Profile 檢具設(shè)計(jì) 和檢測(cè)方法
常規(guī)檢具是靠檢具的檢測(cè)部位（包括檢測(cè)輪廓、通規(guī)、止規(guī)）與被檢測(cè)元素的邊緣是否接觸來判斷被檢測(cè)元素是否合格，而且因?yàn)檩喞豢刂票砻嫣卣?，在很多情況下，可以使用檢測(cè)工具來檢測(cè)輪廓。我們今天討論三種情況。
1. 沒有參考的配置文件
我們先來看看下面這個(gè)沒有參考的profile，看看它的檢查工具是怎么設(shè)計(jì)的。
圖1
圖1左圖為鈑金件，圓弧部分由無基準(zhǔn)的輪廓定義檢具設(shè)計(jì)，圖1右圖陰影部分為表示輪廓的公差帶。輪廓表達(dá)的要求是，只要實(shí)際零件的表面輪廓都能落在R29.5和R30.5的圓弧之間的區(qū)域內(nèi)，則零件的表面輪廓為合格的。
有同事問我，在條件有限的情況下，不能用CMM檢查輪廓，能不能直接測(cè)量輪廓的半徑，只要圓弧部分的半徑在29.5之間和 30.5 之間，部分是否合格？我們先不討論圓弧的圓度是否符合要求（這里輪廓的概念和圓柱度的概念是一樣的）。就半徑而言，這種操作方法也是不正確的，因?yàn)榘霃绞?9.5到30.5之間的區(qū)域，可以有半徑小于2的圓弧9.5，或者大于30.5，如下圖所示：
圖 2
如圖 2 所示，圓弧 b 的半徑肯定會(huì)大于 R30.5，圓弧 a 的半徑肯定會(huì)小于 29.5，但都可以落在型材公差帶范圍內(nèi)，滿足圖紙要求。
根據(jù)圖1中的公差帶，我們可以制作一個(gè)仿形檢具，然后用測(cè)距儀對(duì)其進(jìn)行檢查。此仿形檢具必須做成公差帶的外邊界，即半徑為R30.5的圓弧，如下圖所示：
圖 3
如圖3，藍(lán)色為檢具部分，圓弧半徑為30.5。理論上，當(dāng)實(shí)際零件的輪廓與檢具的最大理想輪廓最小時(shí)，如果實(shí)際輪廓任一點(diǎn)與檢具輪廓的距離大于1，則該零件不合格, 否則小于 1 為合格。
在我們的實(shí)際操作中，我們將實(shí)際零件靠在檢具的輪廓上，然后將零件自由擺動(dòng)，只要我們能找到一個(gè)位置，使直徑為1的測(cè)距規(guī)不能插入被測(cè)物上的任何位置即可輪廓，則該零件合格。
當(dāng)然，這種檢測(cè)方式更適用于壁厚較薄的零件。和所有的限位器一樣檢具設(shè)計(jì)，有一個(gè)缺點(diǎn)，就是如果限位器無法到達(dá)的地方超出公差范圍，就無法檢測(cè)到。
2. 剖面帶參考 (RMB)
讓我們看一下下面的圖片：
圖 4
基于與之前相同的邏輯，我們只考慮公差帶的邊界。在實(shí)際操作過程中，為了保證限位器的強(qiáng)度，我們一般采用理論輪廓向材料外側(cè)偏移3mm形成的輪廓作為檢具上的檢測(cè)輪廓。
從公差帶的分布可以看出，公差帶是理論輪廓內(nèi)外0.15的偏差形成的區(qū)域，因?yàn)闄z具輪廓與理論輪廓的距離為3，檢查輪廓與外公差帶（邊界的距離為3-0.15=2.85，在2.85的區(qū)間內(nèi)不應(yīng)有任何材料，所以采用2.85規(guī)定的通用方法，檢具的檢測(cè)輪廓與公差帶內(nèi)（材料內(nèi)）邊界的距離為3+0.15=3.15，在3.15這個(gè)范圍內(nèi)，肯定有料，所以使用3.15的限位器檢測(cè)。如下圖：
圖 5
檢具由定位部分和檢測(cè)部分組成。因?yàn)檫@里的B基準(zhǔn)和C基準(zhǔn)用的是RMB，所以B基準(zhǔn)的定位孔要用錐孔配合彈簧，作為C基準(zhǔn)的兩個(gè)定位銷用兩個(gè)錐銷配合彈簧。當(dāng)該零件安裝到檢具后，該零件的所有 6 個(gè)自由度都受到限制。零件壓緊后的操作方法是在零件被測(cè)輪廓與檢具檢查輪廓之間的凹槽內(nèi)放一個(gè)2.85規(guī)，刮一次。實(shí)際輪廓不超過公差帶的外邊界（不要太大）。同理，用3.15的量規(guī)刮出一圈凹槽。限位器不能落入凹槽中。如果不落入槽內(nèi)，則說明零件的實(shí)際輪廓沒有超出公差帶的內(nèi)邊界（不能太?。＃?。
根據(jù)通規(guī)和止規(guī)的測(cè)量結(jié)果，如果滿足通規(guī)并停止止規(guī)，則零件的輪廓合格。
3. 輪廓參考帶 M 圓 (MMB)
如果reference有一個(gè)M圈，對(duì)于檢具設(shè)計(jì)工程師來說就容易多了，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的定位特征可以做成固定大小。見下文：
圖 6
見圖6，因?yàn)閰⒖糃有M個(gè)圓，所以檢具上對(duì)應(yīng)的定位銷（實(shí)際參考模擬體）是一個(gè)固定值。多少錢？正如我上一篇文章所討論的，在ABC基準(zhǔn)系統(tǒng)中，基準(zhǔn)C與M圓的基準(zhǔn)模擬體的大?。礄z具上對(duì)應(yīng)的定位銷）是相對(duì)于基準(zhǔn)的最大物理效應(yīng)(AB) 在它前面。尺寸（MMVB），根據(jù)孔徑12.8對(duì)應(yīng)的位置度數(shù)的要求，可以得出MMVB=12.8-0.06-0.1=12.64，即C對(duì)應(yīng)的定位銷直徑為12.64。檢具設(shè)計(jì)如下圖：
圖 7
檢具上的檢測(cè)輪廓為垂直于A、B的平面，距C（定位銷軸線）的距離為24.8，一般量規(guī)尺寸為3-0.2=2.8，限位器大小為3+0.2=3.2。
圖 8
在用檢具進(jìn)行檢測(cè)的過程中，零件首先要與參考平面A完全貼合，然后到B，穿過定位銷A，最后使用限位器。
需要注意的是檢測(cè)方法，因?yàn)榛鶞?zhǔn)元素與基準(zhǔn)模擬體之間存在間隙，即12.64的定位銷與1<的實(shí)際孔之間存在間隙@2.8，則零件正在檢查中。左右移動(dòng)的自由不受限制（或在一定范圍內(nèi)），這樣的移動(dòng)是完全合法的。這很可能會(huì)導(dǎo)致我們一般的監(jiān)管失效，或者說不停的監(jiān)管的現(xiàn)象，那么我們應(yīng)該如何處理呢？
這里我們首先討論基準(zhǔn)加M圈的游戲規(guī)則。當(dāng)我們說基準(zhǔn)加M圈的時(shí)候，就是說如果基準(zhǔn)元素（實(shí)際基準(zhǔn)孔的大小）離MMB很遠(yuǎn)，我們的被測(cè)元素可能會(huì)得到額外的補(bǔ)償，也就是說，被測(cè)元素的實(shí)際被測(cè)元素零件可以超過公差框中的值。
讓我們進(jìn)一步了解基準(zhǔn)加M圈的本質(zhì)。當(dāng)基準(zhǔn)孔變大時(shí)，我們?cè)试S被測(cè)元素超出公差范圍。根本原因是我們可以保證基準(zhǔn)的MMB空間不被侵犯，同時(shí)我們可以把零件的被測(cè)特征“拉”進(jìn)公差帶。而這種“拉動(dòng)”過程反映了實(shí)際裝配中所允許的情況。（如果定位銷和夾具上的定位孔之間有間隙，我們可以利用這個(gè)間隙）
圖 9
如圖9所示，當(dāng)實(shí)際參考孔C最大化時(shí)，我們實(shí)際測(cè)量的輪廓可以遠(yuǎn)離21.8，即使是在綠色公差區(qū)域內(nèi)或者藍(lán)色公差區(qū)域內(nèi)，也遠(yuǎn)離這應(yīng)該是粉紅色區(qū)域，但也可能是合格的。因?yàn)樵跈z測(cè)過程中，我們可以左右移動(dòng)零件（在定位銷和基準(zhǔn)孔之間的間隙內(nèi)），將實(shí)測(cè)特征強(qiáng)行“拉”入粉色公差區(qū)域。
那么回到我們的實(shí)際操作，當(dāng)這樣一個(gè)零件放在檢具上時(shí)，我們可以在定位銷和基準(zhǔn)孔之間的間隙內(nèi)任意移動(dòng)零件，同時(shí)保證A貼牢，B貼牢。只要我們能找到一個(gè)使被測(cè)輪廓通過和停止的位置，輪廓就是合格的！
當(dāng)然，這需要我們的檢驗(yàn)人員有耐心，仔細(xì)調(diào)整零件與檢驗(yàn)工具的位置關(guān)系，確保不誤判。
需要說明的是，此處不適用于計(jì)量類檢測(cè)工具（如打算用間隙規(guī)測(cè)量實(shí)際輪廓值）。在運(yùn)動(dòng)部件的過程中，如果間隙規(guī)測(cè)得的最大間隙小于3.4，只能表示輪廓合格，這個(gè)值不能用于SPC控制。因?yàn)樗皇菍?shí)際輪廓的實(shí)際值（實(shí)際輪廓的值是把C做成錐銷時(shí)測(cè)得的值）。
概括：
本文簡(jiǎn)要介紹了如何使用檢測(cè)工具檢測(cè)輪廓。對(duì)于沒有參考的輪廓，用最大的MMC輪廓（即用檢具的檢查輪廓做公差帶的外邊界）和實(shí)際的輪廓，然后用測(cè)距儀檢測(cè)，只要一個(gè)每次都可以找到制作實(shí)際零件輪廓的位置，所有的局部停止量規(guī)都可以停止，輪廓是合格的。如果是帶參考的輪廓，直接用通停規(guī)檢測(cè)。但是如果參考有 M 個(gè)圓，這一次意味著我們?cè)试S零件在檢具上的小范圍內(nèi)移動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，只要我們能找到一個(gè)位置，保證被測(cè)輪廓的每個(gè)點(diǎn)都滿足一般規(guī)律，停止輪廓為合格。
