SGM檢具設(shè)計(jì)及制造

1、SGM檢具設(shè)計(jì)及制造檢具設(shè)計(jì)及制造 2004年年6月月1. 設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)概念SGM檢具設(shè)計(jì)及制造檢具設(shè)計(jì)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(guò)程能力控制的統(tǒng)計(jì)過(guò)程能力控制的統(tǒng)計(jì)(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(gè)標(biāo)準(zhǔn)化公差的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化公差的方法，它定義了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求和制造能力。方法，它定義了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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

2、尺寸的尺寸的“起始點(diǎn)起始點(diǎn)”、關(guān)鍵特性點(diǎn)、關(guān)鍵特性點(diǎn)(KPC)以及公差特以及公差特性都會(huì)在幾何尺寸和公差圖紙性都會(huì)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(diǎn)或更多的點(diǎn)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(diǎn)或更多的點(diǎn)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

3、三基準(zhǔn)的順序：選擇第二及第三基準(zhǔn)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(gè)個(gè)2方位銷作為槽孔定位，且方位銷作為槽孔定位，且2個(gè)平行的槽孔必須與第二基準(zhǔn)個(gè)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(gè)點(diǎn)（面）必須在第三基準(zhǔn)平面。個(gè)點(diǎn)（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(diǎn)（面）在型面或周邊上。點(diǎn)（面）在型面或周邊上。 選擇選擇2個(gè)點(diǎn)（面）在第二基準(zhǔn)平面，另有個(gè)點(diǎn)（面）在第二基準(zhǔn)平面，另有1點(diǎn)（面）

4、在第三基準(zhǔn)平面。點(diǎn)（面）在第三基準(zhǔn)平面。(3). 檢具材料的選擇檢具材料的選擇檢具在使用過(guò)程中的耐久性要求檢具在使用過(guò)程中的耐久性要求制造的方法制造的方法檢驗(yàn)表面的形狀和區(qū)域檢驗(yàn)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(guò)程能力控制的統(tǒng)計(jì)過(guò)程能力控制的統(tǒng)計(jì)(SPC) 在在檢具上采集的有效的定量數(shù)據(jù)，可以用來(lái)控制零檢具上采集的有效的定量數(shù)據(jù)，可以用來(lái)控制零件的尺寸及分析制造的過(guò)程。件的尺寸及分析制造的過(guò)程。對(duì)于對(duì)于GD&T上的關(guān)鍵特性點(diǎn)上的關(guān)鍵特性點(diǎn)( (KPC) )，要特別注意，要特別注意，在具備測(cè)量過(guò)程能力參數(shù)的同時(shí)，在檢具上一定要在具備測(cè)量過(guò)程能力參數(shù)的同時(shí)，在

5、檢具上一定要保證保證SPC的數(shù)據(jù)采集的可行性、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(guò)程的控制。完善和維護(hù)過(guò)程的控制。2. 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(1). 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 應(yīng)具有足夠的測(cè)量精度應(yīng)具有足夠的測(cè)量精度 應(yīng)具有足夠的測(cè)量效率應(yīng)具有足夠的測(cè)量效率 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)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(cè)量裝置測(cè)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(jì)的正確性及測(cè)量精度的保證，在很檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性及測(cè)量精度的保證，在很大程度上取決于測(cè)量基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)銷的正確選擇。大程度上取決于測(cè)量基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)銷

6、的正確選擇。定位裝置的作業(yè)，就是使被測(cè)零件的測(cè)量基準(zhǔn)面、定位裝置的作業(yè)，就是使被測(cè)零件的測(cè)量基準(zhǔn)面、孔與測(cè)量裝置保持一定的相對(duì)位置，從而保證測(cè)孔與測(cè)量裝置保持一定的相對(duì)位置，從而保證測(cè)量的合理與穩(wěn)定。量的合理與穩(wěn)定。 a. 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(cè)銷的材料：定位銷、檢測(cè)銷的材料：由于定位銷、檢測(cè)銷在使用過(guò)程中經(jīng)常與被測(cè)零件接觸，由于定位銷、檢測(cè)銷在使用過(guò)程中經(jīng)常與被測(cè)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

7、合金工具鋼：9SiCr，CrWMn ， GCr15（滾動(dòng)軸承鋼）（滾動(dòng)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(cè)零件定位的可靠性，它應(yīng)夾緊裝置的作用是保證被測(cè)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(chǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置。場(chǎng)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(shí)，可以運(yùn)用夾緊裝置，使零件與基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)面

8、上時(shí)，可以運(yùn)用夾緊裝置，使零件與基準(zhǔn)面貼合。另外夾緊裝置應(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?shī)A緊裝置的夾頭應(yīng)該與變形控制到最小限度內(nèi)，所以?shī)A緊裝置的夾頭應(yīng)該與基準(zhǔn)面垂直?；鶞?zhǔn)面垂直。測(cè)量裝置測(cè)量裝置測(cè)量裝置是檢具中的重要組成部分。測(cè)量裝置的精度、測(cè)量裝置是檢具中的重要組成部分。測(cè)量裝置的精度、測(cè)量點(diǎn)位置的選擇，都會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的可靠性。測(cè)量點(diǎn)位置的選擇，都會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的可靠性。測(cè)量裝置是用以指示被測(cè)參數(shù)實(shí)際數(shù)值或誤差大小的裝測(cè)量裝置是用以指示被測(cè)參數(shù)實(shí)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

9、，可分為定性型和定量型。定性型檢具只能判別零件的尺寸是否合格，它可以使用止通規(guī)、檢驗(yàn)銷、塞片、的尺寸是否合格，它可以使用止通規(guī)、檢驗(yàn)銷、塞片、刻劃線、標(biāo)有公差帶的銷子等，依據(jù)檢具的檢驗(yàn)塊、檢刻劃線、標(biāo)有公差帶的銷子等，依據(jù)檢具的檢驗(yàn)塊、檢驗(yàn)?zāi)０?、支架等，進(jìn)行測(cè)量。而定量型檢具，具有數(shù)值驗(yàn)?zāi)０?、支架等，進(jìn)行測(cè)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(cè)量精度較高，能夠?yàn)楫a(chǎn)品的過(guò)程能力的評(píng)價(jià)等，所以測(cè)量精度較高，能夠?yàn)楫a(chǎn)品的過(guò)程能力的評(píng)價(jià)提供依據(jù)。如果在零件圖紙?zhí)峁┮罁?jù)。如果在零件圖紙( (GD&

10、T) )上，有關(guān)鍵特性點(diǎn)上，有關(guān)鍵特性點(diǎn)( (KPC) )的要求，檢具必須設(shè)計(jì)成定量型的。的要求，檢具必須設(shè)計(jì)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(dòng)裝置和測(cè)量元件的緊輔助裝置包括導(dǎo)向裝置、傳動(dòng)裝置和測(cè)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(duì)檢具的的檢具標(biāo)準(zhǔn)，首先對(duì)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(yùn)用鑄鋁材通常運(yùn)用鑄鋁材料料)、尺寸和加工的精度，應(yīng)經(jīng)過(guò)退火時(shí)效處理，消除、尺寸和加工的精度，應(yīng)經(jīng)過(guò)退火時(shí)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

11、。制造部門必須嚴(yán)格按照檢具設(shè)計(jì)圖紙制造，加工工藝設(shè)制造部門必須嚴(yán)格按照檢具設(shè)計(jì)圖紙制造，加工工藝設(shè)計(jì)和加工必須符合檢具部件的技術(shù)要求，充分實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)和加工必須符合檢具部件的技術(shù)要求，充分實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的構(gòu)思，這是一個(gè)基本原則。在制造過(guò)程中，要考人員的構(gòu)思，這是一個(gè)基本原則。在制造過(guò)程中，要考慮檢驗(yàn)元件的操作、功能的要求，銷與襯套間的配合，慮檢驗(yàn)元件的操作、功能的要求，銷與襯套間的配合，檢驗(yàn)?zāi)０宓姆€(wěn)定性，檢測(cè)區(qū)域的預(yù)留間隙。檢驗(yàn)?zāi)０宓姆€(wěn)定性，檢測(cè)區(qū)域的預(yù)留間隙。4. 檢定檢定 三座標(biāo)三座標(biāo)(CMM)報(bào)告檢測(cè)及尺寸檢測(cè)報(bào)告報(bào)告檢測(cè)及尺寸檢測(cè)報(bào)告 重復(fù)性和再現(xiàn)性重復(fù)性和再現(xiàn)性(R&R)分析報(bào)告

12、分析報(bào)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)報(bào)告檢測(cè)及尺寸檢測(cè)報(bào)告報(bào)告檢測(cè)及尺寸檢測(cè)報(bào)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(jì)圖紙的技術(shù)要求，首先要對(duì)檢具基座的以及檢具設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求，首先要對(duì)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(cè)，并列出實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表和主模型相應(yīng)部位的檢測(cè)，并列出實(shí)測(cè)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(jì)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(jì)算，保證產(chǎn)品在檢具上放置的正確性。然后再

13、對(duì)檢具的檢驗(yàn)孔、型面、輪廓放置的正確性。然后再對(duì)檢具的檢驗(yàn)孔、型面、輪廓面、檢驗(yàn)?zāi)０濉⒘繅K、電子數(shù)據(jù)采集裝置面、檢驗(yàn)?zāi)０?、量塊、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(cè)，同時(shí)對(duì)基準(zhǔn)銷、檢驗(yàn)銷的尺寸檢測(cè)，同時(shí)對(duì)基準(zhǔn)銷、檢驗(yàn)銷的尺寸等也要有檢測(cè)報(bào)告。等也要有檢測(cè)報(bào)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(bào)告分析報(bào)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(cè)量系統(tǒng)可接受。測(cè)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(shí)際可能可接受，取決于實(shí)際 檢具的成本、修復(fù)費(fèi)用等。檢具的成本、修復(fù)費(fèi)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(wèn)題并糾正出問(wèn)