检测工具基础培训.ppt 53页
检具基本知识讲义——检具部许晓明主编 2007-10-01 学员及目的 一、 学员：1.检具设计初学者；2.@ >检查治具调试钳工；3.质量保证人员（检具用户）；4.SQE（供应商质量管理工程师/用户）；5.产品工程师（使用检具）规划师）；6.其他与检具相关的部门或人员；……….. 二、培训目的：1.通过培训，可以更系统地了解检具的基本概念；2.@>将基本概念应用于新产品开发特定项目的尺寸控制；3. 增加对检验工具使用方法和质量控制方法的了解；………… 培训大纲一、检查工具的定义；二、检查工具的分类；三、检查工具的功能；四、检具的精度；五、检具设计 基础知识；六、检具加工与调试的基础知识；七、检具辅助要求（可操作性、涂装、维修保养等）；一、Checking Fixture 的定义 从广义上讲，检具是用于产品检测的专用量具的总称。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.通用量具、仪表、三坐标测量机（CMM）等；2.@> 光滑的极限量规（只能通过量规、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、检测治具分类一、按本体材质：1.树脂检测治具（我们的公司常用汽巴5166/Weiss 460）；2.@>铝质检具；（铸铝ZL107/硬铝LY12）3.铁质检具；（铸铁HT250/钢45） 4. 木质检具；（硬木）5. 其他类型（如玻璃钢、蜂窝板等）二、 根据不同款式：1.日韩检具；（Honda、Toyota、Nissan也有不同的检具标准） -------实用性强自动检具，更能体现装车效果！2.@>欧美检测工具；（以通用检验工具为标准）-------理论性强，一般平均按自由状态，对零件要求高！... 三、按检具的作用： 1. 制程检具（单品检具，半成品在制检具）；2.@> 装配检测工具；四、按产品类型分：1.冲压件检具；2.@>注塑件检测工具；3.机械零件检测工具；< @k13@ >车身装饰件和覆盖件的检查工具；5.玻璃检查工具；…… 二、检测工具分类（续） 树脂检测工具二、检测工具分类（续） 铝检测工具（检测工具）二、检测工具分类（续） 铁检测工具（门框检查工具）二、检查工具的分类（续）木制检查工具（汽车车顶装饰检查工具）三、
二、 调试模具和夹具；根据检具的测量数据，用于指导模具和夹具的调试。三、 为模具夹具CMK的计算提供数据支持；四、检具精度一、尺寸精度；尺寸精度是指检具本身作为量具的制造精度。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，那么检具的制造公差±0.1mm ～±0.2mm 是可以接受的。通常，汽车覆盖件检测工具的精度在±0.2mm以内即可满足要求。如客户有特殊要求，可按客户要求。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所得到的测量值的总变化。如图（c）所示。三、 重复性和再现性；重复性是指评价师使用同一检验工具多次测量同一零件的相同特性时所获得的测量值的劣化。如图（a）所示。再现性是指由不同的评价者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劣化。如图1-2(b)所示。稳定，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%，根据应用的重要性，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；（应努力改进检测工具）五、检具设计基础知识A.车身坐标系的概念：车身坐标系是以汽车前轴中心原点或最前前保险杠的中心点。X方向指向汽车后部，Y方向指向汽车右侧。, Z 方向指向车顶。
五、检具设计基础知识产品图：（以导轨图为例）五、检具设计基础知识数字模型中的绝对坐标系一般为车身坐标系五、@ >检具设计基础知识（续） B、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。这张图片清楚地反映了具体产品的定位参考、被测物品的理论尺寸和公差、KPC（Key Product Characteristic）点、定位参考面的尺寸等信息。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。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。C、测量样架的概念：为了提取和检测产品特征数据（通过三坐标测量机），一般是根据人体坐标系专门设计制造的检测支架。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
它是产品的理论尺寸。原型是客户为后续开发标准提供的合格产品。如果检验工具是根据样品设计的，样品必须是唯一的，样品必须有标签并妥善保存。因为合格产品相对于理论产品有一定的偏差，虽然这个偏差符合产品公差要求，但每个合格产品的偏差都有一定的差异，所以只取样品要求是合理的。样品的独特性要求必须妥善保管，以免产品因日晒、雨淋、温差等因素而变形、老化。对手是指与产品有装配关系或匹配关系的零件。五、检具设计 基础知识（续） E. 检具规格及检验标准的概念：检具规格参考检具初步设计概念图。它基本上反映了产品定位基准、检验方法和检验工具的基本结构。一般用于在正式检具设计之前与客户沟通确认检具设计方案。检验基准 本书指产品的检验规范。它包括对产品所有尺寸和性能的检查。检具设计 必须符合检验工具样书和检验参考书的要求。（详见附件《238L外切水切割检查参考书》） * **注：检具样书和检具参考书的概念一般只体现在日系车上。五、检具设计基础知识（续）CIVIC外观水切割检具规格书参考五、< @检具设计基础知识（续） F.检具的认证流程：由于由于检具直接影响产品质量的特殊原因，正规的车厂都会对检具的设计和生产进行认证工作。五、检具设计基础知识（续） G、检具设计的五项原则： ▲拥有并能实现检具加工检测的基准；（包括加工标准和计量标准，可用于检测工具的后期修正和定期验证） ▲具有恒定准确的定位基准，以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，还必须考虑满足产品和过程质量分析功能。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） H. 目前我们检测工具的发展历程：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、夹持装置组成。基本形式：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。底座上表面应标有坐标网格线和坐标值应刻出坐标孔。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。对于一些检查工具，为便于加工工艺，也允许底座与本体一体。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：检测针、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以主基准（平面基准）、副参照（线参照）、副参照（点参照）为基准。主基准面一般有3个定位点，用A1、A2、A3表示；次基准面一般为两个定位点，用B1、B2表示；次要基准面一般是一个锚点用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（侧）定位；2.@>内孔定位；五、检具设计基础知识（续）3.外圆定位；4.内外螺纹表面定位；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；（以外水切割为例） 模拟钣金面A、B与模拟玻璃面构成组合基准。五、检具设计 基础知识（续） 常用的定位元件有支撑销、定位块、定位销、V形块、芯轴等。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）~50)。
夹紧力要合适，夹紧时不要损坏产品在检具中的定位和产品的外观。夹紧力方向应尽量垂直于定位面方向！五、检具设计基础知识（续） ★尺寸公差和形状位置公差概念：尺寸公差（简称公差）是指允许的尺寸偏差。它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。形位公差是指形位误差的允许偏差。
五、检具设计基础知识（续） ★产品检测方法：产品检测方法的设置必须根据产品各检测元素的要求和检测用户的检测习惯工具！例如：必须用千分表测试 KPC 点。如果产品公差≤0.3mm，则不能用锋利的塞尺测试！（因为尖角塞尺测量误差0.1mm）；当可以使用多种检测方法时，必须根据常用的检测方法来确定！产品各个特征常用的检测方法如下：1.孔位检测；（引脚的检测，标记线的目视检查，标记引脚等）2.@>引脚位置检测；（内孔销、直角检测）检测块、十字滑块+千分表、目测等）3.轮廓面检测；（偏置面+锋利的塞尺或卡尺或挡规、切面、模板、千分表等）4.KPC点检测；（直径、EDC等）详见附图：五、检具设计基础知识（续）1.孔位检测：2.@>引脚位置检测：表格内孔检测针的位置与上图中的检测针相同！衬套指南。五、检具设计基础知识（续）3.轮廓检测：横切检测：切齐检测：五、检具设计基础知识（续）轮廓曲面/ KPC点检测：五、检具设计 基础知识（续） 检具设计步骤：1.初步消化，明确产品要求。（非常重要！）消化信息包括：产品图纸、GD&T图纸、检具规格、检验标准、工程A表、工装设计任务、样件、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（半成品时必须了解检具设计）；KPC点，对口模拟面等特殊客户要求2.@>根据产品要求，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与车身坐标系平行的三个坐标平面中的哪一个）3.根据客户要求和检查习惯，确定测量方法，形成检具设计概念图，或检查工具蓝图。（注意，在开发初期，有些功能可能需要对产品进行全尺寸检查和基于能量的测试，但在量产时不需要。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.出装配图和零件图。（装配图必须反映定位参考、GD&T图纸要求的检测特征的检测方法、配合尺寸、总尺寸、零件材质和热处理要求等）五、<@ 检具设计 基础知识（续）检具设计例：（以X11J导轨检具为例）五、检具设计基础知识（续）检具装配图：五、检具设计基础知识（续）五、检具设计基础知识（续） 练习一：如果要检测图中φ8.5孔的位置，尺寸是多少和公差应该为检测针设计？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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 （以X11J导轨检具为例）五、检具设计基础知识（续）检具装配图：五、检具设计基础知识（续）五、 检具设计基础知识（续） 练习一：如果要检测如图所示的φ8.5孔的位置，检测针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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 （以X11J导轨检具为例）五、检具设计基础知识（续）检具装配图：五、检具设计基础知识（续）五、 检具设计基础知识（续） 练习一：如果要检测如图所示的φ8.5孔的位置，检测针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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 基础知识（续） 检查治具装配图：五、检具设计基础知识（续）五、检具设计基础知识（续） 练习一：如果要检测位置如图所示的φ8.5孔，检测针应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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 基础知识（续） 检查治具装配图：五、检具设计基础知识（续）五、检具设计基础知识（续） 练习一：如果要检测位置如图所示的φ8.5孔，检测针应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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 基础知识（续） 练习一：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，检测销应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 检测针应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、 检测针应该设计什么尺寸和公差？五、检具设计基础知识（续） 练习3：如图：如何设计AA截面上的轮廓检测？六、
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，以避免在退火过程中，由于封闭区域的温度升高，型材内部的气体爆裂！六、 检具加工与调试基础知识本体结构的设计需要根据设备的数控加工条件来确定。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、检具加工调试的基础知识。检具的检校校准：一般检具需要调试校准；在调试和校准之前，必须建立检测工具的检测坐标系。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、检具加工调试基础知识一般检具精度：定位面位置±0.1mm；定位销（孔）位置±0.1mm；测形面位置±0.15mm；外轮廓测量面位置度±0.2mm；刻线测量位置度±0.2mm；形规和断面模型±0.25mm；测针（孔）位置±0.15mm；打标孔位置±0.25mm；轮廓标记位置±0.3mm；测量参考平面平面度0.05 /1000mm；参考坐标孔位置±0.05 mm；***注：1.客户有特殊要求，根据客户要求；2.@>高精度按产品精度1 /5～1/10；3.
六、检具加工与调试基础知识六、检具加工与调试基础知识 检具CMM测量报告：六、检具加工与调试基础知识…….. DIM D21= 点 F24 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X822.@>7300.200 0.200822.@>789 0.0590.000 Y -66 9.9120.200 0.200-669.898 0.0140.000 Z1045.235<@ 0. 200 0.2001045.239 0.005 0.000 DIM D22 = 点 F25 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X901.7 @k64@ >200 0.200901.822 0.0620.000 Y -653.8220.200 0.200 -65< @3.820 0.0030.000 Z 1088.7990.200 0.200 1088.796 -0.0030.000 DIM D23 = LOCATION OF POINT F26 AX NOMINAL +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL 测量点见上图 X998.572<@ 0.200 0.200998.613 0.0410.000 Y -633.7700.200 0.200 - 633.736 0.034 0.000 Z 1131.8830.200 0.200 1131.904 0.@ >021 0.000 DIM D24 = 点 F27 轴标称的位置 +TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X 1085.7620.200 0. 200 1085.77 @0.016 0.000 Y -619.4020.200 0.200 -619.330 < @0.072 0.000 Z 1162.@>9240.200 0.200 1162.@ >971 0.047 0.000 DIM D25 = 点 F28 轴标称的位置 + TOL -TOLMEASDEV OUTTOL X 1208.1050.200 0.200 12 @8.112 0.007 0.000 Y -603.@ >3100.200 0.200 -603.208 0.@ >102 0.000 Z 1192.@>3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… < @七、 检测工具的辅助要求检测工具的辅助要求包括：1. 良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 < @0.000 是 -603.3100.200 0. 200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.@>3860.200 0.200 1192.@ >454 0.068 0.000 …… 七、 检测工具的辅助要求检测工具的辅助要求包括：1. 良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 0.000 Y -603.3100.200 0. 200 -603. 208 0.102 0.000 Z 1192.@>3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.@ >000 …… 七、 检具辅助要求 检具辅助要求包括： 1. 良好的可操作性。@2.3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 辅助检测工具要求 辅助对检测工具的要求包括：1.良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 0.000 Y -603. @>3100.200 0. 200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.@>3860.200 < @0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 检具辅助要求 检具辅助要求包括： 1. 好可操作性。@2.3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 辅助检测工具要求 辅助对检测工具的要求包括：1.良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 0.000 Y -603. @>3100.200 0. 200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.@>3860.200 < @0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 检具辅助要求 检具辅助要求包括：1.良好可操作性。检具辅助要求检具辅助要求包括：1.良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 0. 000 Y -603.3100.200 0. 200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.@>386 0.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 检具辅助要求 检具辅助要求包括: 1. 良好的可操作性。检具辅助要求检具辅助要求包括：1.良好的可操作性。@0.200 0.200 1208.112 0.007 0. 000 Y -603.3100.200 0. 200 -603.208 0.102 0.000 Z 1192.@>386 0.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、 检具辅助要求 检具辅助要求包括: 1. 良好的可操作性。@0.000 Z 1192.@>3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、@ > 检测工具的辅助要求检测工具的辅助要求包括： 1. 良好的可操作性。@0.000 Z 1192.@>3860.200 0.200 1192.@>454 0.068 0.000 …… 七、@ > 检测工具的辅助要求检测工具的辅助要求包括： 1. 良好的可操作性。
产品易于取放；在检验过程中，尽量不要损坏产品；快速卡盘装夹顺序合理，装夹方向正确，装夹力合适；操作符合人体工程学；考虑到检具在制造过程中的搬运方便性等。2.@>技术资料齐全。检具铭牌和检具说明书填写正确。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. 定位基准和检测面必须有清晰的标记。（例如0位面、负3面等刻在钢印上，或按一定标准涂漆以备后续检测）4. 检具表面必须刻有坐标网格线和坐标值。测试标准有明确的标注，每个测试参考旁边必须刻有坐标值。5.必须定期维护检查工具。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.为了便于对产品进行检验，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.固定定位件或测试件试图撞击定位销。9.事件模板必须放置稳定，易于检测。……… 七、 检具的辅助要求。检具着色标准：（以东南汽车检具着色标准为例） ***检具着色标准因客户而异。表面色层厚度不均会影响表面精度。我公司的检测工具一般以车身原色为准，并且检测面表面没有喷漆！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！理解每个形位公差的含义是检具设计弹簧的前提！检测针检测针刻十字和负3线，目检刻线针检测直角检测块十字滑块4方向检测刻品公差带刻品七、1@>
