SGM檢具設(shè)計及制造(1)

1、SGM檢具設(shè)計及制造檢具設(shè)計及制造 2004年年6月月1. 設(shè)計概念設(shè)計概念SGM檢具設(shè)計及制造檢具設(shè)計及制造 幾何尺寸和公差圖紙幾何尺寸和公差圖紙(GD&T) 定位基準(zhǔn)的方案定位基準(zhǔn)的方案 檢具材料的選擇檢具材料的選擇 過程能力控制的統(tǒng)計過程能力控制的統(tǒng)計(SPC) (1). 幾何尺寸和公差圖紙幾何尺寸和公差圖紙(GD&T)幾何尺寸和公差圖紙幾何尺寸和公差圖紙(GD&T)是一個標(biāo)準(zhǔn)化公差的是一個標(biāo)準(zhǔn)化公差的方法，它定義了產(chǎn)品的設(shè)計要求和制造能力。方法，它定義了產(chǎn)品的設(shè)計要求和制造能力。產(chǎn)品的規(guī)范、零件的定位基準(zhǔn)，即所有零件參考產(chǎn)品的規(guī)范、零件的定位基準(zhǔn)，即所有零件參考尺寸的尺寸的“起始點起始

2、點”、關(guān)鍵特性點、關(guān)鍵特性點(KPC)以及公差特以及公差特性都會在幾何尺寸和公差圖紙性都會在幾何尺寸和公差圖紙(GD&T)上反映。上反映。 (2). 定位基準(zhǔn)的方案定位基準(zhǔn)的方案3-2-1 原則原則基準(zhǔn)的選擇：基準(zhǔn)的選擇：盡量選取零件重心的方向作為主基準(zhǔn)平面，便于零件穩(wěn)定的放置。盡量選取零件重心的方向作為主基準(zhǔn)平面，便于零件穩(wěn)定的放置。利用利用3點或更多的點作為主基準(zhǔn)平面，在基準(zhǔn)的總數(shù)盡可能少的前提下，點或更多的點作為主基準(zhǔn)平面，在基準(zhǔn)的總數(shù)盡可能少的前提下，保證零件的穩(wěn)定。保證零件的穩(wěn)定。所有主基準(zhǔn)必須具備相同的特性。所有主基準(zhǔn)必須具備相同的特性。選擇第二及第三基準(zhǔn)的順序：選擇第二及第三基準(zhǔn)

3、的順序： 選擇選擇4方位銷作為孔定位，選擇方位銷作為孔定位，選擇2方位銷作為槽孔定位，槽孔的方向方位銷作為槽孔定位，槽孔的方向必須與第二基準(zhǔn)平面平行。必須與第二基準(zhǔn)平面平行。 選擇選擇2個個2方位銷作為槽孔定位，且方位銷作為槽孔定位，且2個平行的槽孔必須與第二基準(zhǔn)個平行的槽孔必須與第二基準(zhǔn)平面平行，另外平面平行，另外1個點（面）必須在第三基準(zhǔn)平面。個點（面）必須在第三基準(zhǔn)平面。 選擇選擇4方位銷作為孔定位，另有方位銷作為孔定位，另有1點（面）在型面或周邊上。點（面）在型面或周邊上。 選擇選擇2個點（面）在第二基準(zhǔn)平面，另有個點（面）在第二基準(zhǔn)平面，另有1點（面）在第三基準(zhǔn)平面。點（面）在第三基

4、準(zhǔn)平面。(3). 檢具材料的選擇檢具材料的選擇檢具在使用過程中的耐久性要求檢具在使用過程中的耐久性要求制造的方法制造的方法檢驗表面的形狀和區(qū)域檢驗表面的形狀和區(qū)域環(huán)境條件環(huán)境條件檢具的重量檢具的重量(4). 過程能力控制的統(tǒng)計過程能力控制的統(tǒng)計(SPC) 在在檢具上采集的有效的定量數(shù)據(jù)，可以用來控制零檢具上采集的有效的定量數(shù)據(jù)，可以用來控制零件的尺寸及分析制造的過程。件的尺寸及分析制造的過程。對于對于GD&T上的關(guān)鍵特性點上的關(guān)鍵特性點( (KPC) )，要特別注意，要特別注意，在具備測量過程能力參數(shù)的同時，在檢具上一定要在具備測量過程能力參數(shù)的同時，在檢具上一定要保證保證SPC的數(shù)據(jù)采集的可

5、行性、正確性及穩(wěn)定性，的數(shù)據(jù)采集的可行性、正確性及穩(wěn)定性，完善和維護(hù)過程的控制。完善和維護(hù)過程的控制。2. 設(shè)計設(shè)計(1). 設(shè)計原則設(shè)計原則 應(yīng)具有足夠的測量精度應(yīng)具有足夠的測量精度 應(yīng)具有足夠的測量效率應(yīng)具有足夠的測量效率 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單 應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性(2). 檢具的組成檢具的組成 定位裝置定位裝置 夾緊裝置夾緊裝置 測量裝置測量裝置 輔助裝置輔助裝置定位裝置定位裝置檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性及測量精度的保證，在很檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性及測量精度的保證，在很大程度上取決于測量基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)銷的正確選擇。大程度上取決于測量基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)銷的正確選擇。定位裝置的作業(yè)，就是使被測零

6、件的測量基準(zhǔn)面、定位裝置的作業(yè)，就是使被測零件的測量基準(zhǔn)面、孔與測量裝置保持一定的相對位置，從而保證測孔與測量裝置保持一定的相對位置，從而保證測量的合理與穩(wěn)定。量的合理與穩(wěn)定。 基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面b.基準(zhǔn)銷基準(zhǔn)銷4-WAY4-WAY2-WAY定位銷、檢測銷的材料：定位銷、檢測銷的材料：由于定位銷、檢測銷在使用過程中經(jīng)常與被測零件接觸，由于定位銷、檢測銷在使用過程中經(jīng)常與被測零件接觸，易受到磨損和碰撞，因此要求具有高硬度易受到磨損和碰撞，因此要求具有高硬度(60-65HRC)，高耐磨性。高耐磨性。碳素工具鋼：碳素工具鋼：T10A， T12A低合金工具鋼：低合金工具鋼：9SiCr，CrWMn ， GCr

7、15（滾動軸承鋼）（滾動軸承鋼）合金滲碳鋼：合金滲碳鋼： 20CrMnTi夾緊裝置夾緊裝置夾緊裝置的作用是保證被測零件定位的可靠性，它應(yīng)夾緊裝置的作用是保證被測零件定位的可靠性，它應(yīng)該以不使定位遭到破壞和零件不產(chǎn)生變形為原則。結(jié)該以不使定位遭到破壞和零件不產(chǎn)生變形為原則。結(jié)構(gòu)要輕巧，便于零件的裝卸，所以要求盡可能采用市構(gòu)要輕巧，便于零件的裝卸，所以要求盡可能采用市場上的標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置。場上的標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置。 考慮到零件在車身上的裝配關(guān)系，當(dāng)零件放置在檢具考慮到零件在車身上的裝配關(guān)系，當(dāng)零件放置在檢具的基準(zhǔn)面上時，可以運用夾緊裝置，使零件與基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)面上時，可以運用夾緊裝置，使零件與基準(zhǔn)面貼合。另

8、外夾緊裝置應(yīng)具有足夠的剛性，需把零件的貼合。另外夾緊裝置應(yīng)具有足夠的剛性，需把零件的變形控制到最小限度內(nèi)，所以夾緊裝置的夾頭應(yīng)該與變形控制到最小限度內(nèi)，所以夾緊裝置的夾頭應(yīng)該與基準(zhǔn)面垂直?；鶞?zhǔn)面垂直。測量裝置測量裝置測量裝置是檢具中的重要組成部分。測量裝置的精度、測量裝置是檢具中的重要組成部分。測量裝置的精度、測量點位置的選擇，都會直接影響測量結(jié)果的可靠性。測量點位置的選擇，都會直接影響測量結(jié)果的可靠性。測量裝置是用以指示被測參數(shù)實際數(shù)值或誤差大小的裝測量裝置是用以指示被測參數(shù)實際數(shù)值或誤差大小的裝置，可分為定性型和定量型。定性型檢具只能判別零件置，可分為定性型和定量型。定性型檢具只能判別零件

9、的尺寸是否合格，它可以使用止通規(guī)、檢驗銷、塞片、的尺寸是否合格，它可以使用止通規(guī)、檢驗銷、塞片、刻劃線、標(biāo)有公差帶的銷子等，依據(jù)檢具的檢驗塊、檢刻劃線、標(biāo)有公差帶的銷子等，依據(jù)檢具的檢驗塊、檢驗?zāi)０濉⒅Ъ艿?，進(jìn)行測量。而定量型檢具，具有數(shù)值驗?zāi)０濉⒅Ъ艿?，進(jìn)行測量。而定量型檢具，具有數(shù)值的反映，如百分表、千分表、電子數(shù)據(jù)采集裝置的反映，如百分表、千分表、電子數(shù)據(jù)采集裝置( (EDC) )等，所以測量精度較高，能夠為產(chǎn)品的過程能力的評價等，所以測量精度較高，能夠為產(chǎn)品的過程能力的評價提供依據(jù)。如果在零件圖紙?zhí)峁┮罁?jù)。如果在零件圖紙( (GD&T) )上，有關(guān)鍵特性點上，有關(guān)鍵特性點( (KPC)

10、 )的要求，檢具必須設(shè)計成定量型的。的要求，檢具必須設(shè)計成定量型的。 b.形面及周邊形面及周邊輔助裝置輔助裝置輔助裝置包括導(dǎo)向裝置、傳動裝置和測量元件的緊輔助裝置包括導(dǎo)向裝置、傳動裝置和測量元件的緊固裝置。固裝置。 3. 制造制造檢具的制造應(yīng)嚴(yán)格按照檢具的制造應(yīng)嚴(yán)格按照SGM的檢具標(biāo)準(zhǔn)，首先對檢具的的檢具標(biāo)準(zhǔn)，首先對檢具的基座進(jìn)行加工，應(yīng)確定其選用的材料基座進(jìn)行加工，應(yīng)確定其選用的材料(通常運用鑄鋁材通常運用鑄鋁材料料)、尺寸和加工的精度，應(yīng)經(jīng)過退火時效處理，消除、尺寸和加工的精度，應(yīng)經(jīng)過退火時效處理，消除金屬材料的內(nèi)應(yīng)力。金屬材料的內(nèi)應(yīng)力。制造部門必須嚴(yán)格按照檢具設(shè)計圖紙制造，加工工藝設(shè)制造

11、部門必須嚴(yán)格按照檢具設(shè)計圖紙制造，加工工藝設(shè)計和加工必須符合檢具部件的技術(shù)要求，充分實現(xiàn)設(shè)計計和加工必須符合檢具部件的技術(shù)要求，充分實現(xiàn)設(shè)計人員的構(gòu)思，這是一個基本原則。在制造過程中，要考人員的構(gòu)思，這是一個基本原則。在制造過程中，要考慮檢驗元件的操作、功能的要求，銷與襯套間的配合，慮檢驗元件的操作、功能的要求，銷與襯套間的配合，檢驗?zāi)０宓姆€(wěn)定性，檢測區(qū)域的預(yù)留間隙。檢驗?zāi)０宓姆€(wěn)定性，檢測區(qū)域的預(yù)留間隙。4. 檢定檢定 三座標(biāo)三座標(biāo)(CMM)報告檢測及尺寸檢測報告報告檢測及尺寸檢測報告 重復(fù)性和再現(xiàn)性重復(fù)性和再現(xiàn)性(R&R)分析報告分析報告 檢具的操作指導(dǎo)書檢具的操作指導(dǎo)書三座標(biāo)三座標(biāo)(CMM

12、)報告檢測及尺寸檢測報告報告檢測及尺寸檢測報告檢具制造完畢后，應(yīng)嚴(yán)格按照檢具制造完畢后，應(yīng)嚴(yán)格按照SGMSGM檢具的公差標(biāo)準(zhǔn)，檢具的公差標(biāo)準(zhǔn)，以及檢具設(shè)計圖紙的技術(shù)要求，首先要對檢具基座的以及檢具設(shè)計圖紙的技術(shù)要求，首先要對檢具基座的平面度、檢具的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)銷進(jìn)行三坐標(biāo)平面度、檢具的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)銷進(jìn)行三坐標(biāo)(CMM)(CMM)檢測，并列出實測數(shù)據(jù)表和主模型相應(yīng)部位的檢測，并列出實測數(shù)據(jù)表和主模型相應(yīng)部位的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)表，進(jìn)行矢量計算，保證產(chǎn)品在檢具上三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)表，進(jìn)行矢量計算，保證產(chǎn)品在檢具上放置的正確性。然后再對檢具的檢驗孔、型面、輪廓放置的正確性。然后再對檢具的檢驗孔、

13、型面、輪廓面、檢驗?zāi)０?、量塊、電子數(shù)據(jù)采集裝置面、檢驗?zāi)０濉⒘繅K、電子數(shù)據(jù)采集裝置(EDC)(EDC)等進(jìn)等進(jìn)行三坐標(biāo)行三坐標(biāo)(CMM)(CMM)檢測，同時對基準(zhǔn)銷、檢驗銷的尺寸檢測，同時對基準(zhǔn)銷、檢驗銷的尺寸等也要有檢測報告。等也要有檢測報告。 重復(fù)性和再現(xiàn)性重復(fù)性和再現(xiàn)性(GAGE R&R)分析報告分析報告 重復(fù)性和再現(xiàn)性重復(fù)性和再現(xiàn)性( (GAGE R&R) )的判別標(biāo)準(zhǔn)如下：的判別標(biāo)準(zhǔn)如下：(1). (1). 誤差誤差10% 10% 測量系統(tǒng)可接受。測量系統(tǒng)可接受。(2). (2). 誤差誤差10%10%，30% 30% 可能可接受，取決于實際可能可接受，取決于實際 檢具的成本、修復(fù)費用等。檢具的成本、修復(fù)費用等。(3). (3). 誤差誤差30% 30% 必須改進(jìn)檢具系統(tǒng)，盡力必須改進(jìn)檢具系統(tǒng)，盡力找找 出問題并糾正出問題