1、木工机床2023No.2Technology and Equipment工艺与装备BCM安装支架焊合检具方案设计安装支架焊合检具方案设计*Scheme design of BCM mounting bracket welding inspection fixture罗华翔（福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000）摘要：检具式样书是检具设计的重要依据，在检具设计前期，对检具的式样书进行解读是检具设计的首要任务，正确的解读能为后期设计制造打下基础，反之，会造成不断地设变以及零件返工，甚至直接推翻整个设计方案。文章以BCM安装支架焊合检具为例，详细分析检具式样书的解读以及检具的设计过程。
2、关键词：检具式样书；零件；要求；设计方案中图分类号：U463.82文献标识码：A文章编号：1005-1937（2023）01-025-04Abstract：The gauge specification book is an important basis for the design of the gauge.In the early stage of the gauge design，the interpretation of the gauge specification is the primary task of the gauge design.The correct interp
3、retation can lay the foundationfor the later design and manufacture.On the contrary，it will cause constant design changes and parts rework，and even directly overthrow the entire design plan.The article takes the BCM mounting bracket welding inspection fixture as an example，and analyzes indetail the
4、interpretation of the pattern book and the design process of the inspection fixture.Key words：the gauge specification book；parts；requirements；design schemeBCM安装支架一般连接在汽车仪表板支架总成上，是车身控制模块的固定支架。由于结构复杂，使用非标准定制化检具对其进行检测，是加工汽车仪表板支架总成的关键环节。公司内部把需要检测的汽车零件统称为产品，下文提到的产品即是BCM安装支架焊合。检具使用UG、MDT、CATIA等三维软件完成概念设计，
5、既能缩减检具的设计周期，又能提升产品的生产质量。但是，由于检具设计者对产品的生产制造流程以及加工原理了解不够，造成检具的方案构思和定位检测很难达到最优化，检具式样书能规划检具具体的定位检测点，方便设计师了解产品的特性，设计正确有效的检具，保证产品制造的精度。1检具式样书不同的委托公司提供的设计式样书不同，有的公司可以提供完整详细的检具式样书，有的公司只能提供产品详细的2D图纸，或者是粗略的2D图和口头要求，也有的公司甚至只有口头要求。接到任务后的第一步就是确定资料的完整性，其中应包括产品的3D数模、检具设计的式样书或者产品详细的 2D 图纸。本文设计任务收到的资料是产品的3D 数模和检具设计式
6、样书。设计师需要对比 3D数模和式样书，查看两种资料是否正确并相互符合。1.1工序步骤式样书提供的工序步骤仅供参考，应该根据检具和产品对检测步骤进行调整，如图1，具体操作步骤如下：1）先检查夹钳是否处于打开状态；2）使产品穿过B/C基准销，与A面贴合，合上夹钳压紧；3）插入J1销检查是否能进入；4）用通止规（2.8-3.8 mm）检测轮廓间隙是否在公差内；外形尺寸是否超差；5）检测完毕，打开夹钳，依次拔出定位销、取出产品。1.2简图和尺寸要求简图是表达产品形状、大小和特征的图样，设计师可以从简图中所需要的检具零件的大概位置关系，如图1。为了防止技术参数泄露，委托方一般不会提供*福建水利电力职业
7、技术学院教科研课题（YJKJ2101C）作者简介：罗华翔（1988），男，技师，主要从事汽车类专业实践指导工作和汽车夹具检具设计。25WOODWORKING MACHINERY工艺与装备Technology and EquipmentA3J1J1A2CA4W1BA1J1ELL图图1 1简图简图零件完整的2D图纸，但是会提供详细的尺寸要求，本文设计尺寸要求如表1所示。结合简图和尺寸要求，可以整理出以下几个关键设计要求：1）结合3D数模，基准面采用平面支撑块定位，U型压紧块夹紧固定。式样书中有4个基准面，属于过定位，需要和委托方确认；表表1 1尺寸要求尺寸要求序号123456定位基准名称基准面基准
8、销基准销检测销轮廓间隙外形检测基准/检测代号A1-A4BCJ1轮廓间隙W1被检产品尺寸及公差3M6461mm被检产品形位公差检具基准/检测尺寸4.5-0.02mm43-0.02mm通端T2.8 mm止端 Z3.8 mm备 注压紧钳圆锥销（插销）圆锥销（插销）圆柱销（插销）通止规检具外形2）基准销采用圆锥销，并且能够自由伸缩；3）式样书要求检测销设计成4.5-0.02mm，根据常用螺纹规格表可以查出，M公制直螺纹M6的最小内径是5.4 mm（保留一位有效数字），结合形位公差，最终可以确定检测销的大小应该是4.4+0.010mm。此处需要和委托方确认，采取何种尺寸进行检测；4）46的轮廓间隙根据表
9、格采用通端为2.8mm，止端为 3.8 mm 的通止规检测，结合产品形位公差；5）公差为1 mm的外形检测点W1，采用1 mm的面差规进行检测。2检具设计方案确定各种尺寸后使用3D制图软件打开产品的数模，采用UG4.0进行设计。2.1定位结构设计1）如图2所示，A2、A4基准面结构简单。检测人员在检测产品时，只需要把产品放到支撑块上，压紧夹钳即可完成该结构的定位。支撑块采用简单的T型块，由于支撑块在检具中多次使用，必须保证耐用性，所以支撑块的材料使用45#钢并做镀镍处理。此处定位只有高度要求，所以，在使用三坐标测量的时候只要做Z轴方向的检测，X轴、Y轴可以不做检测，出图需要标明，否则将造成不必
10、要的检测工时浪费。由于A2、A4基准面是规律的平面，所以，压块采用标准的橡胶压块，即在M5螺栓的螺栓头包裹橡胶，该压块可以进行长度调整，在调整检具的时候可以做到随调随用，操作简单且方便。2）A1、A3以及两个定位销根据要求设计如图123456图图2 2定位结构一定位结构一1.底座；2.夹钳；3.压板；4.压块；5.产品；6.支撑块26木工机床2023No.2Technology and Equipment工艺与装备3，同 A2、A4基准面处结构，检测人员在检测产品时，只需要把产品放到支撑块上，并把定位孔放入定位销内，压紧夹钳即可完成该结构的定位。12345678图图3 3定位结构二剖面图定位结
11、构二剖面图1.底座；2.夹钳；3.压块；4.产品；5.定位销；6.衬套；7.回位弹簧；8.支撑块基准销、基准面：根据要求，定位销 B 设计成10+0.010mm锥度为20的圆锥销，定位销C设计成8+0.010mm锥度为 20的圆锥销，将它们放置于支撑块内部，通过衬套限制销的活动范围，同时衬套起到滑动的作用，最后，在圆锥销底部配置弹簧，使得圆锥销突出，起到定位作用，定位销尺寸如图4。衬套采用非标尺寸，其中，定位 B 处衬套长度为20 mm，外径为160-0.01mm，内径为12+0.010mm，定位C处衬套，长度为25 mm，外径为140-0.01mm，内径为10+0.010mm。在加工过程中，
12、衬套和支撑块必须采用紧配加工，衬套和定位销采用滑配加工。图图4 4定位销尺寸定位销尺寸压块：压块在压紧产品同时，为了避开定位销的位置，必须在压块上开个槽，同时，为了避免与产品干涉，压块必须拉高，具体如图5。夹钳采用手动翻转夹钳 CH-102-B，属于标准件，设计结构完成后，综合各零件尺寸，可以确定底板与产品基准面的距离为70 mm。F#Q0F图图5 5定位结构二轴测图定位结构二轴测图由于检具属于精密设备，做完三坐标测量以及调整后，定位结构和检测结构不能移动或者拆装，否则将造成尺寸偏差，需要进行重新测量，浪费工时费用。定位销属于易耗品，在不拆卸结构的同时，必须考虑随时更换，所以在设计底板的时候，
13、需要在支撑块底部开个 M20 螺丝孔，并配备 M20 螺栓，能够即开即换。2.2检测结构设计2.2.1螺母孔检测产品中有三个M6螺母孔需要检测。根据式样书内容，三个螺母孔属于单独尺寸，不存在相互位置关系，所以检测结构可以设计成三个类似结构，如图6。检测人员在使用定位结构定位好产品后，只需要提起手柄到上止点，若定位销能够通过螺母孔则产品合格，反之，不合格。由于底板和产品距离有限，在手柄处于下止点位置的时候，检测销底部与检具底板会产生干涉，因此，在设计底板的时候需要在检测销下端开个避让孔。通过式样书可知，定位销的检测尺寸存在疑义，但 是 根 据 设 计 经 验，可 将 其 暂 时 设 计 成4.4
14、+0.010mm，在提交完整方案后，待委托方责任人审图后，再确定最后尺寸。2.2.2轮廓检测和外形检测由于轮廓检测和外形检测位置接近，本方案采用一个检测块同时检测两个点。使用UG曲面偏移功能，将产品轮廓检测面偏移3 mm，所生成的面即27WOODWORKING MACHINERY工艺与装备Technology and Equipment2312FA+7654图图6 6螺母孔检测结构螺母孔检测结构1.下止点；2.衬套；3.上止点；4.底座；5.手柄；6.检测销；7.产品是检测块的轮廓检测面，将需要检测的外形延伸，生成的面即是外形检测面，通过修剪等功能将轮廓检测面和外形检测面合并生产一个检测块。检
15、测人员使用通端为2.8+0.020mm、止端为3.800-0.02mm的通止规检测轮廓间隙，检测过程中通端能够通过间隙，止端不能够通过间隙，则轮廓间隙检测合格；反之，则不合格。使用1 mm的面差规检测外形，使用方法同通止规。E#ELL#图图7 7轮廓间隙和外形检测结构轮廓间隙和外形检测结构2.2.3方案优化检具的定位结构和检测结构设计完成后，检具的大小以及外形设计基本完成。接着需要为检具摆放上1：1尺寸的配件，用于确定底板大小。配件包括：用于检测产品的通止规和面差规、用于三坐标检测的三个基准块以及基准块保护套、用于提放检具的把手、用于分类检具的检具铭牌和检具坐标牌以及用于支撑检具的4个脚垫。摆
16、放好各种配件后，确定本套检具的底板尺寸为350450 mm，最后在底板打上用于固定零件的孔，需要精准定位的定位块或者检测块的销孔只需打个小引导孔，待检具做完三坐标测量后再打通并安装定位销。BCM安装支架焊合检具的初步设计方案如图8。54321678图图8 8初步设计方案初步设计方案1.面差规；2.坐标牌；3.基准保护套；4.通止规；5.把手；6.检具铭牌；7.底板；8.脚垫（位于下方）3结语本文BCM安装支架焊合检具的设计方案同委托方的式样书要求比较，存在几处疑义，待委托方明确答复后，设计师就可以确定最终方案并下图加工。检具式样书在理论上确定了产品各个关键的定位点和检测点，保证设计师能够在设计中能够准确地把握检具的设计重点。检具式样书对检具设计具有重要的指导意义，既提高检具的设计合理性和缩短检具的调试周期，同时提升产品精度的稳定性。参考文献：1 李新勇，赵志平.机械制造检测技术手册M.北京：机械工业出版社，2012.2 孙志亮，一种汽车尾门与后保险杠间隙面差优化方案的工装设计研究J.汽车实用技术，2015（05）：44-46+51.3 陶永亮.汽车灯具塑件检具设计制造技术分析J.塑料制
