檢具設(shè)計(jì) 輪廓和檢測方法

常規(guī)檢測工具依靠檢測部分（包括檢測輪廓和通過-停止規(guī)則）是否與被測元素的邊緣接觸來判斷被測元素是否合格，并且由于輪廓僅控制表面特性，在許多案例 這使得使用量具檢測輪廓成為可能。我們今天討論三種情況。

1. 個(gè)人資料沒有參考

讓我們先看看下面沒有參考的輪廓，看看它的量具是如何設(shè)計(jì)的。

圖1

圖1左圖為鈑金件，圓弧部分由沒有參考的輪廓定義，圖1右側(cè)的剖面線為輪廓的公差帶。輪廓表達(dá)的要求是，只要實(shí)際零件的表面輪廓能夠落在R29.5和R30.5的圓弧之間的區(qū)域內(nèi)，零件表面的輪廓就是合格的.

有同事問我，在有限的條件下，不能用CMM檢查輪廓，可以直接測輪廓半徑嗎，只要圓弧半徑在29.5和30.之間@>5 中間，部分合格？先不討論圓弧的圓度是否符合要求（這里輪廓的概念和圓柱度的概念是一樣的），就半徑而言，這種操作方法也是不對的檢具設(shè)計(jì)，因?yàn)榘霃綖?< @9.5和30.5之間的區(qū)域，可以有半徑小于29.5，或大于30.5的圓弧，如圖下圖：

圖2

如圖2，圓弧b的半徑必須大于R30.5，圓弧a的半徑必須小于29.5，但都可以落在輪廓公差范圍內(nèi)zone 范圍內(nèi)，滿足圖紙要求。

根據(jù)圖1中的公差帶，我們可以制作一個(gè)仿形檢查工具，然后用擋規(guī)進(jìn)行檢查。此仿形檢查工具必須制作成公差帶的外邊界，即半徑為R30.5的圓弧，如下圖所示：

圖 3

如圖3，藍(lán)色為檢具部分，圓弧半徑為30.5。理論上，當(dāng)實(shí)際零件輪廓和檢具的理想輪廓的最大值最小時(shí)，如果實(shí)際輪廓中任意一點(diǎn)與檢具輪廓的距離大于1，則該零件為不合格，否則小于1則合格。

在我們的實(shí)際操作中，我們拿實(shí)際零件檢查夾具的輪廓，然后自由擺動(dòng)零件。只要我們能找到一個(gè)位置，使直徑為1的止動(dòng)規(guī)不能插入被測輪廓上的任何位置，那么該零件就是合格的。

當(dāng)然，這種檢測方法更適用于壁較薄的零件。和所有停止規(guī)則一樣，有一個(gè)缺點(diǎn)，就是停止規(guī)則不能超出容差，就不能被檢測到。

2. 參考資料（人民幣）

讓我們來看看下面的圖片：

圖 4

基于與之前相同的邏輯，我們只考慮公差帶的邊界。在實(shí)際操作過程中，為了保證擋規(guī)的強(qiáng)度，我們一般采用將理論輪廓偏離材料3mm形成的輪廓作為擋規(guī)上的檢測輪廓。

從公差帶的分布可以看出，公差帶是理論輪廓內(nèi)外偏差0.15所形成的區(qū)域。另外，因?yàn)榱烤咻喞c理論輪廓的距離為3，所以量具檢測輪廓與公差帶在外（邊界的距離為3-0.15=2.85。有在2.85的區(qū)間內(nèi)應(yīng)該沒有材料，所以使用2.85規(guī)則的pass。以及檢測工具的檢測輪廓與內(nèi)部（材料內(nèi)）邊界之間的距離公差帶是3+0.15=3.15，在這個(gè)區(qū)間3.15，肯定有材料，所以用3.15來檢查規(guī)則。如圖以下：

圖5

檢具由定位部分和檢測部分組成。因?yàn)檫@里的B基準(zhǔn)和C基準(zhǔn)用的是RMB，所以B基準(zhǔn)的定位孔要用錐孔配合彈簧，作為C基準(zhǔn)的兩個(gè)定位銷用兩個(gè)錐銷配合彈簧。安裝該零件時(shí)，到達(dá)檢具后，零件的6個(gè)自由度全部受到限制。壓緊零件后的操作方法是用2.85通規(guī)將其放入被測零件輪廓與檢具檢測輪廓之間的凹槽內(nèi)，刮一圈。如果能夠順利刮削檢具設(shè)計(jì)，則說明該零件的實(shí)際輪廓沒有超出公差帶的外邊界（不要太大）。同理，使用3.的限位尺 15刮一圈凹槽，擋規(guī)不能落入凹槽內(nèi)。如果沒有落入凹槽，則說明零件的實(shí)際輪廓沒有超出公差帶的內(nèi)邊界（不能太?。?。

綜合通過和止動(dòng)規(guī)的測量結(jié)果，如果通過和止動(dòng)規(guī)滿足，則零件的輪廓為合格。

3. 帶 M 圓 (MMB) 的輪廓標(biāo)準(zhǔn)

如果參考有一個(gè)M圈，對于檢具設(shè)計(jì)工程師來說就容易多了，因?yàn)榭梢詫⑾鄳?yīng)的定位特征做成固定大小。見下文：

圖 6

見圖6，因?yàn)閰⒖糃是帶M圈的，所以量規(guī)上對應(yīng)的定位銷（實(shí)際參考模擬體）是一個(gè)固定值。多少錢？我在上一篇文章中已經(jīng)討論過了。在ABC基準(zhǔn)系統(tǒng)中，基準(zhǔn)C帶M圈的基準(zhǔn)模擬體（即量具上對應(yīng)的定位銷）的尺寸是其前面基準(zhǔn)（AB）的最大實(shí)際效果。尺寸（MMVB），從對應(yīng)位置要求的孔徑12.8，可以得到MMVB=12.8-0.06-0.1=1< @2.64，即C對應(yīng)的定位銷直徑為12.64。檢具設(shè)計(jì)如下圖：

圖 7

檢具上的檢測輪廓為垂直于A、B的平面，與C（定位銷軸）的距離為24.8，一般規(guī)則尺寸為3-0. 2=2.8，停止規(guī)則的大小為3+0.2=3.2。

圖 8

在用檢具進(jìn)行檢測的過程中，零件必須先與基準(zhǔn)面A完全貼合，然后去B，通過定位銷A，最后使用合格擋規(guī)。

需要注意的是檢測方法，因?yàn)閰⒖荚蛥⒖寄M體之間存在間隙，即12.64的定位銷與1<@的實(shí)際孔之間存在間隙2.8，則該部件被檢查左右移動(dòng)的自由不受限制（或在一定范圍內(nèi)不受限制），這種移動(dòng)是完全合法的。這很可能會(huì)導(dǎo)致我們的通用規(guī)則失效，或者阻止規(guī)則發(fā)生，那么我們應(yīng)該如何處理呢？

這里我們先討論benchmark加M圈的游戲規(guī)則。我們說基準(zhǔn)面加M圈的意思是，如果基準(zhǔn)元（實(shí)際基準(zhǔn)孔的尺寸）離MMB很遠(yuǎn)，我們的被測元素可能會(huì)得到額外的補(bǔ)償，也就是零件的實(shí)際被測元素可以超過公差框中的值。

讓我們進(jìn)一步了解基準(zhǔn)加M圈的性質(zhì)。當(dāng)基準(zhǔn)孔做大時(shí)，我們允許被測元素超出公差范圍。根本原因是我們可以確保同時(shí)不違反基準(zhǔn) MMB 空間。零件的測量元素被“拉”到公差帶中。而這個(gè)“拉”的過程反映了實(shí)際裝配中允許的情況。（如果定位銷和夾具上的定位孔之間有間隙，我們可以利用這個(gè)間隙）

圖9

如圖 9 所示，當(dāng)實(shí)際參考孔 C 最大化時(shí)，我們實(shí)際測量的輪廓可以遠(yuǎn)離 21.8，即使在綠色容差區(qū)域內(nèi)或藍(lán)色容差區(qū)域內(nèi)，它也是遠(yuǎn)處的粉紅色區(qū)域應(yīng)該是，但也有可能都是合格的。因?yàn)樵跈z測過程中，我們可以左右移動(dòng)零件（在定位銷和參考孔之間的間隙內(nèi)），并強(qiáng)制將實(shí)際被測元素“拉”到粉紅色公差帶中。

那么回到我們的實(shí)際操作中，當(dāng)這樣的零件放在檢具上時(shí)，我們可以在定位銷和基準(zhǔn)孔之間的間隙內(nèi)任意移動(dòng)零件，同時(shí)保證A貼緊，B貼緊。只要我們能找到一個(gè)位置讓被測輪廓通過和停止，輪廓就是合格的！

當(dāng)然，這對我們的檢驗(yàn)人員提出了要求，需要耐心細(xì)致地調(diào)整零件和檢驗(yàn)工具的位置關(guān)系，確保不發(fā)生誤判。

需要指出的是，它不適用于測量型檢測工具（例如，如果您打算使用間隙尺測量實(shí)際輪廓值）。在運(yùn)動(dòng)部件的過程中，如果間隙尺測得的最大間隙小于3.4，則只能說明型材合格，該值不能用于SPC控制。因?yàn)樗皇菍?shí)際輪廓的真實(shí)值（實(shí)際輪廓的值是C做成錐形銷時(shí)測得的值）。

概括：

本文簡單介紹如何使用量具檢測輪廓。對于沒有參考的輪廓，使用最大的MMC輪廓（即檢具檢測輪廓做成公差帶的外邊界）和實(shí)際輪廓，然后用量規(guī)檢測，只要能找到一個(gè)位置，使實(shí)際零件輪廓是每個(gè)停止規(guī)則的所有零件都可以停止，并且輪廓合格。如果是帶參考的輪廓，則直接用通斷規(guī)進(jìn)行測試。但是如果參考帶有一個(gè) M 圈，這意味著我們允許零件在檢測工具上的小范圍內(nèi)移動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，只要我們能找到一個(gè)位置，保證被測輪廓的每一點(diǎn)都滿足通過，就不會(huì) 輪廓是合格的。