检测工具基本培训资料.ppt 39页
曹亮，检具基础知识主编 2008-10-10 培训目的一、培训目的：1.通过培训，可以系统地了解检具的基本概念； 2.把 基本概念 应用于新产品开发特定项目的尺寸控制； 3. 增加对检验工具的使用和质量控制方法的了解； ………… 培训大纲一、检具定义； 二、检工具分类； 三、检具函数； 四、测具准确度； 五、检具设计基础知识； 六、测具加工调试基础知识； 七、检具辅助要求； 一、检具的定义（Checking Fixture's definition） 泛指检具是用于产品检验的专用量具的总称。一般用于检验的专用工具，通常称为检验治具（狭义）；具有较高测量精度和一定通用性的检测工具称为测量仪器。例如，专门用于检测轴类零件圆跳动的顶座称为测振仪；对齿轮进行综合检验的检验工具称为综合检验仪。量具包括：1.万能量具、仪表、三坐标测量机（CMM）等； 2.Smooth 极限量规（仅通过量规、塞规）和原型； 3.检测夹具（包括测量支架）； 4.自动或半自动测量仪、检测机等二、测具的类一、根据车身材质：1.树脂类检测工具（我们常用汽巴5166/威狮460）；2.铝制检具；（铸铝ZL107/Duralumin LY12）3.铁制测具；（铸铁HT250/钢45）4.木查具；（硬木） ）5.others（如玻璃钢、蜂窝板等）二、根据不同的款式：1.日韩查具；（本田、丰田、日产也有不同的检具标准）--- ----实用，更能体现加载效果！2.美国检工具；（通用检具标准）-------理论强，一般处于自由状态，对零件要求高！ …… 三、按检具功能分类：1.制程检具（单品检具、半成品检具）；2.***检具；四、按产品类型：1.压件测具；2.注塑件检具；3.检具用于加工零件的夹具； 4.车身装饰及盖板检具； 5.玻璃检具； …… 二、测具分类（续） 树脂检具二、检具分类（续） 铝制检具（检具）二、检具类别（续） 铁检具（门框检具）二、checking分类（续）木制检具（车顶饰件检具）三、Checker是功能性产品的在线检测；通过各种测量方法，提供测量数据，用于确定产品的尺寸和特性。
四、测具的精度一、尺寸精度；尺寸精度：指检具作为量具本身的制造精度。一般检具的制造精度约为产品精度的1/5～1/10。例如：产品的公差为±1mm，那么量具的制造公差±0.1mm～±0.2mm是可以接受的。通常，汽车覆盖件检测仪的精度可以满足±0.3mm以内的要求。 二、稳定性；稳定性：是指量具在一定时间内测量同一零件的单一特性时得到的测量值的总变化量。如图（c）所示。 三、可重复性和再现性；重复性：是指评价员使用同一检验工具多次测量同一零件的相同特性时所得到的测量值的劣化。如图（a）所示。再现性：是指由不同的评价人员使用相同的检测工具测量同一零件的相同特性时的平均值的变化。如图1-2(b)所示。稳定性、重复性和再现性（附图） 重复性和再现性（MSA 分析） 检验工具重复性和再现性的可接受标准，一般经验规则如下： ●%R&R＜10%，可接受； ● 10 % ＜ %R&R＜30%，基于应用的重要性，检测工具的开发成本、维护成本等可能是可以接受的； ●%R&R＞30%，不可接受； （应努力改进检验工具）五、检具设计基础知识（续） A、GD&T（几何尺寸和公差）概念：指描述产品几何尺寸和公差的图纸。
这张图清楚地反映了具体产品的定位标准、被测物品的理论尺寸和公差、KPC（Key Product Characteristic）点、定位参考面的尺寸。它也是检验工具设计的主要依据之一。它涉及基准、尺寸、元素、公差和几何公差等概念。由于公司有组织GD&T培训，这里不再详述。具体培训资料可参考。文件名：GD&T培训.ppt。 B. 测量样架 概念：为了提取和检测产品特征数据（通过三坐标测量机），一般使用根据人体坐标系专门设计制造的测试架。定位基准应符合GD&T图纸要求；同时，它必须包括一个基准平面或基准孔，用于建立测试和测量支架本身的精度。上海大众经常使用。通俗的说就是检测工具的定位和夹紧部分。 五、检具设计基础知识（续）测量样品架示意图：（L-CAR三角窗测量样品架）五、检具设计基础知识（续）G和检具设计的四个原理：▲具有相同 可以实现检具加工和检测的标杆； （包括加工基准和测量基准，可用于后期修正和检具定期检定） ▲具有恒定、准确的定位基准，确保最大的重复性和再现性； ▲制造成本低、耐磨、稳定。 ▲操作方便（包括产品取放和检查、夹具操作、搬运等）**检具设计时，除了以上四个基本原则外，还要考虑能满足产品的分析和工艺质量特性。
例如：产品配合面、密封面、配合面、对位面、孔/槽等，也就是说检测功能符合产品质量控制的要求！ 五、检具设计基础知识（续）五、检具设计基础知识（续） 一、检具设计：检具一般由底座、本体、定位元件、测量元件、夹紧装置。基体形式：硬铝或钢板（通常适用于小规格）、焊接件或铸件（适用于较大规格，必须同时去除焊接应力和铸造应力）、轻质材料（对重量有特殊要求）。在底座上，必须考虑安装垫块、测量标准、起重装置（检具重量超过25Kg）等。 底座上表面应标有网格线和坐标的坐标值应该刻孔。主体是指具有检测轮廓的部件，用于固定定位元件。考虑到材料成本和夹具结构的紧凑轻便，大型检具采用焊接支架和机身结构。对于一些检具，为了加工工艺的方便，也允许底座与本体一体化。定位部件包括：定位贴片块、定位销等，各定位元件应具有较高的精度、耐磨性、强度和刚度。测量元件：检测销、截面模板、测量台架、滑动测量台、EDC装置和辅助测量元件等。最常用的夹紧装置是快速卡盘。当然还有磁力夹紧、气动夹紧等。 五、检具设计基础知识（续） 定位基准设置必须满足六点定位原则： (a) 一侧两个销 (b) 三定位面检具的定位基准一般基于区分主基准（表面基准）和次基准（线参考）和子基准（点参考）。
主数据一般有3个锚点，用A1、A2、A3表示；次要基准面一般是两个锚点，用B1、B2表示；次要基准通常是一个锚点。用 C 表示（如右图所示）。 五、检具设计基础知识（续） ★常用定位方法：1.面（边）定位； 2.内孔定位； 五、检具设计基础知识（续）3.外圆定位； 4.内外螺纹面定位；外圆定位与外螺纹定位类似，如右图所示。内螺纹的表面定位与内孔的定位类似，定位销的直径要根据螺纹的小径计算！ 5.组合基准定位；模拟钣金表面 A 和 B 以及模拟玻璃表面形成一个组合基准。 五、检具设计基础知识（续） 常用的定位部件有支撑销、定位块、定位销、V型块、心轴等，定位元件的材质一般为T8A、T10A等工具钢。当直径较大（>12mm）时，使用20#或20Cr（渗碳硬化至HRC55～65)，45或40Cr（硬化至HRC45～5）0)。定位元件的硬度可确定根据被测参数的精度等级（GB/T1800-1998）：精度为IT9～IT11，硬度为HRC45～50，精度为IT7～IT9，硬度为HRC55～60，精度为IT5～IT7，硬度为HRC60～65。***注：若产品材质为软质材料（如PVC等），可适当降低定位块的材质和硬度！五、检具设计基础知识（续） ★产品夹紧方式：1.快速卡盘夹紧；2.弹性夹紧；3.磁力夹紧；4.气动夹紧；5.其他夹紧（压板，C型夹具夹紧、油缸等）；**无论采用何种夹紧方式，尽量保证夹紧装置夹紧产品可靠，夹紧力合适，定位准确夹具中的产品在夹紧过程中不会损坏产品的外观。
夹紧力的方向尽量垂直于定位面的方向！ 五、检具设计基础知识（续） ★尺寸公差和形位公差的概念： 尺寸公差（简称公差）是指尺寸允许的变化量。等于上偏差和下偏差的代数差的绝对值。例：“φ12±0.02”，φ12为基本尺寸，+0.02为上偏差，-0.02为下偏差，该尺寸公差范围为：|+0. 02-(-0.02）|=0.04，上限尺寸为φ12.02，下限尺寸为φ11.98。形状公差是指形位误差五、检具设计基础知识（续） ★产品检验方法：必须根据产品各种检验要素的要求和检具使用者的检验习惯来设定产品检验方法!例如：千分表检验必须设置KPC点 如果产品公差小于等于0.3mm，则不能用尖角塞尺检验！（因为尖角塞尺的测量误差塞尺是0.1mm)；如果可以使用多种检测方法，那一定是常用的检测方法依赖！每个特征的常用检测方法产品e如下：1.孔位置检测； （销钉检测、刻线目检、交叉销钉等）2.销位置检测； （测试中）孔销、直角检测块、十字滑块+千分表、目测等）3.轮廓面检测； （偏置面+尖尺或卡尺或挡规、切面、模板、千分表等）4.KPC点检测； （直径指示器、EDC等）详见附图：五、检具设计基础知识（续）1.孔位置检测：2.pin位置检测：内孔检测pin形式为和上面的检测针一样！衬套指南。
五、检具设计基础知识（续）3.型面检测：划线检测：切面检测：五、检具设计基础知识（续） 轮廓面/KPC点检测： 五、检具设计基础知识（续） 检测工具的设计步骤：1. 前期消化，明确产品需求。 （非常重要！）消化数据包括：产品图纸、GD&T图纸、检具样式、检验标准、工程A表、工装设计任务、样品、数字模型、对手的数字模型等。需要获取的信息为：定位参考位置和尺寸；检测特性、测量位置和公差大小；产品装配关系和装配要求；产品工艺流程（半成品检具设计一定要懂）； KPC点、对口模拟面等客户特殊要求等。 2.根据产品要求自动检具，确定检具的结构类型和检具底面的放置方式。 （根据用户坐标系确定平行于车身坐标系的三个坐标平面中的哪一个）3.根据客户要求和检验习惯，确定测量方法并形成检具设计概念图，或检具方案地图。 （注意，在开发初期，某些功能可能需要对产品进行全尺寸检查和通电，但在批量生产中不会。检具设计必须考虑）4.结构设计，三维建模。 （注意零件的加工工艺和调试的方便性，特别注意检具本体数控加工的可行性；活动零件的开启状态必须在底板区域内) 5.出总装配图，零件图。 （总装图必须反映定位基准、GD&T图要求的检测特征的检测方法、配合尺寸、总尺寸、零件材质及热处理要求等）五、检具设计basic知识（续）五、检具设计 基础知识（续） 练习1：如果要检测如图所示的φ8.5孔的位置，检测销应该设计什么尺寸和公差? 五、检具设计基础知识（续） 练习2：如果要检测如图所示的2-φ6孔的位置，检测针的尺寸和公差应该设计多大？ 六、Checking 加工调试基础知识 一般检查器的主体和底座需要用NC加工；定位元件、测量元件和夹紧装置通常采用常规加工。
检具零件加工设备要求：加工中心； （主要用于型材和雕刻加工）车床；研磨机（外圆研磨、平面研磨）；铣床；常规加工线切割，电脉冲；钻孔机;铝焊机； （主要用于焊接铝管支架和铁管支架） ***注：焊接支架必须进行去应力处理（退火、振动时效等）；退火前必须对每个型材上的焊接支架进行排气孔，以免在退火过程中由于封闭区域的温度升高而爆裂型材内部的气体！ 六、检查加工和调试的基础知识本体结构的设计需要根据设备的NC加工条件来确定。一般在三轴加工中心加工倒槽面比较困难，一般需要在刀具上找路（用T型刀或万能铣头或用方头二次装夹加工）盒子）;另外，在设计时，要考虑砌块设计 加工制造是通过安装完成的。 六、Checking 加工调试基础知识 检具的检具校准：一般检具需要调试校准；在调试和校准之前，必须建立检具的检测坐标系。调试的目的是调整检具的精度，达到设计要求；例如确定其他定位块或检测块的位置。校准的目的是检查检具的精度。 六、检查加工调试基础知识通用检查工具精度：定位面位置±0.1mm；定位销（孔）位置±0.1mm；形状测量面位置±0.15mm；外轮廓测量面位置±0.2mm；雕刻测量位置±0.2mm；形规和截面模型±0.25mm；测针（孔）位置±0.15mm；打标孔位置度±0.25mm；轮廓标记位置度±0.3mm；测量参考平面平面度0.05/1000mm；参考坐标孔位置±0.05mm； ***说明：1.如客户有特殊要求，按客户要求； 2.high precision 是产品精度的1/5～1/10； 3.CMM 一般要求设计者在测量检具时提供检具图。
六、check 刀具加工调试基础知识........ DIM D21 = LOCATION OF POINT F24 AX NOMINAL +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X822.7300.200 0.200822.789 0.0590.000 是 -669.9120.200 0.200-669.898 0.0140.000 Z1045.2350.200 @2001045.239 0.005 0.000 DIM D22 = 点 F25 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X901.7600.200 0.20090@2010 k54@000 是 -653.8220.200 0.200 -653.820 0.0030.000 Z 1088.7990.200 0.200 168@k 796 -0.0030.000 DIM D23 = LOCATION OF POINT F26 AX NOMINAL +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL 测量点见上图 X998.5720.200 0.200699@k 613 0.041 0.000 是 -633.7700.200 0.200 -633.736 0.034 0.000 Z 1131.8830.200 0.200 @200 1131.904 0.021 0.000 DIM D24 = 点 F27 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X 1085.7620.200 0.8@2090 0.2090@104 @016 0.000 是 -61@k14 3@4020.200 0.200 -619.330 0.072 0.000 Z 1162.9240.200 0.200 1162.971 @k554@0 @000 DIM D25 = 点 F28 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X 1208.1050.200 0.200 1208.112 0.007 0.03@001 0.200 0.200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.3860.200 0.200 1192.454 0.068 0.0 ... 七、检查辅助要求检查工具的辅助要求包括：1.良好的可操作性。
产品取放方便；在检验过程中，尽量不要损坏产品；快速夹头的快速装夹顺序合理，装夹方向正确，装夹力合适；操作符合人体工程学；考虑到检具的制造工艺、运输的方便等。 2. 技术资料齐全。检具铭牌及检具使用说明书填写正确。铭牌和检具使用说明书必须符合客户要求并固定在检具上。 3.定位基准面和检测面必须有清晰的标记。 （比如钢印刻在0位面、负3面等，或者按照一定的标准喷漆以备后续检测）4.checking面必须刻有坐标网格线和坐标值, 检具的检验标准 做一个清晰的标记，坐标值必须刻在每个测试基准旁边。 5.Checker 必须定期维护。所有部件必须防锈。检具必须定期复检，防止因周围环境变化导致检具变形导致产品尺寸控制误差！ 6.为了方便产品的检验，并根据产品检验参考书的位置提交检验报告，需要在检验工具上做一定的标记。标签必须美观、合理。 7. 配合件的配合间隙必须符合要求。对于半成品和成品检测工具，如果需要更换定位块或检测块，更换必须方便可靠。 8.固定定位件或检查件尝试撞击定位销。 9.activity的模板一定要放置稳定，易于检测。 …… 以上内容只是个人经验总结自动检具，如有不对的地方还望指正！谢谢！ 8.5+/-0.1 10.5 10.5 ABCA ?1.4A BCM 万能铣头 CMM 测量机 柔性测量机 雕刻线位置 CMM 检测 * * 整体铸铝或硬铝底座板+硬铝体是铝量规常见的结构形式。整体铸铁焊接底板+焊接支架只有定位元件，没有检测元件！加工基准 加工基准 检测基准 检测基准 检测基准 4 个方位孔（B1、C 基准） A 基准面 A 基准面 2 个方位孔（B2 基准） 4 个方位孔（B1、C 基准） 2 个方位孔（B2） Benchmark）定位贴片定位支撑钉固定定位销可动定位销锥度定位销模拟钣金面A模拟玻璃面模拟钣金面B定位孔弹簧理解每个几何公差的含义是检具设计的前提！检验针检验针刻十字和负3线，目视检验刻线针检验直角检验块十字滑块4向检验刻产品公差带刻产品0、3位参考线目测或手感检验（量产中）状态) 3mm检测块测量尖角塞尺/游标卡尺/挡规直尺千分表KPC点检测3mm检测
