检具设计及制造

检具设计及制造

SGM 检具设计及制造 1. 设计概念 SGM 检具设计及制造 几何尺寸和公差图纸 (GD&T) 定位基准的方案 检具材料的选择 过程能力控制的统计 (SPC) (1). 几何尺寸和公差图纸 (GD&T) 几何尺寸和公差图纸 (GD&T) 是一个标准化公差的方法，它定义了产品的设计要求和制造能力。 产品的规范、零件的定位基准，即所有零件参考尺寸的“起始点”、关键特性点 (KPC) 以及公差特性都会在几何尺寸和公差图纸 (GD&T) 上反映。 (2). 定位基准的方案 3-2-1 原则 基准的选择： 尽量选取零件重心的方向作为主基准平面，便于零件稳定的放置。 利用 3 点或更多的点作为主基准平面，在基准的总数尽可能少的前提下，保证零件的稳定。 所有主基准必须具备相同的特性。 选择第二及第三基准的顺序： 选择 4 方位销作为孔定位，选择 2 方位销作为槽孔定位，槽孔的方向必须与第二基准平面平行。 选择 2 个 2 方位销作为槽孔定位，且 2 个平行的槽孔必须与第二基准平面平行，另外 1 个点（面）必须在第三基准平面。 选择 4 方位销作为孔定位，另有 1 点（面）在型面或周边上。 选择 2 个点（面）在第二基准平面，另有 1 点（面）在第三基准平面。 (3). 检具材料的选择 检具在使用过程中的耐久性要求 制造的方法 检验表面的形状和区域 环境条件 检具的重量 (4). 过程能力控制的统计 (SPC) 在 检具上采集的有效的定量数据，可以用来控制零件的尺寸及分析制造的过程。 对于 GD&T 上的关键特性点 ( KPC ) ，要特别注意，在具备测量过程能力参数的同时，在检具上一定要保证 SPC 的数据采集的可行性、正确性及稳定性，完善和维护过程的控制。 2. 设计 (1). 设计原则 应具有足够的测量精度 应具有足够的测量效率 结构应尽量简单 应具有经济性 (2). 检具的组成 定位装置 夹紧装置 测量装置 辅助装置 定位装置 检具结构设计的正确性及测量精度的保证，在很大程度上取决于测量基准面、基准销的正确选择。 定位装置的作业，就是使被测零件的测量基准面、孔与测量装置保持一定的相对位置，从而保证测量的合理与稳定。 基准面 b. 基准销 4-WAY 4-WAY 2-WAY 定位销、检测销的材料： 由于定位销、检测销在使用过程中经常与被测零件接触，易受到磨损和碰撞，因此要求具有高硬度 (60-65HRC) ，高耐磨性。 碳素工具钢： T10A ， T12A 低合金工具钢： 9SiCr ， CrWMn ， GCr15 （滚动轴承钢） 合金渗碳钢： 20CrMnTi 夹紧装置 夹紧装置的作用是保证被测零件定位的可靠性，它应该以不使定位遭到破坏和零件不产生变形为原则。结构要轻巧，便于零件的装卸，所以要求尽可能采用市场上的标准夹紧装置。 考虑到零件在车身上的装配关系，当零件放置在检具的基准面上时，可以运用夹紧装置，使零件与基准面贴合。另外夹紧装置应具有足够的刚性，需把零件的变形控制到最小限度内，所以夹紧装置的夹头应该与基准面垂直。 测量装置 测量装置是检具中的重要组成部分。测量装置的精度、测量点位置的选择，都会直接影响测量结果的可靠性。 测量装置是用以指示被测参数实际数值或误差大小的装置，可分为定性型和定量型。定性型检具只能判别零件的尺寸是否合格，它可以使用止通规、检验销、塞片、刻划线、标有公差带的销子等，依据检具的检验块、检验模板、支架等，进行测量。而定量型检具，具有数值的反映，如百分表、千分表、电子数据采集装置 ( EDC ) 等，所以测量精度较高，能够为产品的过程能力的评价提供依据。如果在零件图纸 ( GD&T ) 上，有关键特性点 ( KPC ) 的要求，检具必须设计成定量型的。 b. 形面及周边 辅助装置 辅助装置包括导向装置、传动装置和测量元件的紧固装置。 3. 制造 检具的制造应严格按照 SGM 的检具标准，首先对检具的基座进行加工，应确定其选用的材料 ( 通常运用铸铝材料 ) 、尺寸和加工的精度，应经过退火时效处理，消除金属材料的内应力。 制造部门必须严格按照检具设计图纸制造，加工工艺设计和加工必须符合检具部件的技术要求，充分实现设计人员的构思，这是一个基本原则。在制造过程中，要考虑检验元件的操作、功能的要求，销与衬套间的配合，检验模板的稳定性，检测区域的预留间隙。 4. 检定 三座标 (CMM) 报告检测及尺寸检测报告 重复性和再现性 (R&R) 分析报告 检具的操作指导书 三座标 (CMM) 报告检测及尺寸检测报告 检具制造完毕后，应严格按照 SGM 检具的公差标准，以及检具设计图纸的技术要求，首先要对检具基座的平面度、检具的基准面、基准孔、基准销进行三坐标 (CMM) 检测，并列出实测数据表和主模型相应部位的三维坐标数据表，进行矢量计算，保证产品在检具上放置的正确性。然后再对检具的检验孔、型面、轮廓面、检验模板、量块、电子数据采集装置 (EDC) 等进行三坐标 (CMM) 检测，同时对基准销、检验销的尺寸等也要有检测报告。 重复性和再现性 (GAGE R&R) 分析报告 重复性和再现性 ( GAGE R&R ) 的判别标准如下： (1). 误差 <10% 测量系统可接受。 (2). 误差 ≥10% ， ≤30% 可能可接受，取决于实际 检具的成本、修复费用等。 (3). 误差 ≥ 30% 必须改进检具系统，尽力找 出问题并纠正 。 检具的操作指导书 5. 维护保养 最后，检具在使用过程中，由于磨损、变形、松动等原因，会导致测量误差增大。所以，必须根据检具本身的结构和使用特点，定出合理的检定周期，并按检定周期对使用过程中的检具进行周期检定。