基于电子技术的连接器检具设计.doc 7页
基于电子技术的连接器检具设计 摘要 本文主要介绍连接器检测工具的设计。主要章节包括连接器检测工具的应用，连接器检测工具的类别，需要设计的连接器检测工具的确认，检具设计，以及示例的分享和解释。[关键词] 产品关键特性 GD&T（几何尺寸和公差）原理 最大实体原理（MMC） 位置度（TP） 检具设计 GageR&R（测量系统的再现性和再现性分析） 伴随市场和技术 快速替代，连接器从设计到样品再到量产都需要以高品质、高速度迎合瞬息万变的市场；检测工具作为产品质量检测的应用工具，可以准确、快速、多功能地检测连接器及其零件的质量，加快连接器的设计验证、样品的交付并保证后续批量的质量生产。1 连接器检测工具的应用1.1 连接器检测工具的应用范围 连接器的主要部件有塑料件和金属件两大类；其生产工艺主要包括注塑、冲压、电镀和组装。该检验工具主要用于塑料件、金属件、半成品和成品的符合性检验。连接器检测工具的应用非常广泛。可用于初始设计阶段的首件确认，也可用于生产阶段的来料、生产、出厂检验确认。1.2 连接器检测工具应用的优势 通过使用检测工具，可以减少其测量的确认误差，简化其测量的难度，实现多维度的确认，提高检测速度被加速。
1.3 连接器检测工具应用的缺点 当然，检测工具也有它的缺点。检具只能给出被检产品或零件的符合性结果，不能给出具体的测量结果。需要调整设备，修改模具。在当时，单纯依靠检查工具进行确认是不可能的。与量具相比，许多检具由于产品的特殊性而为设计制造而定制，因此检具的应用具有特殊性和针对性。2 连接器检测工具的种类连接器检测工具主要分为标准检测工具和非标准检测工具。标准检验工具：如通用孔径规、螺纹规、塞尺等。笔者一般直接从市场上购买相应规格的标准检测工具；非标检具：一般需要根据实际产品和应用条件专门设计和自制的检具，这里我称之为非标量具；非标检测工具可细分为手动检测工具和设备自动应用检测工具，设备自动应用检测工具是将手动检测工具与机械手摄像头相结合，以取代手动自动检测。作者文章中的connector检具设计主要是针对非标检测工具，不涉及机械手、光学相机、程序编程等设计。自动将检测工具应用于设备。3 确认需要设计的连接器检测工具3.1 连接器的考虑检具设计 这意味着连接器检具设计必须保证其符合性检查的准确性；C（COST）字面意思就是成本，这里的意思是连接器检具设计根据实际应用应该是最好的。经济的检测工具；T（TIME）字面意思是时间，指的是生产中的高频应用。需要更有效地使用连接器的检具设计。必须确保其合规性检查的准确性；C（COST）字面意思就是成本，这里的意思是连接器检具设计根据实际应用应该是最好的。经济的检测工具；T（TIME）字面意思是时间，指的是生产中的高频应用。需要更有效地使用连接器的检具设计。必须确保其合规性检查的准确性；C（COST）字面意思就是成本，这里的意思是连接器检具设计根据实际应用应该是最好的。经济的检测工具；T（TIME）字面意思是时间自动检具，指的是生产中的高频应用。需要更有效地使用连接器的检具设计。
3.2 确认设计连接器检测工具的步骤3.2.1 确定产品的关键特性 根据产品应用和设计规范，与产品设计师确定产品设计关键特征（关键特征是指与产品的功能、匹配、外观等密切相关的特征）。建议在产品图纸上使用特殊标识符来阐明产品的主要特征。3.2.2 确定需要设计的检测工具。一旦确定了产品的关键特性，就可以开始考虑相应的测试和确认方法；对于产品关键特性的特殊性，笔者在后续情况下会考虑设计 检具：1） 测量误差大，判断有争议；2） 这个关键特性需要在生产中进行高频检测；3） 模腔过多的塑料件。4 检具设计 4.1 检具设计 工艺检查工具的要求确定后，可以进行检具设计；流程如图1所示。 4.2 概念设计 首先，确定被测件与检具的位置关系；其次，从应用的方便性、经济性、万无一失等方面确定设计框架；然后，进行概念设计。4.3 设计优化 设计优化主要包括尺寸设计、公差设计、材料选择、外观确认和仿真验证。4.3.1 尺寸设计连接器检具的设计一般按照GD&T（几何尺寸和公差）原则设计，尺寸计算采用最大实体原则（MMC） ：轴的MMC=轴图最大表面尺寸，孔MMC=最小孔图尺寸；轴（带形位公差） MMC = 轴制图尺寸最大+ 形位公差带，孔（带形位公差） MMC = 孔制图 最小表面尺寸-形状和位置公差带。1 尺寸设计 连接器检具的设计一般按照GD&T（几何尺寸和公差）原则设计，尺寸计算采用最大实体原则（MMC）：轴的MMC=轴图最大表面尺寸，孔 MMC = 最小孔图尺寸；轴（带形位公差） MMC = 轴制图尺寸最大+ 形位公差带，孔（带形位公差） MMC = 孔制图 最小表面尺寸-形状和位置公差带。1 尺寸设计 连接器检具的设计一般按照GD&T（几何尺寸和公差）原则设计，尺寸计算采用最大实体原则（MMC）：轴的MMC=轴图最大表面尺寸，孔 MMC = 最小孔图尺寸；轴（带形位公差） MMC = 轴制图尺寸最大+ 形位公差带，孔（带形位公差） MMC = 孔制图 最小表面尺寸-形状和位置公差带。
如图2所示，检查工具的关键尺寸设计：孔径A=Φ25+0.5=Φ25.5 匹配参考C，检查部分的功能孔径B=Φ 9.6 +0.07=Φ9.67。4.3.2 公差设计检查器关键尺寸的公差设计定义为被测件尺寸公差的5%～10%。如果被测件公差过小，设备加工精度达不到要求，笔者通常采用尺寸拧紧法来弥补设备加工精度的不足。4.3.3 材料选择 由于检具在使用过程中经常与被测件接触，容易受到磨损和碰撞，建议使用高硬度（60-65HRC）、高耐磨材料自动检具，如碳素工具钢、低合金工具钢等。 4.3.4 外观确认和仿真合作验证 外观要求应根据检具的实际应用进行定义。仿真匹配验证是指将检具模型与被测件模型进行匹配，以确保匹配中不存在干扰。4.4 检具制作及认可 由于连接器及零件的公差范围极小，最小公差甚至+/-0.02mm，所以一般定义连接器检具的功能尺寸公差+/-0.005mm，这需要使用高精度设备来制作检测夹具。笔者设计的检具要求设备精度达到0.002mm。检具完成后，其审批一般遵循三步流程：（1）检具与检具匹配验证，避免兼容性问题。（2）根据检具图纸要求，确保检具实际尺寸符合图纸要求。检测部件与检测工具进行匹配验证，避免兼容性问题。（2）按检具图纸要求测量尺寸，确保检具实际尺寸符合图纸要求。检测部件与检测工具进行匹配验证，避免兼容性问题。（2）按检具图纸要求测量尺寸，确保检具实际尺寸符合图纸要求。
Kappa用于评价检验不同操作者之间的一致性或操作者与标准之间的一致性，一般Kappa大于0.7表示测量系统的一致性可以接受。5 连接器检查器示例5.@ >1 确认需要设计的检查工具。该产品是一系列采用平台设计的塑料件。产品关键特征（位置度TP）的测量误差极大，因为基准是圆柱，圆柱测量本身就有误差。如果用作基准，则测量误差更大。因此，最终确定设计用于相对位置符合性检查的检查工具。5. 2 检具的概念设计考虑到该系列产品的检具应使用方便、经济。它将被设计为一个组合。根据检测类别设计了四个模块。每个模块单独设计后，就可以组装成一个整体。考虑产品配合问题，在设计中采用与产品对应的防呆结构，避免检具模块之间的误用。
其整体3D，如图3。 5.3 检具设计 考虑到加工精度问题，检具关键尺寸公差统一定义为+/-0.005mm . 材质：碳素工具钢T10A，硬度60～65HRC。外观：普通外表面R角，功能接触面锐边。检测工具模块1的关键尺寸设计如图4所示： 关键尺寸1对应产品基准C：MMC=2.00-0.05=1.95；TP=0. 08; 那么大小 1=MMC+TP=1.95-0.08=1.87；key size 2对应产品基准B：size 2=MMC=14+0.@ >05=14.05；key size 3对应产品大小1.81：MMC=1.81-0.02=1.79；TP=0.1; 然后大小 3=MMC-TP=1.79-0.1=1.69；同理，本检查工具其他模块的大小可以根据模块1的大小进行设计。方法和类比。5.4量具制作及认可（1）关键尺寸确认：结果合格！详见表1。（2）合作确认：结果合格！（3）GageR&R确认：结果合格！详见表2 6 结论 连接器检测夹具需要根据产品关键特性的特殊性来使用；连接器检测夹具的设计需要考虑其应用方便、经济、万无一失等细节要求，其关键功能维度的设计主要采用最大实体原理（MMC）进行计算；量具的验证需要尺寸确认和配合确认，必要时，对GageR&R结果进行验证。
参考文献 [1]ASME Y14.5-2009 尺寸和公差。[2] ISO1101 几何产品规范 (GPS) - 几何公差 - 形状、方向、位置和跳动的公差。[3] 测量系统分析参考手册，DiamlerChrysler 公司、福特汽车公司、通用汽车公司，第三版，200 年 3 月2. [4]MINITAB 用户指南 2：数据分析和质量工具，Minitab, Inc.，州宾夕法尼亚大学，200 年 2 月0. 作者单位 泰科电子（上海）有限公司 上海 2002337
