检具设计及制造(形位公差介绍)

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。a.基准面b.基准销4-WAY4-WAY2-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(GAGER&R)分析报告重复性和再现性(GAGER&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。