检具及设计知识

1、1检具及设计检具及设计2检具概述检具概述 检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。在零件生产检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。在零件生产现场现场, , 通过检具实现对零件的在线检测通过检具实现对零件的在线检测, ,为此需要将零件准确地安装于检具上为此需要将零件准确地安装于检具上, , 然后通过目测然后通过目测, ,或测量表或测量表, ,或卡尺对零件型面或卡尺对零件型面, ,周边进行检查周边进行检查, ,也可以借助检验也可以借助检验销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的联接位置进行目检销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的联接位置进行目检, ,从而从

2、而保证在试生产及起步生产时实现零件质量状态的快速判断。保证在试生产及起步生产时实现零件质量状态的快速判断。在此情况下在此情况下, ,通过目检或测量可以判断通过目检或测量可以判断: : 零件轮廓周边大小和形状区域以及零件轮廓周边大小和形状区域以及相对位置与通过相对位置与通过CAD/CAMCAD/CAM直接加工的检具理论值之间的偏差。对于零件上的某直接加工的检具理论值之间的偏差。对于零件上的某些极其重要的功能性尺寸些极其重要的功能性尺寸, ,还能利用检具进行数值检测。通常不能借助检具还能利用检具进行数值检测。通常不能借助检具直接获得零件基于车身坐标系统精确的坐标值直接获得零件基于车身坐标系统精确的

3、坐标值, , 而是将零件置于检具上通过而是将零件置于检具上通过三坐标测量机测量方才获得。现代检具的结构在设计时同时考虑其可以作为三坐标测量机测量方才获得。现代检具的结构在设计时同时考虑其可以作为测量支架使用。但是当检具的在线检查功能与测量支架功能不能同时满足时测量支架使用。但是当检具的在线检查功能与测量支架功能不能同时满足时, ,应首先满足检具的在线检查功能应首先满足检具的在线检查功能 。 总的来说总的来说:检具就是直接用于检验产品尺寸、形状、位置特性的专用夹具检具就是直接用于检验产品尺寸、形状、位置特性的专用夹具和检测附件的集合。和检测附件的集合。3检具分类检具分类一般地,汽车检具按难易程度

4、分为测量支架,简易检具和完整检具;按使用厂家可分为自制件检具和外协件检具,按零件类别有冲压件织物地毯玻璃塑料件检具等。按定位检测方式可分为: 定位检具、匹配检具4检具相关概念检具相关概念1、结构孔（工艺孔）、结构孔（工艺孔）用于作为产品零件制造数据尺寸转接时的孔。2. 样板样板带被测件型面。用于测量被测件型面的板。厚度一般小于2MM。3. 卡板卡板带被测件型面。用于固定零部件,其厚度大于2MM 的板,有时用于测量型面。4. 通用量具通用量具一般指卡尺,圈尺,铜皮,高度尺,块规,环规,塞尺,千分尺,千分表,刮削平板,角尺,角尺板等常用非特制量具。5. 量规量规用于测量被测件型面和结构的标准结构量

5、具。6. 标准样件标准样件以被测件作为结构要素。其形式相当于零部件（假件）。进行结构尺寸传递、互换、协调。7. GD&T图纸图纸（GEOMETRIC DIMENSION AND TOLERANCE） 几何尺寸和公差要求图8. 定位基准定位基准仅用于产品在检具上的位置基准。9. 重复性和再现性重复性和再现性R&R（Repeatability and Reproducibility） 被测件被重复定位装夹所出现的测量数据误差概率5检具相关概念检具相关概念10、设计基准、设计基准设计基准是设计人员在设计图纸时所确定的基准并以此为基准进行尺寸标注,形状控制。11. 制造工艺基准制造工艺

6、基准制造机准时工艺人员在制造产品时对产品进行分析后以制造方法为依据所确定的基准。12. 测量基准测量基准测量基准是测量（检具）人员按产品和所使用量具的特性所确定的基准。13. 零位块（对零块）零位块（对零块）零位块是设计人员或检验人员设计的零位基准块。主要用校检量具。6检具相关概念检具相关概念14。自由度和约束。自由度和约束在三维空间里任何一个物体都具有六个自由度。即沿三根轴向的平动和绕三根轴的转动。要确定一个物体在此坐标系唯一位置就必须约束所有的自由度。同理任何一个汽车零部件在汽车坐标系中的唯一位置须通过约其6个自由度来实现的。3-2-1法则法则:规定了约束自由度的分布:产品最大投影面积方向

7、用三个固定点约束三个自由度（一个平动和二个转动）产品次大投影面积方向用二个固定点约束二个自由度（一个平动和一个转动）产品最小投影面积方向用一个固定点约束一个自由度（一个平动）7检具结构检具结构检具主要由三部分组成:骨架和底座部分型体部分各类功能件 8检具底板检具底板底板要求:检具的大底板其上表面作为安装和测量的基础平面应无明显的走刀痕迹。日常使用中可承受检具的重量,不变形。上平面应刻100 mm 间隔的坐标线。线深0.5mm 宽0.5mm。大底板作为基准时,上平面应设有测量基准。即设有三个测量基准球或者三个测量基准孔或三个测量基准柱或者三个方向的测量基准平面,并标明坐标方向及坐标原点与汽车坐标

8、原点的相对坐标值。9检具底板检具底板大型检具的底板侧面应装有起吊装置, 底板下应设有铲脚位。即在底板下需留有高度120 mm 宽度800 mm 的空域让铲车铲脚及铲齿能够进入。小型检具应在底板上设有搬运手柄。10检具底板检具底板 底板应具有一定的强度,保证与其他部分的联结。在底板上加工出X、Y、Z、三个方向的基准面,基准面的坐标纸和车身坐标系保持一致。也可通过在底板上加工基准孔来定位。底板的周边尺寸必须大于检具型体周长,其上部平面的多余面积用于放置销子,测量器具等11检具支架检具支架12检具定位布局检具定位布局产品布局:产品按装车位置放置可按90度的增量倍数旋转放置为了便于使用和管理,镜象对称

9、零件、左右件只要外形尺寸允许,尽可能布置在一个底板上13检具定位布局检具定位布局产品定位:按产品图纸给定的信息设计定位装置。销定位的设计采用独立原则。推荐采用弹簧座锥形销结构。孔定位的设计采用定量配作法。所有的定位孔均需加一孔套。面定位的设计要根据产品定位面的形状和结构特点。根据实际情况可适当增加辅助支撑以满足三坐标的测量需要。14检具设计基准检具设计基准汽车坐标系汽车坐标系一般以前保险杠为原始点,从后向前看汽车中心平面分开右为正,有时坐标X写成（L）,Y写成（W）,Z写成（H）15检具设计基准检具设计基准检具坐标系检具坐标系 检具座标系一般采用车身座标系,为方便安装与测量,可将产品旋转,旋转

10、角的增量为- 90 在检具的四周分别设定平面,在上面画上基准线(主基准线),成品检查时作为测定的基准,在高度方面以检具的底面作为基准面(最佳)。 基准面（不得上涂）原则上采用基准块。基准面（不得上涂）原则上采用基准块。 以基座底部四周设定基准块,并以基准块底面作为高度基准,而以另外坐标方向的面作为平面方向测定基准16检具设计基准检具设计基准检具基准检具基准 检具基准,即底座（板）上的基准面或基准孔,它是三坐标测量零件时（它也是检验检具时）找正（车身）坐标系的依据。有必要进一步指出,面的基准有用底板上表面的,有用底板下表面的,有在上表面“堆出”小台阶的（凸起）,还有在上表面“挖下”小台阶的（下沉

11、式）;线的基准有的用底板的长边两端,有的用两个孔心;点的基准（第三个坐标方向）有的用底板的短边,有的用主孔心。17检具基准指示检具基准指示检具坐标系检具坐标系基准指示a.在检具面上按车身坐标值以100mm100mm网络线将坐标线画出并标示坐标值（此坐标线位辅助检查用,不作为精度测量之基准）,但线宽度0.15 mm -0.20 mm,深度0.25（主基准线宽度5.0 mm,深度3.0,度30）应清晰可见。10WLWL1115WL6BLBL5网络坐标线18检具基准指示检具基准指示检具坐标系检具坐标系基准指示b.剪边线孔形状画线时,正规形状线及3mm参考形状线同时画出（孔径小于20mm时的漏水孔不需

12、要画参考线）。对于6以下的孔采用划线方式划中心线（除M5、M6螺母过孔）线条必须清晰、平顺。19检具设计要点检具设计要点检具型面座标网络线为100mmX100mm,刻度宽度0.15 mm 0.20 mm,深度为0.25mm,并注明相应座标代号及座标值。座标网络线位置相对于基准的误差为0.2mm/1000 mm。（3）、基准孔:图纸中有规定的,位置精度不得超过+0.03mm;木明确规定的,位置精度:0.1mm;定位销销径:孔径正尺寸-0.05 mm。（4）、检测孔位置精度:0.15mm。（5）、型面精度:0.15mm。（6）、零面精度:0.10mm。（7）、轮廓精度:0.15mm。（8）、检测样

13、板刀口精度:0.15mm。20检具一般精度检具一般精度检具和测量支架的一般制造精度（公差） 单位mm （1）、检具必须具有相互垂直的表面以此作为测量时的基准:以平面度为7级,垂直度为6级,粗糙度为Ra0.8m。（2）、检具型面座标网络线为100mmX100mm,刻度宽度0.15 mm 0.20 mm,深度为0.25mm,并注明相应座标代号及座标值。座标网络线位置相对于基准的误差为0.2mm/1000 mm。（3）、基准孔:图纸中有规定的,位置精度不得超过+0.03mm;木明确规定的,位置精度:0.1mm;定位销销径:孔径正尺寸-0.05 mm。（4）、检测孔位置精度:0.15mm。（5）、型面

14、精度:0.15mm。（6）、零面精度:0.10mm。（7）、轮廓精度:0.15mm。（8）、检测样板刀口精度:0.15mm。21检具基本要求检具基本要求 检具基本要求:形状面要求:形状面分为检查面（要求精度）,非检查面（不要求精度）及零接触面。检查面（搭接面之公差:0.20mm）3mm间隙有配合组合关系或外观重要面以间隙检查。 被测品检具22检具夹持（定位）检具夹持（定位） 为了增加板件的稳定性,而得到正确的检查结果,使用板件夹持装置,板件固定装置设置于可能发生回弹、扭曲等不良位置或对板件安定性有关位置。9023检具定位销检具定位销单件检具主定位销为锥插销,次定位销为园柱插销,并在检具上标明符

15、号总成检具主定位销为固定式圆柱销,次定位销为固定式棱形销,并在检具上标明符号(主、次定位销及大小)。主定位销次定位销24断面检验断面检验 塑料零件等以自由曲面为主,可直接从零件的3D数模中获取零件表面曲面特征曲线。但应注意的是该模型为内还是外表面,充分考虑料厚因素,这对于检具型体的表面设计尤为重要。 可通过设置检具的检测面来实现对零件的周边和平整度的检测。一般检具型体的表面与工件内表面保持5mm间隙,小型零件可采用3mm间隙,数控加工机床能按照所设计的型面数模加工出5mm或3mm检测面。实际检测时通过检具型面配合专用的量具如止通规,即可测量出工件曲面的偏差。25断面检验断面检验 零件中部有装配

16、要求的型面检测方式采用断面样板。样板采用厚度为 60.5mm 左右的45#钢板或硬质铝板,结构形式为旋转式或插入式;样板与被测零件之间的间隙为3mm。断面样板应尽量布置在型面法向垂直方向,坐标位置宜取整数,不得与定位销、夹紧装置干涉;断面样板支座及底板厚度应10mm,当支座高度15mm 时则应增加料厚,高度在150-300mm 时可通过增加加强筋增强支座刚性,当300mm 时,应在支座下安装支座底板。断面样板在检具上要稳定、无松动,且有安放位置。 断面样板检测零件的外轮廓（用塞规检测间隙）,如下图:26断面检验断面检验 断面检验方法分析优点:基本精度（尺寸）可以测定。（适用于尺寸管理及不良发生

17、时的调查）缺点:针对每个测定值都要用判定基准（公差）进行判定,花费时间单品检具多数情况下,使用此种断面类型。27断面检验断面检验 断面检验方法分析优点:可以简单地进行合格否的判断（仅间隙方向）缺点:基本尺寸无法测量（程度随部品同检具的干涉度而变化）这种断面多用于内、外装检具,不适用于单品检具。28孔的检测孔的检测 为便于测量机测量探针顺利地检测孔经,缺口等,在型面相应部位须加工足够大的自由面,可实现探针进给,后退等编程动作。 具体方法:自由面直径大小: 孔径直经+7 mm; 深度: 从零件下表面向下 8mm 的沉孔。. 检测销直径比对应孔径小0.1mm,检测销与销套配合长度配合直径的2.5 倍

18、且须20mm,检测销与基体需用细钢丝绳连接。一般孔采用刻线的检测方式。10 孔的刻线与孔径相同,10 的孔刻双线,外线与孔径相同、内线与外线单边间隙3mm,如下图所示:29孔的检测孔的检测 安装孔:（用于螺母焊接,螺栓焊接或过孔）采用柱形塞规检测。 一般孔:采用划线检测,直径在16mm以上的孔在3mm的间隙面上划双线内圈涂成红色（如下图所示）,直径在16mm-9mm的孔在3mm的间隙面上按名义尺寸划线,内径涂成红色 ,直径在9mm-5的孔,在1mm面上按名义尺寸划线内径涂成红色,直径在5以下的孔在1 mm面上划十字线,1 mm面涂成红色,划线的宽度和深度均应小于0.1mm。30检具着色检具着色定位面、支撑面 0mm 白色,RAL9010 或材料的本色 划线孔检测面 2mm（1mm） 红色,RAL3000检测面 5mm（3mm）