CN107790516B - 用于热冲压部件的尺寸校正的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置和方法。该装置包括夹具框架和多个附接单元,所述多个附接单元设置于夹具框架上、以便在前后方向上转动并且支撑热冲压部件,热冲压部件包括沿夹具框架在前后方向上被部分地淬火的淬火部件。多个夹持单元设置在夹具框架上,并且被构造成夹持热冲压部件。多个测量单元安装在夹具框架上,并且基于预定的零基测量淬火部件的高度尺寸。多个校正单元安装在夹具框架的前部以对应于热冲压部件的淬火部件。力基于通过测量单元测量的高度尺寸而在竖直方向上被施加于淬火部件,以便调整高度。

Description

用于热冲压部件的尺寸校正的装置和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2016年9月1日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0112726号韩国专利申请的优先权和权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用结合于本文。
技术领域
本公开涉及用于制造热冲压(hot stamping)部件的装置和方法,并且更具体地,涉及用于热冲压部件的尺寸校正,其被用来校正诸如中柱外板的热冲压部件中的局部淬火(quenched,被淬火过的)部分的尺寸分布(size distribution)。
背景技术
通常,在车辆中使用具有不同强度的部件。例如,在车辆碰撞期间吸收能量的部件要求相对地降低的强度,并且要求形状保持的部件要求更大的强度来确保乘客空间(passenger cavity)。当吸收能量的部件在碰撞期间具有过大的强度时,这样的部件不能适当地吸收撞击(震动,shock)能量,并且仅将撞击能量传递到车辆的其它部分。因此,过量的撞击被传递到乘客和车辆的其它部分。
人们持续地要求车辆的重量和成本降低,并且因此,部件部分地具有不同的异质强度。部件的一部分部段要求较大的强度来保护乘客,但是部分部段要求相对较小的强度来吸收撞击能量。例如,这种部件可代表性地包括车身部件,车身部件具有载客车辆的中柱和碰撞构件。载客车辆的中柱在前门与后门之间连接车身的地板和顶板。中柱中的外板的下部要求相对较小的抗拉强度(tensile strength),并且上部要求较大的抗拉强度。换句话说,在车辆碰撞期间,具有要保持的形状的部件具有更大强度,并且同时也要求在挤压时需要吸收撞击的部件。
具体所要求的强度基于车辆的类型或形状而变化。特别地,中柱的外板的上部要求大约1500MPa的抗拉强度,而下部要求大约860至1000MPa的抗拉强度。在相关技术中,使用了这样的方法,即,该方法通过具有相对较小的强度的材料形成部件,并且在此之后,将单独的加强构件附接于要求更大强度的部件。当一个部件的部段要求不同的强度时,上部采用具有更大强度的材料,并且下部采用具有相对更小强度的材料。坯料通过焊接该两种材料形成,并且最终产品通过对坏料进行热冲压模制制造。
但是,在焊接过程和使用异质材料的期间,制造成本由于焊接过程的添加而增加。此外,在热冲压之后焊接部件中的强度的恶化或破裂的发生呈现出质量问题。作为在奥氏体化温度(900到950℃)加热含硼的钢板、并且通过按压模制钢板且冷却钢板的过程,热冲压通过使产品强度增强大约2.5倍(例如,大约860MPa→1500MPa)而促进了车身重量减少。
此外,近年来,已制造局部淬火热冲压部件以增加对碰撞能量的吸收。因为热冲压部件的强度的增强起因于马氏体转变,所以当通过部分地增加模具的温度而降低冷却速率,或者在加热材料的同时对要求延展性的部件热冲压时,马氏体转变被抑制并被淬火。在通过部分地增加模具温度的局部淬火方法中,由于产品所要求的特性,模具温度在420℃或更大的温度被加热。相应地,淬火部件在420℃的温度被挤压。当挤压的淬火部件被保持在室温时,可能发生扭曲,因为由于淬火部件与马氏体转变部分之间的温差所引起的残余应力和热转移,这使得淬火部件过分地偏离要求的程度。
由于基于冷却温度的差异的后转变(post transformation)而产生部分淬火部件的尺寸分布。例如,当部分淬火部件的分布量大于1.5mm时,侧部完整组件中门铰链表面的平坦度分布(flatness distribution)是0.8mm、并且会负面地影响门内阶梯部质量(inter-door step quality)。
在此部分中所公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景的理解,并且因此其可能包含不构成在这个国家中对于本领域技术人员来说已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置和方法,其通过校正热冲压部件中的被部分地淬火的部件的尺寸而减小了被部分地淬火的部件的尺寸分布。
本公开的示例性实施方式公开提供了一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置,其可包括:夹具框架;多个附接单元,设置于夹具框架上并且构造成能在前后方向上转动并且支撑热冲压部件,热冲压部件包括可沿夹具框架在前后方向上被部分地淬火的淬火部件;多个夹持单元,设置在夹具框架上并且构造成夹持热冲压部件;多个测量单元,安装在夹具框架上,并且构造成基于预定的零基测量淬火部件的高度尺寸;以及多个校正单元,设置在夹具框架的前部以对应于热冲压部件的淬火部件,并且构造成基于通过测量单元测量的淬火部件的高度尺寸而在竖直方向上向淬火部件施加力,并且校正淬火部件的高度尺寸。
所述多个校正单元可被构造成校正淬火部件的中心部和两个侧部的高度尺寸。附接单元可包括:第一附接定位器,沿前后方向设置在夹具框架中并且被定位成沿竖直方向直立;第一附接块,铰接耦接于第一附接定位器以便能在前后方向上转动并且支撑热冲压部件;以及第一附接缸,铰接耦接于第一附接定位器并且使操作杆的前端铰接耦接于第一附接块。附接单元可包括:一对第二附接定位器,在夹具框架的后部定位成沿竖直方向直立;第二附接缸,设置在第二附接定位器中;以及第二附接块,耦接于第二附接缸的操作杆的前端。
被插入于热冲压部件中并且确定热冲压部件的基准位置的第一基准销设置于被定位在夹具框架的前部中的第一附接块中。被插入到热冲压部件中并且确定热冲压部件的基准位置的第二基准销可设置在第二附接块中。附接垫可设置在第一附接块和第二附接块中。夹持单元可包括:夹持定位器,沿前后方向设置在夹具框架中并且设置成沿竖直方向直立;夹持器,能转动地铰接耦接于夹持定位器;以及夹持缸,铰接耦接于夹持定位器,并且使操作杆的前端铰接耦接于夹持器。
校正单元可包括:第一移动支架,构造成通过第一驱动单元而能在夹具框架的前部沿水平方向移动,以便对应于淬火部件的两个侧部中的每一个;第一移动块,安装在第一移动支架中,构造成利用第二驱动单元而能沿竖直方向移动;以及一对第一按压构件,以预定间隙固定于第一移动块,并且构造成沿竖直方向向淬火部件的两个侧部施加力。
校正单元可包括:第二移动支架,构造成利用第三驱动单元而能在夹具框架的前部沿前后方向移动,以对应于淬火部件的中心部;第二移动块,设置在第二移动支架中,构造成利用第四驱动单元而能沿竖直方向移动;以及一对第二按压构件,以预定间隙固定于第二移动块,并且构造成沿竖直方向向淬火部件的中心部施加力。
设定测量单元的零基的初始点设定块能拆卸地设置在第一移动块和第二移动块中。所述一对第一按压构件中的任一个设置成直角形状(例如
Figure GDA0002451586930000041
形状),并且可构造成向淬火部件的侧部的顶部施加力。所述一对第一按压构件中的另一个设置成L形,并且可构造成向淬火部件的侧部的底部施加力。
所述一对第二按压构件可设置成梯形形状,在梯形形状中长边接触顶部和底部,以便向淬火部件的中心部的顶部和底部施加力。测量单元可包括变化传感器,变化传感器通过固定支架而固定地安装在第一移动支架和第二移动支架中。检验块可在夹具框架的前部中安装成对应于零基。
本公开的另一示例性实施方式提供了一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置,其包括:夹具框架;多个附接单元,设置于夹具框架中并且支撑热冲压部件,热冲压部件包括可被部分地淬火的淬火部件;多个夹持单元,设置在夹具框架上,并且构造成夹持热冲压部件;多个测量单元,安装在夹具框架上,并且构造成基于预定的零基测量淬火部件的高度尺寸;多个校正单元,设置在夹具框架中以对应于热冲压部件的淬火部件,并且构造成施加力以在竖直方向上按压淬火部件,并且校正淬火部件的高度尺寸;以及控制器,构造成将通过测量单元测量的淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值测量进行比较和分析,以便向校正单元施加控制信号。
测量单元可包括设置在校正单元中的变化传感器。设定测量单元的零基的初始点设定块可以能拆卸地安装在校正单元中。该装置可进一步包括指示器,指示器被构造成提供在校正淬火部件之前和之后的测量数据,并且确定淬火部件的尺寸基于测量数据是否有缺陷。
在另一示例性实施方式中,本公开提供了一种用于热冲压部件的尺寸校正的方法,其利用用于热冲压部件的尺寸校正的装置,该方法可包括:将初始点设定块安装在校正单元上,并且设定测量单元的零基;从校正单元移除初始点设定块,将热冲压部件装载到夹具框架上的附接单元,并且通过夹持单元夹持热冲压部件;基于零基通过测量单元测量淬火部件的高度尺寸;以及通过对由测量单元测量的淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较和分析来操作校正单元。
可将由测量单元测量的淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较,并且响应于确定淬火部件的高度尺寸小于或等于或大于基准值时,可将淬火部件构造成通过向校正单元施加控制信号而在向上或向下的方向上施加力。在通过比较和分析淬火部件的高度尺寸操作校正单元之后,可重复测量淬火部件的高度尺寸的步骤。可通过校正单元校正淬火部件的中心部和两个侧部的高度尺寸。可以通过指示器指示校正淬火部件的高度尺寸之前和之后的测量数据以及确定淬火部件的尺寸基于测量数据是否是有缺陷的。在通过比较和分析淬火部件的高度尺寸操作校正单元之后,可通过刻度盘来测量淬火部件的高度尺寸。
根据本公开的示例性实施方式,可在热冲压部件中测量淬火部件的高度尺寸,并且因为淬火部件的尺寸可被校正成根据高度尺寸设定的高度尺寸范围,所以可减小用于热冲压部件的淬火部件的尺寸分布。因此,在本公开的示例性实施方式中,门铰链表面的平面度分布可在侧部完整组件(侧围总成,side complete assembly)中被最小化,以减少较差的门内台阶部质量(inter-door step quality),并且基于缺陷率的减少而实现成本降低。
此外,在本公开的示例性实施方式中,因为淬火部件的尺寸可通过检验块测量,并且除了通过校正单元对淬火部件的校正之外,淬火部件的尺寸可被双重地检验,因此可进一步改善淬火部件的尺寸精确度。
附图说明
参考附图来描述本公开的示例性实施方式,并且因此,本公开的技术精神不应该被分析成受限于这些附图。
图1是示出了根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的示例性透视图;
图2是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的热冲压部件的示例性视图;
图3和图4是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的附接单元和夹持单元的示例性视图;
图5是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的测量单元和校正单元的示例性视图;
图6和图7是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的在淬火部件的两侧处位于横向淬火部件中心侧处的校正单元的示例性视图;
图8和图9是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的位于淬火部件中心侧处的校正单元的示例性视图;
图10a和图10b是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的校正单元的初始点设定块安装状态的示例性视图;
图11是用于描述根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的方法的示例性流程图;以及
图12是示出了在根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的方法中用于校正单元校正淬火部件的过程的示例性视图。
标记说明
1...热冲压部件
3...高强度部分
5...淬火部件
6a...中心
6b、6c...两侧
7...过渡部段
9...基准孔口
110...夹具框架
150...检验块
210...附接单元
211...第一附接定位器
213...第一附接块
215...第一附接缸
217、237、317、539、589...操作杆
231...第二附接定位器
233...第二附接缸
235...第二附接块
251...附接垫
271...第一基准销
273...第二基准销
310...夹持单元
311...夹持定位器
313...夹持器
315...夹持缸
350...传感器
410...测量单元
411...固定支架
413...变化传感器
510...校正单元
511...第一移动支架
513...第一移动块
515...第一按压构件
521...第一安装支架
531...第一驱动单元
533...第一轨道构件
535...第一滑动件
537...第一操作缸
541、561...初始点设定块
551...第二驱动单元
553...第一伺服马达
555...第一引导结构
571...第二移动支架
573...第二移动块
575...第二按压构件
581...第三驱动单元
583...第二轨道构件
585...第二滑动件
587...第二操作缸
591...第四驱动单元
593...第二伺服马达
595...第二引导结构
599...第二安装支架
610...控制器
710...指示器
具体实施方式
下面将参照附图更加全面地描述本公开,在附图中示出了本公开的示例性实施方式。正如本领域技术人员可认识到的,所描述的示例性实施方式可以多种不同的方式改变,所述多种不同的方式均不脱离本公开的精神和范围。附图和说明书应被认为在本质上是描述性的而非限制性的,并且相同的参考标号在整个说明书中表示相同的元件。因为为了解释的方便,附图中所示出的每个部件的尺寸和厚度被任意地表示,所以本公开不特别地被限制于每个部件的所示出的尺寸和厚度,并且为了清楚地表达各个部件和区域而放大厚度并示出这样的厚度。
此外,在下文的详细描述中,处于相同关系中的部件的名称被分成“第一”、“第二”等,以便区别所述部件,但是本公开并不局限于该顺序。在整个说明书中,除非明确相反地描述,否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”的变型将被理解为意指包括所陈述的元件,但不排除任何其它元件。此外,说明书中描述的“单元”、“装置”、“部分”、“构件”等意味着执行至少一个功能或操作的广泛构造的单元。
除非特别地陈述或从上下文明显地看出的,否则如本文所使用的,术语“大约”被理解成落在本领域中的正常公差的范围内,例如落在均值的2倍标准差内。“大约”可被理解成落在所陈述的值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或0.01%内。除非从上下文中以其它方式明确,否则本文中所提供的所有数值均可通过术语“大约”修改。还将进一步理解的,当在本说明书中被使用时,术语“包含(comprises)”和/或“含有(comprising)”表明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在,但是不排除存在有或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组。如本文所使用的,术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任意的和所有的组合。
此外,本发明的控制逻辑可被实施为计算机可读介质上的非暂时性计算器可读介质,所述计算机可读介质包含可由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、快闪驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可被分布在连接至网络的计算机系统中,从而使得计算机可读介质以分布方式存储并执行,例如,通过远程信息处理技术服务器或控制器区域网络(Controller Area Network,CAN)来存储并执行。
应当理解,如本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括广义的机动车辆,诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆;包括各种船只和船舶的水运工具;飞行器等;并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其它替代燃料车辆(例如,燃料来源于非石油能源)。
图1是示出了根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的示例性透视图。参照图1,根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置100可应用于用于制造热冲压部件的系统,该系统通过热冲压技术制造碰撞构件的车身部件,所述车身部件可包括中柱、车顶纵梁、保险杠、防撞梁等。例如,热冲压部件1可包括中柱外板,在中柱外板中,具有超高强度和低强度的部分形状通过加热并快速地冷却预定部段中的高抗拉钢(诸如硼钢)的原始材料来加工。
用于制造热冲压部件的系统可包括:将硼钢板的坯料加热到第一设定温度范围以便在加热炉中被相变换成全奥氏体金属结构;以及将坯料冷却至第二设定温度范围以便被相变换成这样的金属结构,即,在该金属结构中,奥氏体和铁素体金属结构部分地存在于坯料中。此外,该制造系统可包括:使用热冲压模具以期望的形状模制坯料;以及将坯料快速地冷却至第三设定温度范围,以便在热冲压模具有利用该冷却使得模制产品的奥氏体金属结构被相变换成马氏体金属结构。
热冲压模制的模制产品可在修整或穿孔过程中通过激光而被修整或穿孔处理,并且制造为如热冲压部件1的中柱外板。如图2中所示,当坯料被冷却至第二设定温度范围时,热冲压部件1可使淬火部件5形成为部件中的低强度部分。当附加地描述时,热冲压部件1可包括高强度部件3、淬火部件5、以及形成在高强度部件与淬火部件之间的边界上的过渡部段7。此外,用于采用基准位置的至少一个基准孔口9可形成在热冲压部件1中。
作为接合于车身的车顶侧的部分的高强度部件3是在车辆碰撞或翻转期间保护乘客的部件。作为接合于车身的下部部分的淬火部件5是当车辆碰撞或倾翻时吸收撞击的部件,并且作为在高强度部分3与淬火部件5之间强度改变的部分的过渡部段7可在热处理期间形成。例如,高强度部分3的抗拉强度可为大约1500MPa或更大,淬火部件5的抗拉强度可包括在大约860至1000MPa中,并且过渡部段7的抗拉强度可为大约1000MPa或更大。在下文中,淬火部件5将被分成中心部6a以及位于中心部6a的两侧处的侧部6b和6c。
根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置100可在热冲压部件制造系统中在激光修整或穿孔处理之后应用于尺寸校正处理。尺寸校正装置100可用来在坯料的被加热部分在热冲压模制处理期间在室温下被缓慢地冷却的同时校正由于淬火部件5的扭曲所产生的尺寸分布。淬火部件5的尺寸分布可限定为这样的情况,即,在该情况下,淬火部件5的中心部6a和两个侧部6b和6c的高度尺寸基于预定基础(base)偏离预定范围。
根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置100可包括夹具框架110、附接单元210、夹持单元310、测量单元410、校正单元510、控制器610,以及指示器710。各个部件可被构造在夹具框架110中,并且因此,支撑部件的夹具框架110可通过一个框架或者两个或更多个分隔的框架构造。夹具框架110可包括用于支撑部件的多个附属部件,所述附属部件包括支架、条、杆、板、壳体、外壳、块、隔板、肋、轨道、环等。
但是,因为所述多个附属部件被用来将待在下文描述的相应部件安装在夹具框架110中,因此除了本公开示例性实施方式中的特殊情况之外,这些附属部件总称为夹具框架110。在下文中,将基于当热冲压部件1在夹具框架110中以前后方向布置时描述下面的部件,并且作为一个实例,将描述成热冲压部件1的淬火部件5设置在夹具框架110的前部,并且高强度部件3设置在夹具框架110的后部。方向的限定是相对的含义,并且因为方向可根据装置100的基准位置和热冲压部件1的装载方向而改变,所以基准方向不被特别地限制为示例性实施方式的基准方向。
图3和4是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的附接单元和夹持单元的示例性视图。参考图1、图2以及图3和图4,在本公开的示例性实施方式中,附接单元210可用来在前后方向上将热冲压部件1支撑夹具框架110上。此外,附接单元210可构造成调整热冲压部件1的安置位置,以便将具有根据车辆类型变化的形状和尺寸的热冲压部件1安置在夹具框架110上。
特别地,多个附接单元210可安装在夹具框架110上并且可构造成竖直地调整以及在前后方向上转动。附接单元210可包括第一附接定位器211、第一附接块213、以及第一附接缸215。第一附接定位器211、第一附接块213、以及第一附接缸215可基于夹具框架110的前后方向而设置在夹具框架110的除了后侧之外的剩余部分处。
第一附接定位器211可沿前后方向设置在夹具框架110上,并且可定位成在竖直方向上直立。实质上支撑热冲压部件1的第一附接块213可沿前后方向能转动地铰接耦接于第一附接定位器211。第一附接缸215可设置为例如气缸。第一附接缸215可铰接耦接于第一附接定位器211的一侧,并且操作杆217的前端可铰接耦接于第一附接块213的一侧。
例如,第一附接块213可被构造成当操作杆217在通过操作第一附接缸215而前后移动时相对于第一附接定位器211在前后方向上转动,并且调整热冲压部件1(热冲压部件的形状和尺寸可基于车辆类型改变)的安置位置。此外,附接单元210可设置在夹具框架110的后部,并且因此,附接单元210可包括一对第二附接定位器231、第二附接缸233、以及第二附接块235。
第二附接定位器231可定位成在夹具框架110的后部沿竖直方向直立。第二附接缸233可设置为例如气缸。第二附接缸233可包括操作杆237,该操作杆构造成沿竖直方向上下移动并且设置在第二附接定位器231中。支撑热冲压部件2的后侧的第二附接块235可耦接于第二附接缸233的操作杆237的前端。例如,第二附接块235可构造成当操作杆237可被构造成通过操作第二附接缸233而沿竖直方向移动时相对于第二附接定位器231沿竖直方向移动并且调整热冲压部件1(其形状和尺寸可基于车辆类型而改变)的安置位置。同时,支撑热冲压部件1的底部且由橡胶形成的附接垫251可安装在第一附接块213和第二附接块235中。
此外,第一基准销271可设置在定位于夹具框架110的前部的第一附接块213中,第一基准销插入在位于热冲压部件1的前部中的基准孔口9中并且确定热冲压部件1的基准位置。此外,第二基准销273可设置在第二附接块235中,第二基准销插入在位于热冲压部件1的后部的基准孔口9中并且确定热冲压部件1的基准位置。
在本公开的示例性实施方式中,构造成夹持安置于附接单元210上的热冲压部件1的顶部和边缘的夹持单元310可设置成多个并且沿前后方向安装在夹具框架110上。夹持单元310可包括夹持定位器311、夹持器313、以及夹持缸315。夹持定位器311可沿前后方向设置在夹具框架110中并且定位成沿竖直方向直立。调节热冲压部件1的顶部和边缘的夹持器313可以能转动地铰接耦接于夹持定位器311。夹持缸315可设置为例如气缸。夹持缸315可铰接耦接于夹持定位器311的一侧,并且操作杆317的前端可铰接耦接于夹持器313的一侧。
此外,多个夹持单元310可安装有用于每个车辆类型的专用夹持器313,以便夹持热冲压部件1(其形状和尺寸可基于车辆类型改变)。例如,所述多个夹持单元310之中的一些夹持单元310可对于任一种车辆类型的热冲压部件1操作,并且其它夹持单元310可对于另一车辆类型的热冲压部件1操作。同时,传感器350可被构造成感测安置在附接单元210上的热冲压部件1并且可设置在夹持单元310之中的被设置在夹具框架110的前部的夹持单元310的夹持定位器311中。换句话说,传感器350可被构造成感测热冲压部件1是否被安置在附接单元210上,并且将感测信号输出到待在下文描述的控制器610。
图5是示出了应用于根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置的测量单元和校正单元的示例性视图。参考图1、图2和图5,在本公开的示例性实施方式中,测量单元410可构造成基于设定在夹具框架110上的零基(初始点)来测量淬火部件5的高度尺寸。测量单元410可安装在夹具框架110上。测量单元410可安装在待在下文描述的校正单元510上,并且测量单元410的安装结构将在下文更详细地描述。
在本公开的示例性实施方式中,校正单元510可用来基于由测量单元410测量的淬火部件5的高度尺寸而沿竖直方向向淬火部件5施加力,并且校正淬火部件5的高度尺寸。校正单元510可被构造成当热冲压部件1安置在附接单元210上并且由夹持单元310夹持时校正淬火部件5的高度尺寸。校正单元510可设置在夹具框架110的前部以对应于热冲压部件1的淬火部件5。换句话说,校正单元510可校正位于夹具框架110的前部的淬火部件5的中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸。
校正单元510可设置成对应于位于夹具框架110的前部的淬火部件5的两个侧部6b和6c中的每一个,并且被安装成对应于淬火部件5的中心部6a。校正单元510可设置成对应于淬火部件5的两个侧部6b和6c中的每一个,并且可包括第一移动支架511、第一移动块513、以及一对第一按压构件515,如图6和7所示。第一移动支架511可构造成通过位于夹具框架110的前部的第一驱动单元531而在水平方向上移动,以对应于淬火部件5的两个侧部6b和6c中的每一个。
第一移动支架511可设置成与第一驱动单元531连接并且被定位成沿竖直方向直立。第一驱动单元531可包括设置在夹具框架110中的第一轨道构件533、耦接于第一轨道构件533以在水平方向上往复运动的第一滑动件535、以及与第一滑动件535连接的第一操作缸537。第一移动支架511可耦接到第一滑动件535的顶部上,以便沿竖直方向直立。第一操作缸537可包括操作杆539,该操作杆被构造成在水平方向上前后移动。第一操作缸537的操作杆539可与第一滑动件535连接。
第一移动块513可设置在第一移动支架511中并且构造成通过第二驱动单元551沿竖直方向移动。第一移动块513可与第二驱动单元551连接。第二驱动单元551可沿竖直方向固定于第一移动支架511。第二驱动单元551可包括具有将第一伺服马达553的转动力转换成线性运动的进给丝杠(可替代地,滚珠丝杠)和引导轨道的现有技术的第一引导结构555。第一移动块513可耦接于第一引导结构555,以便沿竖直方向可滑动地移动。
此外,一对第一按压构件515(其被构造成沿竖直方向将力施加于淬火部件5的两个侧部6b和6c)可通过第一安装支架521而固定于第一移动块513。所述一对第一按压构件515可以预定的间隙固定于第一安装支架521。所述一对第一按压构件515中的任一个可设置成直角形状(例如
Figure GDA0002451586930000171
形状),以便支撑/按压淬火部件5的侧部6b和6c的顶部,并且所述一对第一按压构件中的另一个设置成“L”形状,以便支撑/按压淬火部件5的侧部6b和6c的底部。
同时,校正单元510可设置成对应于淬火部件5的中心部6a并且可包括第二移动支架571、第二移动块573、以及一对第二按压构件575,如图8和9所示。第二移动支架571可构造成通过位于夹具框架110的前部的第三驱动单元581而在前后方向上移动,以对应于淬火部件5的中心部6a。
第二移动支架571可与第三驱动单元581连接并且定位成沿竖直方向直立。第三驱动单元581可包括设置在夹具框架110中的第二轨道构件585、耦接于第二轨道构件583以在前后方向上往复运动的第二滑动件585、以及与第二滑动件585连接的第二操作缸587。第二移动支架571可耦接于第二滑动件585的顶部上,以便沿竖直方向直立。第二操作缸587可包括操作杆589,该操作杆在前后方向上前后移动。第二操作缸587的操作杆589可与第二滑动件585连接。
设置在第二移动支架571中的第二移动块573可构造成通过第四驱动单元591而沿竖直方向移动。第二移动块573可与第四驱动单元591连接。第四驱动单元591可沿竖直方向固定于第二移动支架571。第四驱动单元591可包括具有将第二伺服马达593的转动力转换成线性运动的进给丝杠(可替代地,滚珠丝杠)以及引导轨道的现有技术的第二引导结构595。第二移动块573可耦接于第二引导结构595,以便沿竖直方向可滑动地移动。
此外,在竖直方向上按压淬火部件5的中心部6a的所述一对第二按压构件575可通过第二安装支架599固定于第二移动块573。所述一对第二按压构件575可以预定间隙固定于第二安装支架599。所述一对第二按压构件575可以梯形形状形成,在所述梯形形状中,长边接触中心部6a的顶部和底部,以便支撑或按压淬火部件5的中心部6a的顶部和底部。
上面提及的根据本公开示例性实施方式的测量单元410可通过固定支架411而固定于校正单元510的第一移动支架511和第二移动支架571。固定支架411可朝向淬火部件5的两个侧部6b和6c而耦接于第一移动支架511并且朝向淬火部件5的中心部6a耦接于第二移动支架571。测量单元410可包括变化传感器413并且可被构造成基于设定的零基(zerobase)(初始点)测量热冲压部件1的淬火部件5的中心部6a和两个侧部6b和6c的高度尺寸。
变化传感器413可朝向淬火部件5的中心部6a和两个侧部6b和6c固定于固定支架411的前端。因为变化传感器413由现有技术的变化传感器构造并且构造成感测来自于被感测对象(距离)的变化且将感测到的信号输出到待在下文描述的控制器610,所以将在本公开中省略对它的更详细的描述。
此外,用于设定测量单元410的零基(初始点)的初始点设定块541和561可以能拆卸地安装在根据本公开示例性实施方式的校正单元510的第一移动块513和第二移动块573中,如图10a和图10b所示。初始点设定块541和561可安装在第一移动块513和第二移动块573的第一安装支架521和第二安装支架599上,同时对当前装置100进行初始化设定。在第一按压构件515和第二按压构件575从第一安装支架521和第二安装支架599移除时,可将初始点设定块541和561安装在第一安装支架521和第二安装支架599上。与此不同,在第一按压构件515和第二按压构件575未从第一安装支架521和第二安装支架599移除时,可将初始点设定块541和561安装在安装支架521和599上。
在本公开的示例性实施方式中,在附接单元210中设定热冲压部件1之前,可将初始点设定块541和561安装在第一移动块513和第二移动块573的第一安装支架521和第二安装支架599上。此外,在本公开的示例性实施方式中,当第一移动块513和第二移动块573构造为通过第二驱动单元551和第四驱动单元591而沿竖直方向移动时,在由测量单元410感测初始点设定块541和561的变化的同时,可基于初始点设定块541和561设定具有预定高度的零基(例如,初始点)。
在本公开的示例性实施方式中,装置100可包括安装在夹具框架110的前部的检验块150,如图5所示。检验块150可设置在与上述的零基相对应的位置处。当通过校正单元510完成淬火部件5的校正时,检验块150用来使操作者验证淬火部件5的高度尺寸。检验块150可用来利用测量装置(例如,刻度盘)来测量淬火部件5的高度尺寸。
参照图1,根据本公开示例性实施方式的控制器610可以是构造成操作校正装置100的控制器。控制器610可通过由程序操作的一个或多个微处理器(控制逻辑)实施。控制器610可构造成基于热冲压部件1的预定规格操作附接单元210。此外,控制器610可构造成通过接收来自于传感器350的感测信号检测热冲压部件1是否安置在附接单元210上并且操作夹持单元310和校正单元510。
此外,控制器610可被构造成对由测量单元410测量的淬火部件5的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较和分析,以便向校正单元510施加控制信号。换句话说,控制器610可构造成对由测量单元410测量的淬火部件5的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较,并且当控制器610确定了淬火部件5的高度尺寸小于或等于或大于基准值时,控制器610可向校正单元510输出控制信号。
在本公开的示例性实施方式中,指示器710可指示基于通过接收来自于控制器610的电信号校正热冲压部件1的淬火部件5的总体数据。指示器710可构造成指示在校正淬火部件5的高度尺寸之前和之后的测量数据并指示淬火部件5的尺寸基于该测量数据是否有缺陷。
在下文中,将参考前面提及的附图对如上构造的根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置100的操作、以及利用校正装置100对热冲压部件校正的校正方法进行详细描述。
图11是用于描述根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的方法的示例性流程图。参照图11,在本公开示例性实施方式中,首先,在步骤S10中,可将初始点设定块541和561安装在校正单元510上,并且在步骤S20中,设定测量单元410的零基(例如,初始点)。
可将初始点设定块541和561分别安装在校正单元510的第一移动块513和第二移动块573的第一安装支架521和第二安装支架599上(步骤S10)。特别地,可将校正单元510的第一移动支架511和第二移动支架571构造成通过第一驱动单元531和第三驱动单元581而在远离附接单元210的方向上向后移动。当校正单元510的第一移动块513和第二移动块573构造为通过第二驱动单元551和第四驱动单元591而在竖直方向上移动时,在通过测量单元410感测初始点设定块541和561的变化的同时,可基于初始点设定块541和561设定具有预定高度的零基(初始点)(步骤S20)。
在本公开的示例性实施方式中,在如上所述地设定测量单元410的零基的同时,可从第一移动块513和第二移动块573的第一安装支架521和第二安装支架599移除初始点设定块541和561(步骤S30)。然后,如图2所示,可设置热冲压部件1,该热冲压部件被区分为且被加工为高强度部分3、淬火部件5、以及过渡部段7,并且可将热冲压部件1装载于附接单元210上(步骤S40)。
特别地,可沿夹具框架110的前后方向将热冲压部件1装载到附接单元210上,以将热冲压部件1的淬火部件5定位在夹具框架110的前部。例如,可将第一按压构件515和第二按压构件575中的每一个以预定间隙作为一对地安装在校正单元510的第一移动块513和第二移动块573的第一安装支架521和第二安装支架599上。当可将操作杆217构造成通过操作第一附接缸215而前后移动并且操作热冲压部件1(其形状和尺寸可基于车辆类型改变)的安置位置(步骤S40)时,可将附接单元210的第一附接块213构造成相对于第一附接定位器211沿前后方向转动。
此外,当可将操作杆237构造成通过操作第二附接缸233而前后移动且控制热冲压部件1(其形状和尺寸可基于车辆类型改变)的安置位置时,可将附接单元210的第二附接块235构造成相对于第二附接定位器231沿竖直方向移动。换句话说,可将附接单元210构造成,在将第一附接块213的第一基准销271在夹具框架110的前部插入到位于热冲压部件1的前部的基准孔口9中的同时确定热冲压部件1的基准位置。此外,可将附接单元210构造成,在将第一附接块235的第一基准销273在夹具框架110的后部插入到位于热冲压部件1的后部的基准孔口9的同时确定热冲压部件1的基准位置。
同时,在本公开的示例性实施方式中,在将热冲压部件1安置在附接单元210上的过程中,可将安置热冲压部件1构造成利用传感器350感测并且将感测信号输出至控制器610。因此,控制器610可将电控制信号施加于夹持单元310,并且将电控制信号施加于与热冲压部件1相对应的夹持单元310(其对于每个车辆类型来说是不同的)。然后,可将夹持单元310构造成操作夹持缸315并且通过夹持器313夹持热冲压部件1的顶部和边缘(步骤S50)。
此外,在本公开的示例性实施方式中,当通过夹持单元310夹持热冲压部件1时,可将校正单元510的第一移动支架511和第二移动支架571构造成通过第一驱动单元531和第三驱动单元581向前移动到附接单元210。特别地,可将热冲压部件1的淬火部件5的中心部6a定位在一对第一按压构件515之间,并且可将淬火部件5的两个侧部6b和6c定位在一对第二按压构件575之间。
在本公开的示例性实施方式中,可基于预定的零基而通过测量单元410的变化传感器413测量淬火部件5的中心部6a和两个侧部6b和6c的高度尺寸,并且可将测量值输出到控制器610(步骤S60)。然后,可将控制器610构造成对淬火部件5的中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸(其由测量单元410测量)与零基基准的基准值(例如,预定的基准高度,其中所述预定基准高度根据车辆类型和特定的型号而不同)进行比较和分析,以控制校正单元510(步骤S70)。
因此,可将校正单元510构造成根据淬火部件5的中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸而基于基准值在竖直方向上向中心部6a及两个侧部6b和6c施加力(例如,按压),并且可将校正单元构造成调整中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸(步骤S80)。在本公开示例性实施方式中,当参考图11和图12对步骤S70和S80进行详细描述时,可将通过测量单元410测量的淬火部件5的中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸与基准值相比较,以确定高度尺寸是否满足基准值(步骤S71)。特别地,当高度尺寸满足基准值时,过程结束,而无需对淬火部件5单独校正。
此外,在本公开的示例性实施方式中,响应于确定淬火部件5的两个侧部6b和6c中的任一个的高度尺寸小于基准值,可将第一移动块213构造成通过第二驱动单元551以预定变化在向下的方向上移动。然后,在按压侧部6b和6c的顶部的同时,第一按压构件515可校正两个侧部6b和6c的高度尺寸。此外,在本公开的示例性实施方式中,当确定淬火部件5的两个侧部6b和6c中的任一个的高度尺寸等于或大于基准值时,可将第一移动块513构造成通过第二驱动单元551以预定变化在向上的方向上移动。然后,在向侧部6b和6c的底部施加力的同时,第一按压构件515可校正两个侧部6b和6c的高度尺寸。
在本公开的示例性实施方式中,响应于确定淬火部件5的中心部6a的高度尺寸小于基准值,可将第二移动块573构造成通过第四驱动单元591以预定变化在向下的方向上移动。然后,在将力施加到中心部6a的顶部的同时,第二按压构件575可校正中心部6a的高度尺寸。此外,在本公开的示例性实施方式中,响应于确定淬火部件5的中心部6a的高度尺寸等于或大于基准值,可将第二移动块573构造成通过第四驱动单元591以预定变化在向上的方向上移动。然后,在向中心部6a的底部施加力的同时,第二按压构件575可校正中心部6a的高度尺寸。
可将校正单元510构造成根据淬火部件5的每个中心部6a及两个侧部6b和6c的高度尺寸校正中心部6a、校正任一个侧部6b或另一侧部6c、并且校正两个侧部6b和6c。此外,可将校正单元510构造成校正中心部6a和任一个侧部6b、校正中心部6a和另一侧部6c、以及同时校正中心部6a及两个侧部6b和6c。特别地,在本公开的示例性实施方式中,可通过测量单元410连续地测量淬火部件5的高度尺寸,可将测定值输出到控制器610,并且可重复前面提及的过程。此外,可通过指示器710指示在校正淬火部件5的高度尺寸之前和之后的测量数据以及淬火部件5的尺寸基于测量数据是否有缺陷。在本公开示例性实施方式中,当淬火部件5的校正终止时,可通过利用测量装置(例如,刻度盘)测量淬火部件5的高度尺寸,并且可基于检验块150双重地检验淬火部件5的高度尺寸。
在根据本公开示例性实施方式的用于热冲压部件的尺寸校正的装置100和方法中,可对在热冲压模制处理中坯料的被加热部分在室温下被缓慢冷却的同时由于淬火部件5的扭曲而产生的尺寸分布进行校正。相应地,在示例性实施方式中,可在热冲压部件1中测量淬火部件5的高度尺寸,并且因为淬火部件5的尺寸可被校正成根据高度尺寸设定的高度尺寸范围,所以热冲压部件1的淬火部件5的尺寸分布可减小。因此,在示例性实施方式中,门铰链表面的平面度分布可在侧部完整组件中被最小化,以减少较差的门内台阶部质量,并且基于缺陷率的减少而实现成本降低。
此外,在示例性实施方式中,因为可通过检验块150测量淬火部件5的尺寸,并且除了通过校正单元510对淬火部件5的校正之外,淬火部件5的尺寸可被双重地检验,因此可进一步改善淬火部件5的尺寸精确度。
虽然上面已经描述了本公开的示例性实施方式,但是本公开的技术精神并不局限于存在于本申请说明书中的示例性实施方式,并且理解了本公开的技术精神的本领域技术人员将能够在技术精神的相同范围之内通过对部件的增加、修改、删除、合并等而容易地提出其它示例性实施方式,但是这也包含在本公开的权利要求中。

Claims (22)

1.一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置,包括:
夹具框架;
多个附接单元,设置于所述夹具框架上,并且所述附接单元构造成在前后方向上转动且支撑所述热冲压部件,所述热冲压部件具有沿所述夹具框架在所述前后方向上被部分地淬火的淬火部件;
多个夹持单元,设置在所述夹具框架上并且构造成夹持所述热冲压部件;
多个测量单元,安装在所述夹具框架上并且构造成基于预定的零基测量所述淬火部件的高度尺寸;以及
多个校正单元,设置在所述夹具框架的前部以对应于所述热冲压部件的所述淬火部件,所述校正单元构造成基于通过所述测量单元测量的所述淬火部件的高度尺寸而在竖直方向上对所述淬火部件施加力,并且所述校正单元构造成校正所述淬火部件的高度尺寸;
其中,所述附接单元包括:
第一附接定位器,沿所述前后方向设置在所述夹具框架中并且定位成沿竖直方向直立;第一附接块,铰接耦接于所述第一附接定位器且构造成能在所述前后方向上转动,并且所述第一附接块支撑所述热冲压部件;以及第一附接缸,铰接耦接于所述第一附接定位器并且所述第一附接缸的操作杆的前端铰接耦接于所述第一附接块,
并且其中,在设置在所述夹具框架的前部中的所述第一附接块中,第一基准销插入于所述热冲压部件中并且确定所安装的所述热冲压部件的基准位置。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述校正单元构造成校正所述淬火部件的中心部和两个侧部的高度尺寸。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述附接单元包括:一对第二附接定位器,在所述夹具框架的后部中设置成沿所述竖直方向直立;第二附接缸,设置在所述第二附接定位器中;以及第二附接块,耦接于所述第二附接缸的操作杆的前端。
4.根据权利要求3所述的装置,其中,在所述第二附接块中,第二基准销插入到所述热冲压部件中并且确定所安装的所述热冲压部件的基准位置。
5.根据权利要求3所述的装置,其中,附接垫设置在所述第一附接块和所述第二附接块中。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述夹持单元包括:夹持定位器,沿所述前后方向设置在所述夹具框架中并且设置成沿所述竖直方向直立;夹持器,能转动地铰接耦接于所述夹持定位器;以及夹持缸,铰接耦接于所述夹持定位器,并且所述夹持缸的操作杆的前端铰接耦接于所述夹持器。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述校正单元包括:第一移动支架,构造成通过第一驱动单元而在所述夹具框架的前部中沿水平方向被调整以便对应于所述淬火部件的两个侧部中的每一个;第一移动块,安装在所述第一移动支架中且构造成通过第二驱动单元而沿所述竖直方向被调整;一对第一按压构件,以预定间隙固定于所述第一移动块并且构造成沿所述竖直方向对所述淬火部件的两个侧部施加力。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述校正单元包括:
第二移动支架,构造成通过第三驱动单元而在所述夹具框架的前部中沿所述前后方向被调整以对应于所述淬火部件的中心部;
第二移动块,安装在所述第二移动支架中且构造成通过第四驱动单元而沿所述竖直方向被调整;以及
一对第二按压构件,以预定间隙固定于所述第二移动块并且构造成沿所述竖直方向对所述淬火部件的中心部施加力。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,在所述第一移动块和所述第二移动块中能拆卸地安装有构造成确定所述测量单元的所述零基的初始点设定块。
10.根据权利要求7所述的装置,其中,所述一对第一按压构件中的任一个第一按压构件设置成直角形状并且构造成对所述淬火部件的侧部的顶部施加力,所述一对第一按压构件中的另一个第一按压构件设置成L形并且构造成对所述淬火部件的侧部的底部施加力。
11.根据权利要求8所述的装置,其中,所述一对第二按压构件设置成梯形形状,所述梯形形状中的长边接触所述淬火部件的中心部的顶部和底部,并且所述一对第二按压构件构造成向所述淬火部件的中心部的顶部和底部施加力。
12.根据权利要求8所述的装置,其中,所述测量单元包括变化传感器,所述变化传感器经由固定支架而固定地安装在所述第一移动支架和所述第二移动支架中。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,在所述夹具框架的前部中,在对应于所述零基的位置处安装有检验块。
14.一种用于热冲压部件的尺寸校正的装置,包括:
夹具框架;
多个附接单元,安装于所述夹具框架中并且支撑所述热冲压部件,所述热冲压部件包括被部分地淬火的淬火部件;
多个夹持单元,安装在所述夹具框架上并且构造成夹持所述热冲压部件;
多个测量单元,安装在所述夹具框架上并且构造成基于预定的零基测量所述淬火部件的高度尺寸;
多个校正单元,安装在所述夹具框架中以对应于所述热冲压部件的所述淬火部件,所述校正单元构造成在竖直方向上对所述淬火部件施加力并且校正所述淬火部件的高度尺寸;以及
控制器,构造成将通过所述测量单元测量的所述淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较和分析,以便向所述校正单元施加控制信号;
其中,所述附接单元包括:
第一附接定位器,沿前后方向设置在所述夹具框架中并且定位成沿竖直方向直立;第一附接块,铰接耦接于所述第一附接定位器且构造成能在所述前后方向上转动,并且所述第一附接块支撑所述热冲压部件;以及第一附接缸,铰接耦接于所述第一附接定位器并且所述第一附接缸的操作杆的前端铰接耦接于所述第一附接块,
并且其中,在设置在所述夹具框架的前部中的所述第一附接块中,第一基准销插入于所述热冲压部件中并且确定所安装的所述热冲压部件的基准位置。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,所述测量单元包括:
变化传感器,安装在所述校正单元中,以及
初始点设定块,设定所述测量单元的所述零基且能拆卸地安装在所述校正单元中。
16.根据权利要求14所述的装置,进一步包括:
指示器,构造成指示校正所述淬火部件之前和之后的测量数据,并且确定所述淬火部件的高度尺寸基于所述测量数据是否存在缺陷。
17.一种用于热冲压部件的尺寸校正的方法,所述方法利用根据权利要求1所述的用于热冲压部件的尺寸校正的装置来执行,所述方法校正所述热冲压部件的所述淬火部件的尺寸,所述方法包括:
将初始点设定块安装在所述校正单元上,并且设定所述测量单元的零基;
从所述校正单元移除所述初始点设定块,将所述热冲压部件装载到所述夹具框架上的所述附接单元,并且通过所述夹持单元夹持所述热冲压部件;
基于所述零基通过所述测量单元测量所述淬火部件的高度尺寸;以及
通过对由所述测量单元测量的所述淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较和分析来操作所述校正单元。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,在操作所述校正单元的步骤中,将由所述测量单元测量的所述淬火部件的高度尺寸与零基基准的基准值进行比较,并且其中,当所述淬火部件的高度尺寸小于所述基准值时,通过向所述校正单元施加控制信号而将所述淬火部件向下按压;并且其中,当所述淬火部件的高度尺寸等于或大于所述基准值时,通过向所述校正单元施加控制信号而将所述淬火部件向上按压。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,在通过比较和分析所述淬火部件的高度尺寸而操作所述校正单元之后,重复测量所述淬火部件的高度尺寸的步骤。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,通过所述校正单元调整所述淬火部件的中心部和两个侧部的高度尺寸。
21.根据权利要求17所述的方法,其中,通过指示器指示校正所述淬火部件的高度尺寸之前和之后的测量数据以及所述淬火部件的高度尺寸基于所述测量数据是否存在缺陷。
22.根据权利要求17所述的方法,其中,通过刻度盘来测量所述淬火部件的高度尺寸。
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