动公差带,可以在一定的范围内移动。孔的轴线必须同时满足上、下层公差的位置度要求,即合格的轴线位置必须落在两公差带的重叠部分内。

　　在检具结构设计中经常在GD&T图中见到类似于上图中的孔组位置公差,如何通过检具结构来表达、体现它就显得尤为重要。现以某车架总成为例,分析孔组的复合位置度,包括孔组在车身上的定位要求和各孔之间的位置要求。图2所示为车架(图中仅表示局部零件)上一孔组复合公差的表示方法。

　　图中表示4-510孔组(最大实体状态)在车身坐标系下,即基准A(高度Z向)、基准孔B(前后左右方向,最大实体状态)和基准孔C(左右方向,最大实体状态)组成的定位体系的位置公差为Φ2.5;在基准A定位下,各孔(最大实体状态)之间的位置公差为Φ1.5;其公差带关系如图3所示。图中大圆柱Φ2.5表示孔组(孔中心)在车身上的位置公差区域,小圆柱Φ1.5表示各孔(孔中心)之间的位置公差区域。4个小圆可以在4个大圆区域内整体移动。孔中心落在两公差带的相交区域内即满足孔组复合公差的要求。

　　3 检具结构

　　3.1 一般检具结构