浅谈车架同轴度检具设计及应用
2019-10-23陈希高朋马荣博
陈希,高朋,马荣博
(陕西重型汽车有限公司,陕西 西安 710200)
1 检测现状
车架总成是重型卡车最重要的零部件之一,驾驶室、发动机、变速箱、车桥等都是依托纵梁安装在车架总成中,车架的尺寸精度对其系统的安装精度有着极大的影响。所以对车架总成的左右纵梁孔位同轴度提出检测要求,可进一步提高整车性能。
车架左右纵梁孔位的同轴度是指车架左右纵梁对应孔的位置精度要求,其指标影响发动机总成、悬架系统的安装精度,进而影响最终的整车性能。针对同轴度尺寸的要求,由于前期没有相应的检测工具,需要将车架总成转到外面请专业人员使用便携式三坐标测量仪协助进行检测,首先需将车架放置于固定支架上,然后使用便携式三坐标建立坐标系,依次测量被测孔,最后根据记录的坐标值进行同轴度核算,此方法检测周期长,不适合批量生产的检测。因此需要制作一套简单、实用的检测工具。
2 同轴度检测工具设计
2.1 设计原理
同轴度检测工装设计的目的是为解决左右纵梁同轴度检测不便的问题,能够提供一种简单、实用、易于操作的检测工具。
检具设计原理采用与左、右纵梁被测点固定连接的激光器和激光靶,通过观察激光器光束的着靶点,检测出左、右纵梁的同轴度状况。此方法能有效的使车架总成左、右纵梁的同轴度检测得到实现,且针对不同孔径的检测可通过更换定位销来实现,减少了人力、物力,保证了车架的装配工艺和产品质量。
2.2 定位、检测方案制定
同轴度检测工具采取了以左右纵梁对称孔(孔径为¢15mm)为基准,用同轴定位销的方式定位。检测工具分左右两部分,两个检具需装在左右纵梁腹面,使用两个定位销和车架纵梁孔位配合,磁铁可使检具与纵梁腹面贴实,左右纵梁安装检具孔必须对称。检具与纵梁腹面配合后不允许晃动,保证其表面的粗糙度要求。
将左右检测工具安装在车架两侧并与之贴实后,开启两个激光器,当激光光束穿过激光靶上的小孔,则表示纵梁上对称孔的同轴度符合工艺要求;否则同轴度不符合要求,对纵梁进行返修。
2.3 检具尺寸控制
使用三坐标测量仪测量其平行度和同轴度,将检具平稳放置于三坐标平台上,通过三坐标测量机对其相关尺寸进行检测。
检具尺寸偏差=检具实际测量值-检具理论值
注:根据G3 平台工艺标准要求车架孔同轴度尺寸计算,检具精度要求:
手持激光装置:销子直径(-0.05,0)、销子和车架接触面垂直度±0.1mm、销子间距离±0.1mm、和车架接触面平面度0.2mm。
图1
3 同轴度检具校验工装设计
3.1 设计原理
同轴度测量工具校验工装是保证检具自身精度的工装,需定期对检具进行校验,以保证同轴度检测结果的正确性。
同轴度检具校验工装是通过模仿车架管状横梁总成,首先需保证横梁总成的宽度与车架宽度保持一致,这样校准出的同轴度检具才能准确的反应车架同轴度的要求。其次保证同轴度检具与校验工装接触面需满足一定的粗糙度要求。最后由于车架上基本都是间距50mm 的孔,所以检具校验工装定位孔间距也与之相同,并与车架纵梁孔距公差要求保持一致。在制作的过程中使用三坐标测量仪保证其垂直度、平面度和同轴度的要求。
3.2 工装尺寸控制
在进行同轴度检具校验前,首先得保证同轴度检具校验工装在一个满足要求的平台上,使用三坐标测量仪测量其平行度和同轴度,将其平稳放置于三坐标平台上,通过三坐标测量机对其相关尺寸进行检测。
工艺横梁:各孔直径偏差(0,0.1)、孔距±0.05mm、对应孔的同轴度小于1mm、两端面的平行度小于0.3mm。
图2
4 检具应用
车架同轴度检具由一套系统组成,包括同轴度校验工装和两个同轴度检测工具。
图3
4.1 检具校验
检具在上线使用前需对检具自身进行检测,然后再对车架总成的同轴度进行检测。将检具定位销插入校验工装定位孔,并且与工装贴实,如果两头激光光束能穿过¢3mm 的小孔,则表示检具无误差,可上线检测车架总成。否则就要通过螺栓调整激光线使其穿过小孔。
图4
图5
4.2 检具上线使用
检具在工装上验证合格后方可上线检测,两个检具需安装在左右纵梁腹面配合使用,
检具用两个定位销和车架纵梁孔位配合,检具上磁铁与纵梁腹面贴实,左右纵梁安装检具孔位必须对称。
两个检具在车架左右纵梁上安装完成后(此工作需两个人配合完成),开启激光器,目测观察激光光束是否通过激光靶上的小孔,两个激光器都通过其对面激光靶上的小孔,则说明车架左右纵梁孔的同轴度符合工艺要求。否则说明车架孔位同轴度不符合要求,需调整车架。
5 结语
该检具经过生产现场的实际应用验证,能够完全满足生 产线的实际需求。有如下显著优点:
(1)测量值直观可目测,测量结果准确,可以替代便携式三坐标测量仪进行首件检查,抽样检查。
(2)检具的安装和拆卸方便,操作简单易学,检测时间短。传统的三坐标检测时,需要去专门实验室预约检测,三坐标测量机需要校正、再经过检测及计算,检测耗时,过程繁琐;而该专用检具只需要1 min 抽检方便。
(3)同轴度检测装置定位孔与纵梁孔位匹配,可以在纵梁大多的位置安装满足测量要求。