副儀表板組件檢具設計

劉琴 劉金強

【關鍵詞】副儀表板組件;檢具;定位設計;檢測設計

【中圖分類號】U463.837 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）09-0046-04

0 引言

副儀表板組件在汽車內飾件中是一個關鍵零件，副儀表板組件安裝位置在主駕駛和副駕駛座位之間，與副儀表板組件有匹配關系的零件較多。副儀表板組件前部裝配在儀表板上，與儀表板中部中間區域有匹配關系;下部裝配在前地板上，與地毯有匹配關系;上部裝有裝飾蓋板、手剎蓋板、后端蓋板、換擋護套等附件，與這些附件之間也有匹配關系。例如，副儀表板組件尺寸不合，裝配后有可能因零件之間匹配間隙、面差不合格而影響感知質量;尺寸超差大有可能出現零件裝配不上的情況。所以，對副儀表板組件尺寸要求特別高。為了快速地測量零件尺寸，需要開發制作副儀表板組件專用檢具。本文主要介紹副儀表板組件檢具設計結構。

1 副儀表板組件定位設計分析

副儀表板組件定位較多，車型不一樣，副儀表板組件設計定位位置也不一樣，但是定位設計的位置基本一致。一般主要有3個區域設計有定位，第一個區域是與儀表板[1]匹配區域安裝點會設計有定位（如圖1所示），第二個區域是副儀表板組件中間位置杯托區域設計有定位（如圖2所示），第三個區域是副儀表板組件兩側面設計有定位（如圖3所示）。大多數定位為孔帶面定位，如采用擰緊銷只能定位短方向，長方向檢測一般會跟客戶溝通取消;擰緊銷上尼龍墊片與產品貼緊時，應保證銷套還有2 mm的深度供擰緊;下面具體介紹各定位設計。

1.1 面定位設計

副儀表板組件安裝面較小，檢具設計時需注意定位面大小的選擇應盡量覆蓋整個安裝面以上，壓緊機構的布置是零件定位穩定可靠的關鍵，尤其需注意壓緊點中心應在定位面的中心上，否則零件容易偏擺，影響檢具的重復性和再現性功能。基準定位面大小設計應大于整個安裝面，目前壓緊方式有5種結構。第一種采用螺紋擰緊的方式，其導向為后導向，此種結構簡單，操作方便，為了預防出現擰緊銷失效的問題，要求擰緊銷上尼龍墊片與產品貼緊時應保證銷套還有2 mm的深度供擰緊。第二種采用螺紋擰緊的方式，其導向為前導向，前導向的結構零件前面會有一個固定支座，此固定支座會影響該區域型面檢測。第三種采用快速夾鉗的方式，快速夾鉗壓在定位銷手柄上，由于手柄有一定長度，因此很難保證壓緊點中心與定位面中心一致。第四種方式是夾鉗壓緊的方式，為了避讓定位銷，夾頭設計成圓環形，圓環形夾頭夾在零件上，當夾緊面較小時無法設計這種夾緊結構，而且制作調整時容易與定位銷干涉。第五種采用彈簧力反向壓緊方式，此種情況存在壓緊力偏小無法夾緊零件的情況。目前，推薦使用比較方便的是第一種方式（如圖4所示），存在的唯一缺點是當孔的兩個方向、尺寸、大小不一樣時，長方向檢測需跟相關區域溝通取消，擰緊銷定位尺寸以短方向尺寸設計。同時，需注意擰緊銷手柄長度，能設計長一點盡量長一點，方便操作。

1.2 孔定位設計

目前，副儀表板組件圖紙都設計了孔定位[2]，由于零件結構不一樣，因此選取孔作為定位的設計也有各種形式。第一種形式：選取4個孔作孔定位設計，2個基準孔控制前后方向和上下方向（F/A&U/D），另外2個基準孔選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第二種形式：選取2個孔作定位設計，2個基準孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第三種形式：選取4個孔作孔定位設計，2個基準孔選擇一個方向做定位控制前后方向（F/A），2個基準孔選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。第四種形式：選取5個孔作孔定位設計，1個基準孔只選擇一個方向做定位控制左右方向（C/C），2個基準孔只選擇一個方向做定位控制前后方向（F/A），2個基準孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）;第五種形式：選取3個孔作孔定位設計，1個基準孔只選擇一個方向做定位控制左右方向（C/C），2個基準孔只選擇一個方向做定位控制上下方向（U/D）。以上所有孔定位設計位置都有面基準點設計，為了取放件方便，所有孔定位都是采用插銷結構（如圖5所示）。

1.3 小基準設計

部分車型副儀表板組件圖紙設計要求小基準檢測，通過統計歷年來副儀表板組件圖紙設計要求，有以下4個區域圖紙設計要求小基準檢測。第一個區域：副儀表板裝飾蓋匹配區域;第二個區域：手剎蓋板匹配區域;第三個區域：副儀表板后端蓋匹配區域;第四個區域：換擋護套匹配區域。副儀表板裝飾蓋匹配區域小基準檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件作基準面，匹配檢測區域完全按副儀表板裝飾蓋模擬設計;手剎蓋板匹配區域小基準檢測，小基準、匹配區域完全模擬對手件設計;副儀表板后端蓋匹配區域小基準檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件作基準面，匹配檢測區域完全按副儀表板后端蓋模擬設計;換擋護套匹配區域小基準檢測，選取孔作定位孔，模擬對手件做基準面，匹配檢測區域完全按換擋護套模擬設計。4處小基準檢測機構定位設計原理基本一致，只是檢測面設計由于對手件形狀不一樣而致使檢測塊形狀不一樣（如圖6所示），M、N1、N2為基準孔定位銷設計結構，L1～L4為基準面定位設計。目前，換擋護套匹配區域小基準檢測只有一個車型有設計檢測，后續考慮到實際裝配過程，沒有必要檢測，經過評審小組同意取消換擋護套匹配區域小基準檢測。統計了上汽通用五菱汽車股份有限公司30個車型，只有8個車型設計有小基準檢測，其余車型均在大基準下檢測，所以今后副儀表板組件圖紙設計小基準檢測要求將會逐步取消，都將會在大基準下檢測相關匹配面。

1.4 銷定位設計

在副儀表板組件銷定位設計中，由于車型不一樣，因此銷結構、數量都會不一樣，主要有圓銷或者類似銷的特征結構。經比對不同車型圖紙發現，圖紙要求不一樣，檢具設計結構也不一樣。目前，圖紙上銷設計要求分為3種。第一種：圖紙設計要求模擬對手件設計;第二種：按圖紙標注尺寸設計;第三種：部分模擬對手件設計，部分按圖紙標注尺寸設計。銷定位對應設計結構主要有以下3種結構：第一種設計成4個方向限位的“口”字結構（如圖7所示），為了方便零件裝配上檢具，整個銷定位機構采取滑移活動結構;第二種設計成2個方向限位的“U”形結構（如圖8所示），由于有兩個方向是完全放開的，所以整個銷定位機構采取固定結構;第三種結構設計成開合機構形式（如圖9所示），為了方便取放件，整個銷定位機構采取翻轉結構。采取什么樣的設計結構，是由圖紙設計要求和零件設計結構決定的。當圖紙要求完全模擬對手件且在所有的銷結構中心軸平行的情況下，選取第一種設計結構。當圖紙要求銷定位只需2個方向時，選取第二種設計結構。當圖紙要求銷定位模擬對手件但是所有的銷結構中心軸存在角度的情況下，選取第三種設計結構。

2 副儀表板組件檢測設計分析

與副儀表板組件有匹配關系的零件主要有副儀表板左/右裝飾蓋、儀表板、手剎蓋板、儀表板后端板、駐車制動操縱總成、地毯總成。下面分別介紹匹配位置檢測結構設計。

2.1 與副儀表板左/右裝飾蓋匹配區域檢測設計

與裝飾蓋匹配區域設計檢測結構有4種：第一種采用小基準檢測，在前面講述小基準時已論述;第二種采用拆卸結構檢測，拆裝操作比較復雜，相對檢測精度也會差一些，而且需要專用存放位置，所以目前采用此種結構設計較少;第三種采用翻轉機構檢測，檢測操作方便，是目前采用最多的結構;第四種是采用滑移機構檢測，使用此種結構的車型比使用翻轉結構的稍微少一點，滑移機構相對來說底板寬度要比翻轉機構要寬，同時滑移機構容易出現卡滯等問題，對檢具日常維護要求高，設計滑移機構時要注意滑移機構定位銷要在中心位置，以免影響定位精度。檢測位置要求間隙、齊平都需要檢測，一般檢測塊結構設計要求與匹配對手件一致，但是受零件結構尺寸的限制，匹配間隙位置會轉化為齊平檢測，匹配齊平位置會轉化為間隙檢測。

2.2 與儀表板匹配區域檢測設計

與儀表板匹配區域設計檢測結構有滑移和翻轉機構兩種，基本結構與裝飾蓋類似，檢測塊設計位置與對手件保持一致。

2.3 與手剎蓋板匹配區域檢測設計

與手剎蓋板匹配區域圖紙上要求目前有2種形式，第一種在小基準下檢測，模擬對手件檢測;第二種在大基準下檢測，檢測塊設計成“齊平+間隙”檢測。手剎蓋板匹配區域是一個長方形結構，為了不影響檢測時裝配零件，這一區域設計成可拆卸塊，使用方式是先裝配好零件，再將可拆卸塊裝配上檢測此區域面輪廓度。

2.4 與儀表板后端板匹配區域檢測設計

與儀表板后端板匹配區域圖紙上要求目前有3種形式：第一種儀表板后端蓋板與副儀表板本體裝配后相互之間的匹配要求，此種要求檢具上不做檢測結構;第二種在小基準下檢測，模擬對手件檢測，按對手件安裝點、匹配面設計檢測塊;第三種在大基準下檢測，檢測機構使用滑移機構/翻轉機構檢測，當滑移機構設計在零件后面時，檢具底板要加長，當滑移機構設計在零件側面時，檢具底板要加寬。以上選擇哪種檢測結構，需根據圖紙要求、零件結構確定。當零件結構簡單時，檢測結構選擇單一翻轉結構即可滿足檢測要求;當零件結構復雜時，檢測結構選擇滑移加翻轉結構方能滿足檢測要求。

2.5 與駐車制動總成匹配區域檢測設計

與駐車制動總成匹配區域圖紙上要求在大基準下檢測，目前檢測結構有2種形式：第一種做成固定檢測塊做間隙檢測，這種情況下零件相對簡單，不影響拆裝零件時選用;第二種設計成可拆卸結構，目前副儀表板組件設計結構越來越復雜，基本上駐車制動位置檢測結構都比較復雜，此處檢測結構都會設計成可拆卸塊做3 mm間隙檢測。

2.6 與地毯匹配區域檢測設計

與地毯匹配區域圖紙上要求在大基準下做切邊檢測，由于檢測位置在零件最下部，所以檢測結構設計成固定檢測塊，檢具結構簡單、不影響零件拆裝。

3 副儀表組件檢具設計案例介紹

副儀表板組件檢具設計問題主要有以下3個方面。一是設計上副儀表板組件零件與檢具干涉，導致零件無法放入檢具。產生此種情況的原因主要是設計工程師設計完成后，未進行干涉檢測導致。二是檢測銷/定位銷手柄長度設計不合理，手柄長度過長與翻轉機構干涉，導致翻轉機構無法正常操作檢測，手柄過短導致操作困難。產生此種情況的原因主要是設計工程師未考慮實際操作情況設計檢測銷/定位銷手柄長度。三是人機工程不合理，檢具高度設計過高，零件最高點到地面高度超出1 200 mm，檢驗員取放/檢測零件不方便;檢具設計高度太低，最低檢測點到地面高度低于600 mm，檢驗員檢測零件需要蹲著操作，不符合人機工程。產生此種情況的原因主要是設計工程師未按檢具設計制造標準設計。

4 結語

本文主要介紹了副儀表板組件檢具的設計和定位的各種設計結構，并介紹了各匹配檢測位置的設計結構。比較了上汽通用五菱汽車股份有限公司目前副儀表板組件檢具的設計結構，推薦了比較合適的設計結構。同時，列舉了一些常見的設計案例，分析了案例產生的原因，可為設計工程師們參考，避免同類問題發生。不管是哪種設計結構，首先要滿足圖紙檢測要求，其次要滿足檢具設計制造標準。目前，不同汽車企業檢具設計制造標準會略有差異，因此在設計前要了解清楚客戶要求。隨著技術的進步，副儀表板組件檢具的設計將會逐步推陳出新。

參 考 文 獻

[1]馬長保.儀表板總成檢具設計分析[J].中國機械，2015（9）：89-90.

[2]史貞緒，于建華.探討檢具設計[J].科技與企業，2014（9）：354-355.