CN1300545C - 大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具 - Google Patents

Abstract

一种大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，上下两套对称布置的架体“井”字形架体通过长脚螺杆连接，架体四边配装可调螺杆，宽边方向的中心位置布有外螺纹套筒，旋入双头调节螺杆，而架体的长边对应搭接若干板条，其上布置带有可替换的模块量具或锁紧夹头或定位销的刻度支杆，在两个架体内侧平行布有两个坐标基准板，以读取刻度标杆对应坐标值，目测孔边界是否落在量具标出的公差带范围，以及通过塞尺等方式来检测零件的形位尺寸是否超差。本发明适用于大型复杂曲面冲压薄壁工件的检测，具有操作简便，通用性好，工艺柔性好的特点，避免了多次装夹引入的设置误差，缩短加工时间，从而提高加工质量，很好地满足薄壁零件在生产中的工艺需求。

Description

大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具

技术领域

本发明涉及的是一种大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，适用于大型复杂曲面冲压薄壁件检测，特别是可以广泛应用于汽车车身大型覆盖件的检测，如检测空间复杂型面的形状尺寸与位置尺寸，各类孔的形状尺寸与孔芯间距，以及一些特殊成形面的构形尺寸等。

背景技术

随着对产品结构轻量化以及外形美观的日趋要求，越来越多的复杂曲面冲压薄壁件在生产中涌现，特别是在汽车行业中的冲压覆盖件。由于该类零件的几何形状较为复杂，而在焊装时与其对应贴合件的配合精度要求较高，同时，产品上的孔径尺寸、孔芯间距及外形尺寸均有公差限定，因此，需要一种综合检具以对成型后的冲压零件进行全面的检测。

目前，该类零件的检测技术尚在发展中，普遍认为是一个瓶颈问题。这主要是因为有以下几点：

(1)工件形状往往较复杂、不规则，定位、支承、检测较困难；

(2)工件刚性一般较差，在检测过程中容易因变形引起误差；

(3)除了工件的一些特征(如孔、凸缘等)相对于邻近坐标线的距离尺寸在图上予以标注外，对于大部分的外形轮廓，尤其是自由曲面，并未给出尺寸数值；

根据零件的结构特点，目前最常用的方法是采用专用检具作为主要的检测手段，以控制工序间以及最终的产品质量。虽然冲压件检具在大批量生产中具有一定优势，但由于该类检具大多形状复杂、制作周期长、成本较高，相当一部分仍需要国外进口，有一些专用检测只能应用在特定的一些或某一个工艺环节，由此，某些产品就需要配有一组专用的检具，并且最致命的问题是一种检具只能适用于某一零件或特定的加工工艺，当零件的表面特征或外形尺寸发生变化时，很可能使原有检具无法使用，需要重新设计开发专用检具。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用大型复杂曲面冲压薄壁件检测的柔性检具，能够灵活适应不同类型冲压零件的检测要求，以降低产品的制造成本和缩短生产加工周期。

为实现这样的目的，本发明是针对大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，上下两套对称布置的架体“井”字形架体通过长脚螺杆连接，架体四边配装可调螺杆，宽边方向的中心位置布有外螺纹套筒，旋入双头调节螺杆，而架体的长边对应搭接若干板条，其上布置带有可替换的模块量具或锁紧夹头或定位销的刻度支杆，在两个架体内侧平行布有两个坐标基准板，以读取刻度标杆对应坐标值，目测孔边界是否落在量具标出的公差带范围，以及通过塞尺等方式来检测零件的形位尺寸是否超差。

本发明的具体结构为：由上下两套对称布置的架体组成，在两个“井”字形架体的八个端点处开有通孔，采用带手柄的长脚螺杆与六角螺母，贯穿通孔将上下两个架体固定连接。在上下“井”字架体两个宽边方向的中心位置开有两个方型盲孔，分别用于配装底部带有四方形棱体的内螺纹套筒，中部带六边形棱体的双头调节螺杆穿入上下两个内螺纹套筒的中间。在上下“井”字架体两个长边方向的中部均匀对称开有螺纹孔，孔内配装内六角螺栓，通过内六角螺栓连接若干开有螺纹孔的板条，板条上配装带尺寸标注的刻度支杆，刻度支杆一端衔接外螺纹套筒，刻度支杆与外螺纹套筒之间用顶丝紧固，外螺纹套筒的外端布有蝶形手柄。刻度支杆的另一端配有可更换的模块量具或锁紧夹头或定位销。所述模块量具与待测工件局部型面的形状一致，用多个模块量具具有的小曲面来代替一个完整的复杂型面。

上下“井”字形架体的内侧布有两个坐标基准板与架体相平行，坐标基准板的四个角处各开有一个通孔，四个可调螺杆穿过其中，坐标基准板与上架体、下架体由可调螺杆及六角螺母连接；上架体中可调螺杆的外端配有滚花手柄，下架体中可调螺杆的外端则装有支撑脚。

本发明的工作状态，按上下两套部件可分为两个步骤：

1、通过带手柄的长脚螺杆、六角螺母与双头调节螺杆，固定上下两个架体的相对位置，此时双头调节螺杆旋转伸长可以抬高整个上架体。调整下套部件中四个带有滚花手柄的可调螺杆，确定坐标基准板在适当位置，使得刻度支杆在有效的标注测量范围内。随后，按照零件需检验自由曲面的型值点映射换算得到数值，调整刻度支杆的高度，并配装与局部曲面形状一致的可更换的模块量具，以及检测孔的量具，在调整好量具型面的方向之后，旋紧顶丝将刻度支杆与外螺纹套筒锁定。

2、放置工件后，调整上套部件中四个带有滚花手柄的可调螺杆，确定坐标基准板在适当位置，使得刻度支杆在有效的标注测量范围内。旋入带有定位销的两个刻度支杆，分别插入工件的工艺孔内进行准确定位。接着选定工件上适当的加紧位置，旋转带有锁紧夹头的刻度支杆，该锁紧夹头带有橡胶类物，防止工件表面损坏。最后，按照工件形状尺寸检验的要求，选择带有适当型面模块量具的刻度支杆，在相应位置旋进工件的上表面。

检测同一规格的一批带有复杂型面的薄壁零件时，对于第一个零件应用在柔性检具中，需按照型面的形状加工模块量具，替换配装在相应刻度支杆的端部，并对上下套组件进行一系列调整。当再次检测同一规格的其他零件时，无需重新调整上下套组件，只需旋转双头调节螺杆使其伸长，由于内螺纹套筒底部作有四边形棱体，与上下架体架体的方型盲孔配装，可以阻止内螺纹套筒旋转，从而抬高整个上架体，以抬高整个上架体，取出和更换工件，再重新反向旋转双头调节螺杆降下整个上架体，操作简易灵活。

与传统的专用检具相比较，本发明最大的优势在于：当薄壁工件的复杂型面或结构有变化时，装置本身无需作变动，只要替换配装相适应的模块量具即可，具有很大的柔性；通过双头调节螺杆方便更换工件，快速定位装夹工件，可以快速完成检测，同时保证检测具有很好的精度一致性。本发明装置具有操作简便，通用性好，工艺柔性好的特点，对形状各异的薄壁工件具有更大的灵活性，避免了多次装夹引入的设置误差，缩短加工时间，从而提高加工质量，很好地满足薄壁零件在生产中的工艺需求。

本发明适用于检测大型复杂曲面冲压薄壁件，如空间型面的形状尺寸与位置尺寸，各类孔的形状尺寸与孔芯间距，以及一些特殊成形面的构形尺寸等。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图1中，1为长脚螺杆、2为手柄、3为六角螺母、4为内六角螺栓、5为蝶形手柄、6为外螺纹套筒、7为刻度支杆、8为板条、9为顶丝、10为滚花手柄、11为螺杆、12为上架体、13为锁紧夹头、14为定位销、15为冲压薄壁工件、16为模块量具、17为双头调节螺杆、18为坐标基准板、19为六角螺母、20为内螺纹套筒、21为下架体、22为支撑脚。

图2为图1中A-A投影示意图。

图2中，1为长脚螺杆、2为手柄、3为六角螺母、4为内六角螺栓、5为蝶形手柄、6为外螺纹套筒、7为刻度支杆、8为板条、9为顶丝、10为滚花手柄、11为螺杆、12为上架体、20为内螺纹套筒。

图3图1中B-B三维投影示意图。

图3中，17为双头调节螺杆、20为内螺纹套筒。

具体实施方式

如图1所示，本发明由上下两套对称布置的架体组成，最上端与最下端是两个“井”字形的架体，即上架体12与下架体21，在两个架体的八个端点处开有通孔，采用带手柄2的长脚螺杆1贯穿通孔用六角螺母3将上架体12与下架体21固定连接。在上下“井”字架体两个宽边方向的中心位置开有两个方型盲孔，分别用于配装底部带有四方形棱体的内螺纹套筒20，中部带六边形棱体的双头调节螺杆17穿入上下两个内螺纹套筒20中间；在上架体12与下架体21两个长边方向的中部均匀对称开有螺纹孔，孔内配装内六角螺栓4，用于连接若干开有螺纹孔的板条8，板条8上配装带尺寸标注的刻度支杆7，刻度支杆7一端衔接外螺纹套筒6，刻度支杆7与外螺纹套筒6之间用顶丝9紧固，外螺纹套筒6外端布有蝶形手柄5。每个刻度支杆7的另一端配装可替换的模块量具16或者锁紧夹头13或者定位销14。模块量具16与待测工件局部型面的形状一致，用多个模块量具16具有的小曲面来代替一个完整的复杂型面。

“井”字形上架体12与下架体21的内侧平行布有两个坐标基准板18，坐标基准板18的四个角处各开有一个通孔，四个可调螺杆11穿过其中。坐标基准板18两端采用可调螺杆11及六角螺母19与架体连接。上架体12中可调螺杆11的外端配有滚花手柄10，而下架体21中可调螺杆11的外端则装有支撑脚22。

在检具的中间放有一个具有复杂型面的冲压薄壁工件15作为事例参照。

图2所示为图1中A-A投影示意图，上架体12的在“井”字形的八个端点处开有通孔，配装带手柄2的长脚螺杆1与六角螺母3。上架体12两个宽边方向的中心位置开有两个方型盲孔，分别用于配装底部带有四方形棱体的内螺纹套筒20，而在两个长边方向的中部均匀对称开有螺纹孔，孔内配装内六角螺栓4，连接若干开有螺纹孔的板条8，板条8上配装带尺寸标注的刻度支杆7，刻度支杆7外侧套装带有外螺纹的套筒6，刻度支杆7与套筒6之间用顶丝9紧固，套筒6的外端布有蝶形手柄5。上架体12中，与坐标基准板18相连的可调螺杆11外端配有滚花手柄10。

图3图1中B-B三维投影示意图。如图3所示，内螺纹套筒20底部带有四方形棱体，对应位置上的两个内螺纹套筒20被旋入一个双头调节螺杆17，双头调节螺杆17的中部作有六边形棱体，以传递手动操作的旋转扭矩。

本发明的工作状态，按上下两套部件可分为两个步骤：

1、通过带手柄2的长脚螺杆1、六角螺母3与双头调节螺杆17，固定上架体12与下架体21的相对位置，此时双头调节螺杆17旋转伸长可以抬高整个上架体12。调整下套部件中四个带有滚花手柄10的可调螺杆11，确定坐标基准板18在适当位置，使得刻度支杆7在有效的标注测量范围内。随后，按照零件需检验自由曲面的型值点映射换算得到数值，调整刻度支杆7的高度，并配装与该位置对应局部曲面形状一致的模块量具16，以及检测孔的量具，在调整好量具型面的方向之后，旋紧顶丝9将刻度支杆7与外螺纹套筒6锁定。

2、放置冲压薄壁工件15后，调整上套部件中四个带有滚花手柄10的可调螺杆11，确定坐标基准板18在适当位置，使得刻度支杆7在有效的标注测量范围内。旋入带有定位销14的两个刻度支杆7，分别插入工件的工艺孔内进行准确定位。接着选定工件上适当的加紧位置，旋转带有锁紧夹头13的刻度支杆7。最后，按照工件形状尺寸检验的要求，选择带有模块量具16的刻度支杆7，在相应位置旋进工件的上表面。

检测同一规格的一批带有复杂型面的薄壁零件时，对于第一个零件放置在柔性检具中，需按照型面的形状加工模块量具，并对上下套组件进行一系列调整。当再次定位夹紧同一规格其他零件时，无需重新调整上下套组件，只需旋转双头调节螺杆17使其伸长，由于内螺纹套筒20底部作有四边形棱体，与上架体12、下架体21的方型盲孔配装，可以阻止内螺纹套筒20旋转，从而抬高整个上架体12，取出和更换工件，再重新反向旋转双头调节螺杆降下整个上架体，操作简易灵活。

需要指出的是：根据实际加工的具体情况，如：零件型面的曲率大小，特征形状要求的尺寸精度，零件轮廓的大小等因素，可以考虑增加或减少刻度支杆7，从而增减配备可用于替换的模块量具16、锁紧夹头13以及定位销14。此外，检测手段主要是通过读取刻度标杆7对应坐标值，目测孔边界是否落在量具标出的公差带范围，以及塞尺来检测零件各项形位尺寸是否超差。

Claims (3)

1、一种大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，由上下两套对称布置的架体组成，其特征在于检具上端及下端为两个“井”字形架体，即上架体(12)与下架体(21)，两个架体的八个端点处开有通孔，带有手柄(2)的长脚螺杆(1)穿过通孔用六角螺母(3)将上架体(12)与下架体(21)固定连接，上下架体在两个宽边方向的中心位置开有两个方型盲孔，分别用于配装底部带有四方形棱体的内螺纹套筒(20)，中部带六边形棱体的双头调节螺杆(17)穿入上下两个内螺纹套筒(20)中间；上架体(12)与下架体(21)两个长边方向的中部均匀对称开有螺纹孔，孔内配装内六角螺栓(4)，连接若干开有螺纹孔的板条(8)，板条(8)上配装带尺寸标注的刻度支杆(7)，刻度支杆(7)一端衔接外螺纹套筒(6)，刻度支杆(7)与外螺纹套筒(6)之间用顶丝(9)紧固，外螺纹套筒(6)的外端布有蝶形手柄(5)，每个刻度支杆(7)的另一端配有可替换的模块量具(16)或锁紧夹头(13)或定位销(14)；上架体(12)与下架体(21)的内侧平行布有两个坐标基准板(18)，坐标基准板(18)的四个角处各开有一个通孔，四个可调螺杆(11)穿过其中，坐标基准板(18)与上架体(12)、下架体(21)由可调螺杆(11)及六角螺母(19)连接；上架体(12)中可调螺杆(11)的外端配有滚花手柄(10)，下架体(21)中可调螺杆(11)的外端则装有支撑脚(22)。

2、根据权利要求1的大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，其特征在于所述模块量具(16)按照待测工件局部型面的形状加工，用多个模块量具(16)具有的小曲面来代替一个完整的复杂型面。

3、根据权利要求1的大型复杂曲面冲压薄壁件的柔性检具，其特征在于所述刻度支杆(7)带尺寸刻度。

Images