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升级|检具设计与计算App(基于ASME Y14.43)提升你的工作效率百倍!

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检具是设计工程师、制造工程师和质量工程师在技术合作与技术沟通中经常会遇到的一个“拦路虎”。本App工具以“为民除虎(害)”为目的,致力于帮助工程师在几分钟内便能完成平日要花数天甚至更长时间的设计与计算量,工作效率提升百倍!

2020.6.11 全国首发

2020.9.10 新增通规、止规计算(详见第3和4部分)

检具是机械、汽车等工业生产企业用于控制产品尺寸(例如孔、轴直径)和几何公差(例如位置度)的专用机构。常用于生产现场对零件产品实现快速大量的在线检测。检具常见的分类有计量型检具,功能性检具(也称功能量规)以及定位检具。其中功能性检具是设计工程师、制造工程师和质量工程师在技术合作与技术沟通中经常会遇到的一个“拦路虎”。因为要保证零件的功能性要求,所以每个零件所对应的功能检具的结构与规格都不一样,尤其是检具上检验部位的规格。比如以下场景:


 

图1  工件图

   

如上工件图红色标注处,两个规格相同的孔有位置度要求,且有最大实体要求修饰符(M圈)。那对应功能检具上的检测销该如何设计呢?下面问题会一层一层被提出:

第一层:  
工程师问:请问检测销的规格是多少?  

专家回答:检测销的规格就是被测孔的VC(Virtual Condition)边界,即实体实效边界。很简单,这样计算,VC=Φ12-Φ0.2=Φ11.8。

第二层:

工程师问:检测销的规格(公称尺寸)有了,那公差又是多少呢?没有公差没法制造呀!

专家回答:检具公差一般取工件公差的10%:10%×0.2=0.02,这就是检具公差了。如果要考虑磨损,那就取5%:5%×0.2=0.01。

第三层:

工程师问:公称尺寸与公差都知道了,好像还差点什么…噢,对了,那上下偏差怎么分配呀,往上偏还是往下偏?还有检测销的位置度怎么标注,位置度要不要标注实体状态修饰符,要标注的话,标哪个,MMC,LMC还是RFS?检测销的参考基准要不要也标注实体状态修饰符?标哪个合理?另外,不同的标注各有什么优点和缺点… …

专家回答这就要考虑不同的检具公差标注原则或策略啦!比如有实用的绝对公差原则,绝对公差原则,乐观公差原则,还有折中公差原则,说来话长,一句两句也讲不清楚,我推荐你去看看这个吧!


 
 


关于检具设计相关标准,目前国际上最主要的就是ASME Y14.43-2011这本“秘笈”(标准)啦,它系统而详细地规定与解释了检具如何设计与计算,还有一些案例,很多案例对应的被测工件图都来自于ASME Y14.5-2009标准里的图例。想要搞明白检具设计,先修炼这本秘笈吧(注:156页全英文)。根据标准,设计一个检具需要考虑检具公差原则/策略(4种),检具公差精度(2种),检具实体状态(3种)和检具公差标注方法(2种),也就是说,一个被测要素对应的检具设计居然有4×2×3×2=48种方案!而各种方案哪些才科学合理,相互间又有什么区别与优缺点,适用于什么场景等等……看来这种秘笈并不是所有人都适合修炼。  

 
当有一天你真的修炼了,是不是就能彻底知道检具如何设计并正确计算,我不敢肯定,但我能肯定的是你的英语水平会上一个台阶。当然如果你觉得看书花时间太久,也可以去参加一个数天的专业培训,快速而系统地学习一下,但通常价格又不菲,而大多数情况却是:你只想知道检测销规格是什么,有什么优点和缺点……这样的场景是不是有一种熟悉的味道?但现在,我们要奉献给各位同仁的,将是另一种“熟悉+惊喜”的味道。  

 

基于ASME Y14.43-2011标准的检具设计与计算App工具通过"公差通"微 信小程序平台现正式全国首发啦!

本检具设计与计算工具主要有五大功能模块:被测要素规格模块(数值输入);功能检具设计模块(参数输入);计算模块(结果输出);案例库模块;咨询/建议模块。  


1


   

被测要素规格输入    



     
工件的被测要素规格输入主要包括:最小极限尺寸,最大极限尺寸,位置度公差以及实体状态修饰符(最大实体要求/最小实体要求/与尺寸要素无关)。      



     

2


   

功能检具设计参数



     

功能检具设计参数主要包括:检具公差原则(4种),检具公差取值工件公差百分数(2种),检具实体状态(3种),检具公差标注法(2种)。对每一类参数都有解释说明,让工程师对自己的设计方案清清楚楚,对计算结果明明白白。



3


   

通/止规设计参数



     
通/止规的设计参数主要包括:检具公差原则(1种)和检具公差取值工件公差百分数(1种)      



4


   

可视化的计算结果



     

计算结果输出包括检测销/检测套筒,通/止规的最大极限尺寸,最小极限尺寸,位置度公差以及实体状态修饰符等;


     

工件与检具的公差带绘图功能很好地帮助了工程师对检具设计方案的理解,比如为什么检具会拒收合格品或接收不合格品等,非常直观形象。



5


   

丰富的检具案例库



     
案例库收集了丰富的工件与对应检具的实例,工件被测要素与参照基准体系都非常典型,除了大多数是针对被测要素的位置度在最大实体状态下的检具设计实例外,也收录了被测要素的位置度在与尺寸要素无关时的复杂检具设计实例。而这也是常常困扰工程师的一个老大难问题:位置度在MMC与RFS下的对应检具设计到底有何不同?      



6


       

交流互动,结朋识友



         

社区论坛里专设了一个关于检具的咨询交流,建议反馈区。大家可以留言,评论,问答等。在这里不仅可以相互学习交流,还可以结朋识友。


来源:公差通


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首次发布时间:2024-06-29
最近编辑:4月前
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干货 | 表面粗糙度那点事 - 速学快餐~

表面粗糙度对大部分参与滑动接触的表面而言是非常重要的。因为磨损的原始速率及持续的性质等因素高度依赖这一特性。这些表面一般是承重面,而且需标识粗糙度已确保预计用途的适用性。许多零部件需要具有特定的表面加工结果,以便达成所要求的功能。例如烤漆前的汽车车体或曲轴或凸轮轴上的颈轴承。我们先了解一下什么是表面粗糙度。 01什么是表面粗糙度? 表面粗糙度(Surface Roughness)就是我们日常测量中所说的面粗糙度,可以理解为在加工产品过程中细小间距和微小峰谷的不平整度。通常被定义为两个波峰值或者两个波谷指之间的微小距离(波距),在一般情况下波距都在1mm以内或者更小,也可定义为微观轮廓的测量,俗称微观误差值。综上所说,大家可能已经有了一个关于粗糙度笼统的概念,那么下记内容是更详细的进行了分析。我们一般评价粗糙度会有基准线,基准线以上最高点我们叫波峰点,基准线以下最低点叫波谷点,那么波峰和波谷之间的高度我们用Z来表示,加工产品的微观纹理的间距我们用S来表示。通常情况下S值的大小在国家检定标准里给了相关的定义:S<1mm 定义为表面粗糙度1≤S≤10mm 定义为表面波纹度中国国家计量检定标准中规定:通常情况下用VDI3400、Ra,、Rmax这三个参数来评价检定表面粗糙度,计量单位通常用μm表示。 评价参数的关系 Ra定义为曲线平均算术偏差(平均粗糙度),Rz的定义为不平度平均高度,Ry定义为最大高度。微观轮廓的最大高度差Ry在其他也使用Rmax来表示。Ra、Rmax的具体关系还请参考下面的表格:表:Ra,Rmax参数对比(um)02表面粗糙度是如何形成的? 表面粗糙度的形成是由工件的加工过程引起的。而加工的方法、工件的材料,工艺过程都是影像表面粗糙度的因素。例如:放电加工时被加工零件表面出现放电凹凸点。加工工艺和零件材质有所不同,被加工零件表面留下的微观痕迹也有各种差别,比如(疏密,深浅,形状变化等)。03表面粗糙度对工件的影响 工件的耐磨性 配合稳定性 疲劳强度 耐腐蚀性 密封性 接触刚度 测量精度 …… 镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。 04表面粗糙度的评价依据 ①取样长度各参数的单位长度,取样长度是评价表面粗糙度规定一段基准线的长度。在ISO1997标准下一般使用0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8mm为基准长度。②评价长度由N个基准长度所构成。零部件表面各部分的表面粗糙度,在一个基准长度上无法真实的体现出粗糙度真实参数,而是需要取N个取样长度来评定表面粗糙度。在ISO1997标准下评定长度一般为N等于5。③基准线基准线是评定粗糙度参数的轮廓中线。一般有最小二乘法中线和轮廓算术平均中线。 【最小二乘法中线】是把测量过程中采集的点进行最小二乘法计算。 【轮廓算术平均中线】在取样长度内,使中线上下两部分轮廓的面积相等。 理论上最小二乘中线是理想的基准线,但在实际应用中很难获得,因此一般用轮廓的算术平均中线代替,且测量时可用一根位置近似的直线进行代替使用。05表面粗糙度如何获得? 表面粗糙度的评价在制造业中越发被重视。要研究表面粗糙度,需要使用专用的机器,即:表面粗糙度测量仪复合测量机Formtracer Avant系列表面粗糙度测量机是以安装高敏感性金刚石测针划过表面,就像是留声机的拾音器一样。再将大柜规模波纹以及轮廓的小波长粗糙度从较长波长中分离出来,即测量仪做电子过滤。 *测针型粗糙度测量仪特性的定义可参考ISO 3274:1996。测针式表面粗糙度测量仪的构成示意图: 测针形状种类:手持工具测量大部分正确的、完整的表面粗糙度测量法,虽然都是使用专用的测量机,但在有的情况下,为了快捷且低成本操作也可以使用手持套装工具测量。如下图:粗糙度比较片是以镍为基础,以电铸方式制成的样本,用于金属加工非常理想,属于非常有效的辅助工具。操作者使用时只要以指甲在一组中的每一片表面都横刮而过,寻找与被比较工件最接近的即可。有人会将这些模型组作为查询表,但是值得注意的是,这并非材质标准。粗糙度测量机可以实现的功能不同,评价的方法不同,成本也各有高低。选型之前可以到专业的生产厂商进行咨询,根据所需选择最适合的机型。免责声明:本资料来源于网络,版权归作者所有,侵删。来源:公差通

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