检具设计及轮廓度检测方法
常规检具是靠检具的检测部位（包括检测轮廓和通过-停止规则）是否与被测元素的边缘接触来判断被测元素是否合格，而由于轮廓仅控制表面特征，在许多情况下，使用量具检测轮廓已经成为可能。我们今天讨论三种情况。
1. 无参考轮廓
我们先来看看下面这个没有基准的轮廓，看看它的量具是如何设计的。
图一
图1左图为钣金件，圆弧部分由没有参考的轮廓定义，图1右图的剖面线部分是代表轮廓的公差带。轮廓表达的要求是，只要实际零件的表面轮廓能够落在R29.5和R30.5的圆弧之间的区域内，零件表面的轮廓就是合格的。
有同事问我，在有限的条件下，不能用CMM检查轮廓，可以直接测轮廓半径吗，只要圆弧半径在29.5和30.之间@5 及时，零件合格？圆弧的圆度是否符合要求我们先不讨论（这里的轮廓概念和圆柱度的概念是一样的）。就半径而言，这种操作方法也是不正确的，因为半径是 29.5 在 30.5 和 30.5 之间的区域，可以有半径小于29.5或大于30.5检具设计，如下图：
图二
如图2所示，圆弧b的半径必须大于R30.5，圆弧a的半径必须小于29.5，但都可以落在轮廓公差带内内，满足图纸要求。
根据图 1 中的公差带，我们可以制作一个仿形检查工具，然后用止动规进行检查。此仿形检测工具必须制作成公差带的外边界，即半径为R30.5的圆弧，如下图：
图 3
如图3，蓝色部分为检具，圆弧半径为30.5。理论上，当实际零件轮廓和检具的理想轮廓的最大值最小时，如果实际轮廓上任意一点与检具轮廓的距离大于1，则部分不合格，否则小于1则合格。
在我们的实际操作中，我们拿实际零件检查夹具的轮廓，然后自由摆动零件。只要我们能找到一个位置，直径为1的挡规就不能插在被测轮廓上的任何位置。去，那部分就合格了。
当然，这种检查方法更适合壁较薄的零件。和所有停止规则一样检具设计，有一个缺点，就是停止规则不能超出容差，就无法检测。
2. 个人简介（人民币）
我们来看下图：
图 4
基于与之前相同的逻辑，我们只考虑公差带的边界。在实际操作过程中，为了保证挡规的强度，我们一般采用将理论轮廓偏离材料3mm形成的轮廓作为挡规上的检测轮廓。
从公差带的分布可以看出，公差带是0.15内外理论轮廓每次偏移所形成的区域，因为量具轮廓与理论轮廓的距离为3，量具检验轮廓与公差带在外边界（材料外）的距离为3-0.15=2.85。 2.85的区间内应该没有素材，所以使用2.85的一般规则。检测工具的检测轮廓与公差带的内边界（材料内）之间的距离为 3+0.15=3.15。在3.15的这个区间，肯定有素材，所以3.15停止检查。如下图：
图 5
检具由定位部分和检测部分组成。因为这里的B基准和C基准都是用RMB，所以B基准的定位孔要用锥孔配合弹簧，作为C基准的两个定位销用两个锥销配合弹簧。安装该零件时，到达检具后，零件的6个自由度全部受到限制。压紧零件后的操作方法是用2.85量规将其放入被测零件轮廓与检具检测轮廓之间的凹槽内，刮一圈。如果能够顺利刮削，则表明零件的实际轮廓。不超过公差带的外边界（不要太大）。同理，用3.15的挡规刮一圈凹槽，挡规不能落入凹槽内。如果没有落入凹槽，则说明零件的实际轮廓没有超出公差带的内边界（不能太小）。
综合合格和止挡的测量结果，如果合格和止规都满足，则零件的轮廓合格。
3. 带 M 圈 (MMB) 的轮廓标准
如果参考有M圈的话，检具设计engineer就容易多了，因为可以把对应的定位特征做成固定大小。见下图：
图 6
见图6，因为参考C有一个M圈，所以检具上对应的定位销（实际参考模拟体）是一个固定值。多少钱？我在上一篇文章中已经讨论过。在ABC基准系统中，基准C带M圆的基准模拟体（即量具上对应的定位销）的尺寸相对于其前面的基准（AB）是最大的实际影响。尺寸（MMVB），从对应位置要求的孔径12.8，我们可以得到MMVB=12.8-0.06-0.1=12.64，即C对应定位销的直径为12.64。 检具设计如下图：
图 7
检具上的检测轮廓为垂直于A和B的平面，与C（定位销轴）的距离为24.8，一般规则尺寸为3-0.2 =2.8，停止规则的大小为3+0.2=3.2。
图 8
在使用检具检测的过程中，零件必须先与基准面A完全贴合，然后去B，通过定位销A，最后使用pass stop rule。
需要注意的是检测方法，因为参考元件和参考模拟体之间存在间隙，即12.64的定位销与1@的实际孔之间存在间隙2.8，则该零件在检具中上下运动的自由度不受限制（或在一定范围内不受限制），这样的运动是完全合法的。这很可能导致我们的通用规则失效，或者阻止规则发生，那么我们应该如何处理呢？
这里先讨论benchmark加M圈的游戏规则。我们说基准面加M圈意味着如果基准元（实际基准孔的尺寸）离MMB很远，我们的被测元素可能会得到额外的补偿，这意味着零件的实际被测元素可以超过公差框中的值。
让我们更深入地了解基准加M圈的本质。当基准孔较大时，我们允许被测元素超出公差范围。根本原因是我们在确保基准MMB空间不被破坏的同时，可以将零件的测量元素“拉”到公差带中。而这个“拉”的过程反映了实际装配中允许的情况。 （如果定位销和夹具上的定位孔之间有间隙，我们可以利用这个间隙）
图 9
如图9所示，当实际参考孔C最大化时，我们实际测得的轮廓可以远离21.8，即使是在绿色公差带或蓝色公差带内，远离从粉红色区域，但它可能是可以接受的。因为在检测过程中，我们可以左右移动零件（在定位销和参考孔之间的间隙内），迫使实际被测元件“拉”到粉红色公差带。
回到我们的实际操作。当这样的零件放在检具上时，我们可以在定位销和基准孔之间的间隙内任意移动，同时保证A贴紧，B贴紧。对于这部分，只要我们能找到一个位置让被测轮廓通过和停止，轮廓就合格了！
当然，这需要我们的检验人员要有耐心，仔细调整零件与检验工具之间的位置关系，以确保没有误判。
需要说明的是，它不适用于测量量规（例如，如果您打算使用间隙尺来测量实际轮廓值）。在运动部件的过程中，如果间隙尺测得的最大间隙小于3.4，则只能说明型材合格，该值不能用于SPC控制。因为它不是实际轮廓的真实值（实际轮廓的值是C做成锥形销时测得的值）。
总结：
本文简单介绍了如何使用gage检测轮廓。对于没有参考的轮廓，用最大的MMC轮廓（即把检具检测轮廓做成公差带的外边界）和实际轮廓，然后用量规检测，只要一个位置可以找到使实际零件轮廓每一个停止规则的所有零件都可以停止，并且轮廓是合格的。如果是带参考的轮廓，则直接用通止规进行测试。但是如果参考带有一个 M 圈，这意味着我们允许零件在检测工具上的小范围内移动。在运动过程中，只要我们能找到一个位置，保证被测轮廓的每一点都满足通过，就不会是轮廓合格。
