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1、 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 某新款车仪表板零件及其检具的设计 摘 要：仪表板零件改进主要在于解决焊接过程以及安装过程中的各种问题。检具是实现产品检测的重要手段，检具的公差分配对产品的判定和检具成本有着至关重要的影响。介绍了目前国际上两种不同的公差标注体系，并结合实例说明了两种体系下检具的原理、设计和公差分配原则。以及对工件判定的影响。 关键词：仪表板；零件；检具；公差标注体系；检具设计；公差分配 A New Vehicle Dashboard Parts and Checking Fixture DesignAbstract: Das
2、hboard components improve is to solve the various problems in the welding process and the installation process.Gauge is all important way to take inspectionThe tolerance distribution of gauge is a key affecter for product determination and inspection costThis article describes current international
3、system of two different to lerance marking illustrated with examples of principle and design of inspection，principle of tolerance distribution and affection of determination under two systemsKey words: dashboard; part; gauge；tolerance marking system；gage design；tolerance distribution1 前言 1.1 零件改进概述此
4、次仪表板设计的目的主要是在旧仪表板的基础上进行改进，并且符合实际生产需要。旧仪表板的设计由于存在结构以及安装上的诸多不利因素，因此此次改进主要解决这些问题，然后进行检具设计。1.2 检具概述 检具是工业生产企业为控制产品的各种机械尺寸而特制的一种专用测量工具，以替代卡规、塞规、三坐标测量机测量工具,适用于大批量生产的产品，如汽车零部件等。游标卡尺，深度尺属于量具，非检具。检具应具有足够的测量精度，应具有足够的测量效率，结构应尽量简单，应具有经济性1。欧美作为机械制造业的发源地，也是经济最发达的地区，代表了检具设计与制造的最高水平。几十年来，随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与
5、单机。与检具有关的新型成套设备发展的特点是测量精准全面、高效率和简捷方便。随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国外检具的系列品种还在不断增加。近年来，世界主要工业国经济复苏，国际市场对精密测量仪器，尤其是检具的需求出现了高速增长的势头。 目前，国外发达国家对检具已达到相当的要求，并且还在逐年提高。随着新技术的发展，检具朝着使用方便，应用范围更广，成本更低方向发展。检具产业态势的变化会随着市场的变化而发展。2002年以来，世界机床行业呈现快速增长态势。中国进入WTO后，检具和量具产品的防水性能、可靠性等有了明显提高、出口量有了大幅度增加的同时，国内市场的开拓推广也得到了发展，国内销售量也有了
6、大幅度的提高。但是，和国外先进检具产品和技术相比仍有较大差距，在大量的资金投入的情况下，已经取得成效，分别取得了或正在取得具有自主知识产权的技术专利。进一步加强企业创新能力，提高国产检具的精确度和稳定性，提高检具适应车间现场的加工环境和条件的能力，提高综合检具机构中传统机械零部件的加工装配精度，提高检具的测量数据处理能力和智能化水平，在加大生产规模的同时，改进、提高加工工艺水平来降低成本，是我国检具制造业技术发展的努力方向2。1.3 检具设计前准备在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料
7、： (1) 工件图纸：详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。 (2) 工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。 (3) 生产纲领：检具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。 (4) 制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。 综合检具开始设计前，应召开一个设计概念的预备会议。应参加的主要人员为：供应商检具工程师、检具设计及制造方的代表和GM的SQE。还可
8、以邀请：GM产品工程师、尺寸工程工程师、生产厂代表和GM采购代表3。设计概念应包括详细的检具的草图和书面描述，以便能依此进行检具设计4。2 新仪表板骨架零件改进2.1 新旧仪表板对比分析2.1.1 旧仪表板状态分析旧仪表板由24个组件（52个零件）组成。在焊接工艺过程以及装配过程中，出现过很多问题，诸如：焊接点设计不合理，导致焊接质量得不到有效的控制；各组件之间相互干涉，导致质量不合格，废品率居高不下；不同组件有联系的孔位之间设计不合理，导致焊接时容易出现偏差，总装时装配较为困难，等等。旧仪表板这些问题的出现，直接导致整车质量问题频出不穷。目前旧仪表板过多的库存使得成本加大，效率不高。2.1.
9、2 新仪表板状态分析新仪表板由23个组件（47个零件）组成。在焊接工艺过程中已基本解决旧仪表板出现的各种问题，解决装配过程中的一些问题，去除旧仪表板中一个相对多余的零件，改进仪表板度多个零件。2.2 零件设计旧仪表板图样如图1所示1.仪表板中盖板安装支架 2.离合器操纵杆安装支架主体 3.车身安装支架图1 旧仪表板Fig l The Old Dashboard改进1号标识组件，仪表板中盖板安装支架，由于前面设计的冲压件在安装时误差比较大，所以根据总装部门反映的实际情况来改进。改进2号标识组件，具体改进措施如下：2号标识中有两个组件是安装离合器操纵杆安装支架主体主要受力组件，其重点在于水平位置和
10、垂直位置，水平位置完成由2号标识右边组件的两个孔位决定，垂直位置取决于2号标识左边组件上的一个点。所以将这两个零件号标识组件改进，是两者融合为一个组件。使得安装档位杆的所有配合点出现在同一组件上。取消图示3号标识组件，车身上旧仪表板骨架与机舱连接有四个孔固定，这四个孔之中如果有一个由于焊接出现误差必定会导致与机舱配合问题，所以此次设计去除5号标识组件。三点即可以定一个平面，这也使得装配起来更加容易。先选取2号标识组件作为本次毕业设计的一个例子。3 改进零件的检具设计仪表板焊接由于采用人工焊接，总体精度难以保证，而零件形状往往比较复杂，不规则，定位，支承和安装加紧都比较困难且零件刚性较差，在检测
11、过程中容易因变形引起误差。一般的通用量具无法对其尺寸、形状进行测量。因此此类零件的检测一半都采用专用检测夹具（简称：检具）。检具没有刻度，它不能检测被测零件的具体尺寸，相互位置和形状的大小，但能判断出被测要素是否在制造公差范围内。检具主要用于大批量生产比使用通用计量器检验更省时省力。综合检具有四种型式。即整体型、组合型、插入型、活动型。检验方式分为两种，分别依次检验和共同检验。依次检验指用不同的功能量规依次检验基准要素的形位误差和尺寸及被测要素的的定向或定位误差的方式；共同检验指用同一功能量规检验基准要素的形位误差和尺寸及被测要素的的定向或定位误差的方式检具的设计对产品质量的判断有着至关重要的
12、影响。检具结构的正确设计、检具公差的合理分配有助于减少测量风险，如不合格的误收和合格品的拒收。ASME标准中，关于检具公差分配（公差带的大小和分布位置）的解释比较宽容。一般建议，检具的综合公差是工件公差的10%，其中检具制造公差是工件公差的5%，检具的磨损公差是工件公差的5%。这也是人们常说的1/10原则。在检具的设计和制造过程中，检具的公差可以遵循3个原则：绝对公差原则（悲观原则），乐观公差原则和包容公差原则。根据和供应商以及接收商的商定，本次检具设计采用乐观公差原则。在检具使用过程中将接收全部所有合格品，拒收大部分不合格品。此次检具设计主要用于检测孔位的位置度，其他表面并不重要，不在本次设
13、计范围内。孔位的位置度设计按照ASME标准设计。其他表面设计按照长沙众达汽车工业有限公司检具设计标准设计与制造2。3.1 孔位测量部位公差计算零件被测要素尺寸公差中孔的尺寸为8.3，上偏差为0.2，下偏差为0。属于ITl2，量规测量要素的尺寸公差一般按高四级选取，即IT8，因而公差值TM=8um；影响综合量规公差带分布的因素较多，因此合理地分配综合量规制造的极限偏差，是设计的关键。如果把量规制造公差其中测量要素的尺寸公差TM全部配置在实效边界之外，就可能将不合格件判为合格；反之，如果全部配置在实效边界之内，就可能将合格件判为不合格件。因此，应当考虑到量规制造公差的综合效果，确定测量部位的基本偏
14、差，使量规公差带一部分配置在被测要素的实效边界之内，另一部分配置在实效边界之外。 根据图示所标尺寸，根据国标国标GB8069-87，检具测量部分尺寸设计如下：(1) 检具公差根据Tt=0.2+0.2=0.4 (1)由国标国标GB8069-87表2查的TM =0.008，WM =0.008， tp =0.012.根据Tt=0.2+0.2=0.4 (2)由国标国标GB8069-87表3查的：FM =0.028.(2) 按公式计算检具工作部位尺寸测量部位基本尺寸：dBM = DMMC t =8.3-0.2=8.1 (3)测量部位极限尺寸：dLM= （dBM+ FM）0-TM=（8.1+0.028）0
15、-0.008=8.1280-0.008。(4)根据计算可得知检具孔位的尺寸直径为8.06mm-8.1mm，据此可设计出检具的检验孔位的尺寸。3.2 检具设计要求工件形状往往较复杂，曲面多，不规则，定位、支承和装夹较为困难；工件刚度较差，在检测过程中容易因变形引起误差；除少数冲压件外，通常将工件的尺寸基准置于车身坐标系来处理；批量大，匹配型面及孔位精度要求较高。汽车车身冲压焊接件检具的开发，大体可以分为4个阶段：方案设计阶段，结构设计阶段，制造调试阶段，验证认可阶段。其中的制造调试阶段，就是根据三维数模，二维图纸及检具的技术规范进行生产的一般制造过程。此处已删除产品质量检验是以图样、工艺标准以及
16、其他技术文件为依据，采用检测、试验等手段，确定产品是否满足设计要求的过程。检具设计在当今机械加工领域中起着举足轻重的作用，尤其是在大批量生产中，检具的设计和使用直接关系到产品的台格率和生产率它不仅可以节省劳动时间，提高产品质量和检验效率，还能更好地参与市场竞争提高产品的市场竞争力8 结论仪表板检具为仪表板零件的合格性提供了保障。在这次毕业设计中，我根据仪表板的零件的技术要求，首先确定检具的总体方案设计，然后对杀检具的本体、定位、支撑、检测机构等进行设计选择。在满足工作要求的前提下，尽量使检具的结构紧凑，以减小检具的整体尺寸，从而减小检具的总体体积和自重，达到工作、使用更加方便的目的。通过这次比
17、较完整的仪表板检具的设计，我认识到了单纯的理论知识学习和实际设计之间的差距。通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。这些都是我希望得到的也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的这
18、些宝贵的知识和经验，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。参考文献1 张生田.机械仪表板设计和制造工艺研究J.中国集体经济，2007，202 崔丽娟.浅析国内外检具设计的异同J.制造技术与机床,2010,10 3 张兴云.汽车冲压零件检具设计制造技术研究J.制造技术与实践,2004,1,40-41 4 海克斯康测量技术青岛有限公司.实用坐标测量技术M,20075 袁礼彬.测量圆弧半径专用检具的设计J.制造技术与机床,2011,76 黄重国等.质量功能配置在车身检具设计中的应用J, 2OO7,1 7 袁小江.轴类零件倒角处尺寸对比测量的检具设计J.现代制造工程,
19、2011,4,88-918 杜登惠,黄庆汽.车仪表板骨架设计中的优化分析C. Altiar 大中国用户技术大会论文集,2007 9 徐茂功公差配合与技术测量M北京：机械工业出版社，200910 云兆坤，姜坤，周子健.汽车检具设计系统（KBE ）的研究与应用C.模具技术,2008 11 李永亮.汽车制动器钳体位置尺寸检具的设计J.机械工程师,2010,4,131-132 12 刘天雄，华宏星基于分形几何状态检测方法的应用研究J机械工程学报，200l，37,10010313 刘景玉.直线度误差测量不确定度分析J计量技术，1993,4,1l1314 国家标准GB806987位置量规S北京：中国标准出
20、版社，198115 张淑娟,全腊珍.画法几何与机械制图M.中国农业出版社.200716 徐学林.互换性与测量技术挤出M.湖南大学出版社.200917 濮良贵,纪名刚.机械设计M第八版.高等教育出版社.2006.18 Chang-Seong Ko,”Design of steering Column Mounting Bracket for Vibration”,JSAE 20037020 SAE 2003-01-274719 Wang Y A time finite element method for dynamic analysis of elastic mechanisms in lin
21、k coordinate systems外文期刊 2001(02)20 iu W J A study on modular fixture design with intelligent selection of element and interactive assembly外文期刊 1996(04)致 谢时间如梭，转眼毕业在即。回想在大学求学的四年，心中充满了无限的感激和留恋之情。感谢母校为我们提供的良好学习环境，使我们能够在此专心学习，陶冶情操。谨向我的论文指导老师杨老师致以最诚挚的谢意。经过大四半个学期的忙碌和工作，我的毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，知
22、识的不足,难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促和指导，没有一起做毕业设计的同学对我的帮助和支持,想要完成这个设计,过程必定是非常困难的。在这里首先要感谢我的毕业设计指导老师杨文敏副教授,感谢他在这次毕业设计中给予我的帮助和关怀。杨文敏老师平日里工作繁多，但是在我的毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导，并很认真的帮助我解决设计过程中碰到的难题，对一些零部件的设计上也给了我很多好的建议，这使我的眼界更加的开阔了，也使自己的设计更加合理。我的毕业设计较为复杂烦琐，但是 杨老师仍能够不厌其烦的给予我详细的指
23、导,并仔细检查我的图纸，细心的指出了图纸上一些错误的画法和表示方法，让我能够及时的改正一些不合理的设计和制图的错误,这些都让我获益匪浅。同时我还要感谢四年当中对我进行教育的各位老师，正是通过这四年的认真学习，为我的这次顺利完成毕业设计打下了坚实的基础。没有他们的培养教育，我也不可能顺利的完成这次毕业设计。在此，对杨老师以及四年当中对我进行教育的各位老师表示我最诚挚的敬意和最衷心的感谢。由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。在此由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力地积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生一些积极地价值！
