孔位度綜合檢測(cè)工具設(shè)計(jì)與使用規(guī)范

[摘要] 檢具是指零件加工制造過程中生產(chǎn)線上的專用（尺寸）檢具（簡(jiǎn)稱檢具）。檢具既具有定量功能又具有定性功能（用于非加工件的檢具也具有測(cè)量支撐功能），檢具設(shè)計(jì)檢具設(shè)計(jì)，其測(cè)量功能、定位原理應(yīng)滿足技術(shù)要求圖紙測(cè)量，保證加工制造；測(cè)量評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的一致性。綜合檢具適用于汽車零部件等量產(chǎn)產(chǎn)品，用于更換卡尺、塞規(guī)、CMM（三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)）、游標(biāo)卡尺等量具。操作簡(jiǎn)單，使用方便、省時(shí)、省力、可靠。，檢查效率高。本文設(shè)計(jì)的檢具主要是指用于測(cè)量各加工孔位置的計(jì)數(shù)型（定性功能）綜合檢具。它用于檢查最大實(shí)體所需的測(cè)量元素和（或）參考元素，以確定其實(shí)際輪廓。是否超出相應(yīng)的邊界。它用于檢查最大實(shí)體所需的測(cè)量元素和（或）參考元素，以確定其實(shí)際輪廓。是否超出相應(yīng)的邊界。它用于檢查最大實(shí)體所需的測(cè)量元素和（或）參考元素，以確定其實(shí)際輪廓。是否超出相應(yīng)的邊界。

[關(guān)鍵詞] 孔位設(shè)計(jì)組合檢查工具

1 孔位綜合檢測(cè)工具設(shè)計(jì)

檢具整體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

該檢具是一種組合式檢具，由定位裝置、測(cè)量裝置、夾緊裝置和輔助裝置（包括導(dǎo)向裝置、傳動(dòng)裝置和測(cè)量零件的緊固裝置）組成。量具結(jié)構(gòu)確定后，檢具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定定位裝置、測(cè)量裝置、夾緊裝置、輔助裝置的尺寸。本例中零件參考孔尺寸和加工孔尺寸如圖2所示，加工孔僅列1，其他檢測(cè)銷尺寸計(jì)算方法同本檢測(cè)銷檢測(cè)方法：

本文中的位置公差是將最大物質(zhì)原則同時(shí)應(yīng)用于被測(cè)元素和參考元素的一個(gè)例子。當(dāng)被測(cè)孔與基準(zhǔn)B、基準(zhǔn)C處于最大固態(tài)時(shí)（最大固態(tài)是指實(shí)際單元在給定長(zhǎng)度上的極限尺寸內(nèi)，允許材料量最大的狀態(tài)，稱為最大物理狀態(tài)。）此綜合位置檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)是在模擬被測(cè)零件裝配極限（有效邊界）條件下的標(biāo)準(zhǔn)匹配零件。下面分別介紹定位裝置、檢測(cè)裝置、夾緊裝置、輔助裝置尺寸的計(jì)算方法。

1.1 檢具定位裝置的設(shè)計(jì)

為了明確確定一個(gè)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體的位置，必須使用所有六個(gè)可能的運(yùn)動(dòng)方向來定位它，即3-2-1定位規(guī)則，如圖1側(cè)（平面A）、兩個(gè)銷（直銷定位銷B、菱形定位銷C）限制6個(gè)自由度。兩個(gè)定位銷固定，如圖3所示，定位銷尺寸計(jì)算如下：

1.1.1 定位銷B的定位部分尺寸

DMV=DM-t=(6.09-0.02）-0.05=6.02mm

Tt=TD+t=(0.02+0.02）+0.05=90μm;

TP=4μm；Fp=12μm；WP=4μm；

dBP(B)=DMV

dLP(B)=(dBP(B)+Fp(B))0-TP=(6.02+0.012）0-0.004

=6.0320-0.004mm

dwP(B)=(dBP(B)+Fp(B))-(TP+WP)=(6.02+0.012）-(0.004 +0.004）=6.024mm

1.1.2 定位銷C的定位部分尺寸

DMV=DM-t=(6.09-0.02）-0.10=5.97mm

Tt=TD+t=(0.02+0.02）+0.10=140μm;

TP=5μm；Fp=16μm；WP=5μm；

dBP(C)=DMV

dLP(C)=(dBP(C)+Fp(C))0-TP=(5.97+0.016）0-0.005=5.9860-0.005mm

dwP(C)=(dBP(C)+Fp(C))-(TP+WP)=(5.97+0.016）-(0.005 +0.005）=5.976mm（如圖3）

1.2 確定測(cè)量部分的尺寸

測(cè)量元件的形狀由與被測(cè)孔有效邊界一致的活動(dòng)銷組成。該檢測(cè)工具需要檢測(cè) 12 個(gè)孔位。下面是一個(gè)待測(cè)孔尺寸的計(jì)算。被測(cè)孔尺寸如圖（2））。

Tt=(0.05+0.05）+0.5=0.60mm

DMMC=12-0.05=11.95mm

d1BM=DMMC-t=11.95-0.5=11.45mm

d1LM=(d1BM+FM1）0-TM=(11.45+0.045）0-0.01=11. 4950-0.01mm

d1WM=(d1BM+FM1）-(TM+WM)=(11.45+0.045）-(0.01+0.01）=11.475

1.3 確定導(dǎo)向部分的尺寸

導(dǎo)向部分既是測(cè)量部分又是定位部分。導(dǎo)向部分的基本尺寸由測(cè)量部分的尺寸決定，一般等于測(cè)量部分的最大物理尺寸。導(dǎo)向部分尺寸如下：

DBG=dLMmax=11.495mm

DLG=(DBG+Cmin)+TG0=(11.495+0.005）+0.0060=11.5+0.@ >0060mm

DWG=(DBG+Cmin)+(TG+WG)=(11.495+0.005）+(0.006+ 0.00< @6）

=11.512mm

公式中，DMV——孔的最大物理尺寸

DMMC——孔的最大尺寸

t—中心元素的幾何公差值

dBP、dLP、dwP——基本尺寸、限制尺寸、

磨損極限尺寸

dBM、dLM、dwM——測(cè)量部分的基本尺寸和極限標(biāo)尺

英寸，磨損極限尺寸

DBG、DLG、DWG——導(dǎo)向件的基本尺寸和限位尺

英制磨損極限尺寸

Tt——綜合公差

tP——工作部位的位置公差

TM、TP、TG——測(cè)量件、定位件和導(dǎo)向件的尺寸公差

WM、WP、WG——測(cè)量部分、定位部分和導(dǎo)向部分的最小允許磨損

Cmin——導(dǎo)向部分的最小間隙

FM、FP——測(cè)量站點(diǎn)和定位站點(diǎn)的基礎(chǔ)

主偏差

公式中FM和FP的數(shù)值按GB8069-87表3求出；

TM、TP、TG、WM、WP、WG、Cmin、tP的值按GB8069-87表2求出。

圖4 檢測(cè)銷與導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)及配合尺寸

1.4 夾緊裝置設(shè)計(jì)

圖紙要求：所有形位公差均在參考平面A定位在參考平面上有14個(gè)螺栓孔的條件下進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)螺栓孔的最大夾緊力為2KN。檢具的夾緊力必須滿足圖紙要求，夾緊裝置模擬零件的裝配要求，即定位后用14-M6螺栓夾緊，如圖1：“9.@ > 緊固螺栓（14 個(gè)）"

螺栓扭矩產(chǎn)生的壓縮力計(jì)算：

T=K*F0*d=0.21*2000max（N)*6*10-3m=2.52N·m.（max）

d——螺紋公稱直徑，mm；

F0——預(yù)緊力，N；

K——擰緊扭矩系數(shù)；

K的值根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4章連接與緊固，第1章螺紋與螺紋連接3.3.1螺紋連接緊固扭矩計(jì)算表4-1-60取< @0.21。

1.5 主要技術(shù)要求

作為綜合位置檢查工具，測(cè)量部分和定位部分都有磨損極限。因此，為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，首先要耐磨，其次要有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。因此，各部分的材料選擇和熱處理要求如下：底板為45#鋼，硬度不高檢具設(shè)計(jì)，易切削，具有良好的耐磨性、鑄造性和切削加工性。底板采用HB270-300調(diào)質(zhì)處理，底板綜合力學(xué)性能好；導(dǎo)套、定位銷和檢測(cè)銷材質(zhì)：T8，熱處理：淬火HRC58-62。綜合檢查工具必須經(jīng)過藍(lán)色處理，以防止在使用過程中被腐蝕。

2 綜合定位檢測(cè)工具的使用

本檢具是一種無刻度專用計(jì)數(shù)式檢具，用于零件加工孔位的定性檢驗(yàn)。并且在檢驗(yàn)批次中，需要進(jìn)行隨機(jī)檢驗(yàn)。在操作過程中，零件首先定位，然后夾緊。扭力扳手?jǐn)Q緊力矩2.52N.M(max)，共14次，擰緊順序?yàn)橥庑毕?。依次擰緊。將側(cè)板上的檢測(cè)銷依次插入零件的被測(cè)孔中，順利通過，為合格，否則為不合格。我公司規(guī)定檢查工具應(yīng)定期檢查。綜合檢查工具的檢查周期為6個(gè)月。定位銷的尺寸，

3 結(jié)論

綜合檢具的設(shè)計(jì)依據(jù)來自圖紙，精度可靠，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單，滿足要求加工領(lǐng)域（尤其是批量生產(chǎn)）起著舉足輕重的作用，能更好地參與在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)率。

參考：

[1] 程大賢．連接和緊固。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。小冊(cè)子。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.

[2] 國家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)．位置規(guī)，GB8069-871987-07-14.

[3] 陳玉平，高小康．互換性和測(cè)量技術(shù)，（第二版）。高等教育出版社，2005.7.