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1、检具设计及制造(形位公差介绍)1.设计概念设计概念SGM检具设计及制造检具设计及制造 几何尺寸和公差图纸几何尺寸和公差图纸(GD&T)定位基准的方案定位基准的方案 检具材料的选择检具材料的选择 过程能力控制的统计过程能力控制的统计(SPC)(1).几何尺寸和公差图纸几何尺寸和公差图纸(GD&T)几何尺寸和公差图纸几何尺寸和公差图纸(GD&T)是一个标准化公差的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。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，即所有零件参考产品的规范、零件的定位基准，即所有零件参考尺寸的尺寸的“起始点起始点”、关键特性点、关键特性点(K
2、PC)以及公差特以及公差特性都会在几何尺寸和公差图纸性都会在几何尺寸和公差图纸(GD&T)上反映。上反映。(2).定位基准的方案定位基准的方案3-2-1 原则原则基准的选择：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。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，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。保证零件的稳定。所有主基准必须具备相同的特性。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：选择第二及第三基准的顺序：选择选择4方位销作为孔定位，
3、选择方位销作为孔定位，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。须与第二基准平面平行。选择选择2个个2方位销作为槽孔定位，且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个平行的槽孔必须与第二基准平面平行，另外面平行，另外1个点（面）必须在第三基准平面。个点（面）必须在第三基准平面。选择选择4方位销作为孔定位，另有方位销作为孔定位，另有1点（面）在型面或周边上。点（面）在型面或周边上。选择选择2个点（面）在第二基准平面，另有个点（面）在第二基准平面，另有1点（面）在第三基准平面。点（面）在第三基准平面。(3).检具材料的选择检具材料的选择
4、检具在使用过程中的耐久性要求检具在使用过程中的耐久性要求制造的方法制造的方法检验表面的形状和区域检验表面的形状和区域环境条件环境条件检具的重量检具的重量(4).过程能力控制的统计过程能力控制的统计(SPC)在在检具上采集的有效的定量数据，可以用来控制零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。件的尺寸及分析制造的过程。对于对于GD&T上的关键特性点上的关键特性点(KPC)，要特别注意，要特别注意，在具备测量过程能力参数的同时，在检具上一定要在具备测量过程能力参数的同时，在检具上一定要保证保证SPC的数据采集的可行性、正确性及稳定性，的数据采集的可行性、正确性及稳定性，
5、完善和维护过程的控制。完善和维护过程的控制。2.设计设计(1).设计原则设计原则 应具有足够的测量精度应具有足够的测量精度 应具有足够的测量效率应具有足够的测量效率 结构应尽量简单结构应尽量简单 应具有经济性应具有经济性(2).检具的组成检具的组成 定位装置定位装置 夹紧装置夹紧装置 测量装置测量装置 辅助装置辅助装置定位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。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、定位装置的作业，就是使被测零件的测量基准面、孔与
6、测量装置保持一定的相对位置，从而保证测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。量的合理与稳定。a.基准面基准面b.基准销基准销4-WAY4-WAY2-WAY定位销、检测销的材料：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，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易受到磨损和碰撞，因此要求具有高硬度(60-65HRC)，高耐磨性。高耐磨性。碳素工具钢：碳素工具钢：T10A，T12A低合金工具钢：低合金工具钢：9SiCr，CrWMn，GCr15（滚动轴承钢）（滚动轴承钢）合金渗碳钢：合金渗碳钢：20CrMn
7、Ti夹紧装置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。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，需把零件的贴合。另外夹紧装置应具有足够的刚性
8、，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。基准面垂直。测量装置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、的尺寸是否合格，它可以使
9、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。如果在零件图纸提供依据。如果在零件图纸(GD&T)上，有关键特性点上，有关键特性点(KPC)的要求，检具必须设计成定量型的。的要求，检具必须设计成定量型的。b.形面及周边形面及周边辅助
10、装置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辅助装置包括导向装置、传动装置和测量元件的紧固装置。固装置。3.制造制造检具的制造应严格按照检具的制造应严格按照SGM的检具标准，首先对检具的的检具标准，首先对检具的基座进行加工，应确定其选用的材料基座进行加工，应确定其选用的材料(通常运用铸铝材通常运用铸铝材料料)、尺寸和加工的精度，应经过退火时效处理，消除、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。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，充分实现设计计和加工必
11、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，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。检验模板的稳定性，检测区域的预留间隙。4.检定检定 三座标三座标(CMM)报告检测及尺寸检测报告报告检测及尺寸检测报告 重复性和再现性重复性和再现性(R&R)分析报告分析报告 检具的操作指导书检具的操作指导书三座标三座标(CMM)报告检测及尺寸检测报告报告检测及尺寸检测报告检具制造完毕后，应严格按照检具制造完毕后，应严格按照SGM
12、SGM检具的公差标准，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、基准销进行三坐标平面度、检具的基准面、基准孔、基准销进行三坐标(CMM)(CMM)检测，并列出实测数据表和主模型相应部位的检测，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、电子数据采集装置面、检验模板、量块、电子数据采集装置(EDC)(EDC)等
13、进等进行三坐标行三坐标(CMM)(CMM)检测，同时对基准销、检验销的尺寸检测，同时对基准销、检验销的尺寸等也要有检测报告。等也要有检测报告。重复性和再现性重复性和再现性(GAGE R&R)分析报告分析报告 重复性和再现性重复性和再现性(GAGE R&R)的判别标准如下：的判别标准如下：(1).(1).误差误差10%10%测量系统可接受。测量系统可接受。(2).(2).误差误差10%10%，30%30%可能可接受，取决于实际可能可接受，取决于实际 检具的成本、修复费用等。检具的成本、修复费用等。(3).(3).误差误差30%30%必须改进检具系统，尽力必须改进检具系统，尽力找找 出问题并纠正出问题并纠正 。检具的操作指导书检具的操作指导书
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