机械加工检具与制造过程同步

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摘要：在批量的机械加工中，许多时候检具设计、制造与制造设备、工装的设计、制造同步显得尤为重要，尤其对于一些如产品批次间变差较大，或者毛坯零件的粗加工，如何更好地考虑零件的变差、将设计基准与制造基准、测量基准很好地进行统一，成为我们在实战中，必须考虑的问题。

关键词：加工定位、测量定位、原始样件、检具

1.如何很好地解读设计基准、制造基准、测量基准的统一？

1.1.研读好设计基准，选择最佳的点、线、面作为制造基准和测量基准

1.1.1.好的设计基准，往往给出了定位点、线、面的具体坐标位置、长短、大小，为后续制造工装的设计、检具的设计及制造提供了精准的基准要素，使后续的加工调整和测量结果变得简易而准确；

1.1.2.但是很多时候产品或工艺图纸给出的定位，在后续运用时，可以在图纸给出的定位范围内选择不同位置的点、线、面，而加工、测量实际定位的不同，会使我们得到差异很大的结果，这个时候，我们就需要根据不同的毛坯或是半成品等情况，在产品或工艺图纸的基准范围内，选出适合于零件加工、测量的具体的点、线、面作为工艺及测量基准；

1.2.考虑好定位的刚度，尽可能将制造和测量的定位点、线、面变得小些

机械加工过程中，很多时候我们会碰到定位过程中，由于工装、检具、被加工零件基准的变差，引起不同零件在同一工装、检具上处于不同位置的定位点、线、面，从而引起加工、测量结果的变差很大，表面上看起来过程能力很差，但是如果我们在保证定位刚度的情况下，合理地将定位的点缩小、将定位的线缩短、将定位的面缩小，使每个零件定位的位置变差小些，这样加工、测量的变差就会缩小，反映出来的过程能力将增大，设备调整的时间也会缩短。

1.3.防止由于加工造成产品定位点、线、面的变形，影响加工和测量

有的时候，由于加工的零件比较软，加工后往往引起零件定位点、线、面凹凸不平、变形，从而影响后续加工、测量，所以在加工中合理的定位、合适的夹紧和切削参数将对最终的结果起到保障作用。

1.4.合理的夹紧点和夹紧力，防止加工中零件变形

除了防止定位点、线、面的变形外，我们也需要选择好合适夹紧点和夹紧力，保证零件在加工过程中，不发生变形、滑动、旋转等。

2.如何协调好加工定位、测量定位的设置

2.1.使加工定位与测量定位的重合

通常有些公司，检具设计及加工工装的设计制造属于不同的工程师负责，往往会忽视二者的统一，很多时候在验收或是投产后，会发现设备的能力不能达到要求，但是仔细分析后就会发现，问题往往在于制造基准与测量基准不能很好地重合，所以，我们说，在设计阶段就要考虑到二者的尽可能重合，这样在后续会给设备、产品的能力分析带来很好的效果。

2.2.加工定位的修整、维修，需要与测量设备关联

通常，大家不会很注意设备调整及检具维修后的二者的统一，但是往往只要二者之中的某一个或是二者都经过修正、维修，其定位就会有一些变化，从而影响到测量结果，所以，当二者之一有修正、维修时，必须切实地考虑到另外一个。

2.3.测量定位需要有一定的调整柔性，以便适合维修和保养的需要

有些测量设备，使用时间长后会产生定位点、线、面的磨损，这个时候需要对对应的定位点、线、面进行修正或更换新的部件，然后才能重新满足原始的测量要求，碰到这种情况，有时候只要对定位块进行稍微的位置移动，就可以达到良好的效果，所以，如果能在设计时就考虑到以后的维修和维护，将给我们后续的工作带来不少的方便；

3.合适、一致的加工、测量定位

3.1.对于一些特殊的零件，需要注意检具夹紧引起的零件变形，所以加工、测量定位、夹紧点、测量点的选取，将对零件加工尺寸的稳定性、测量结果的稳定性产生很大的影响，通常，需要选取既能使工件加工定位稳定、变形小，又能使检测定位、夹紧准确、可靠的定位、夹紧。

3.2.有些零件需要在模拟使用状态的情况下进行测量，通常工程图纸会有测量条件和测量点的明确要求，如果在工程图纸上没有，那么需要与工程、质量、客户商定一个确定的接受标准要求，以避免后续的争议和纠纷。

4.原始样件的选取、保存及使用

4.1.原始样件的选取

4.1.1.很多时候，对于一些基准，定位点、线、面、测量点的选取不同会影响到加工、测量的结果，为了保持过程的稳定，确保机床工装或检具维修、保养后依旧在原始的状态，保留最初加工后的样件及测量记录将是一件十分重要的事情；

4.1.2.样件保留前，需要将分别将工件在机床工装、检具中的实际定位点、线、面的位置，长短、大小，以及具体的测量点使用油漆笔或是使用钢针标记出来。

4.2.样件尺寸的验证

4.2.1.对于选取的样件，我们可以采用在检具上进行检测，并留存相关的测量报告；

4.2.2.每次检具维修、保养后，将样件进行测量，并对比前面的测量记录，通常对于测量结果的对比相差在公差的5%以内，我们可以认为调整到位，否则需要仔细检查问题所在。

4.3.样件的数量及保留

4.3.1.为了确保原始的状态得以很好地保留，建议至少保留2～3件样件；

4.3.2.样件的保留需要根据不同的材料，进行防锈、防氧化、防变形等，对于一些零件，很多时候，我们需要使用特殊的存储地点、存储工装、辅料等；

4.4.样件的使用

4.4.1.每次的设备维修、保养过程中，应将样件放置到机床检具上，然后根据样件来使零件的定位点、线、面设置到与原始状态一样；

4.4.2.每次的检具维修、保养中，应根据样件在检具上的定位进行检具相关部件的安装，以保证检具的变差小些；

4.4.3.当生产线发现零件超差时，为了快速确定是否检具有问题，可以对样件进行测量，缩短问题分析的时间；

5.检具的验收

5.1.检具的验收

5.1.1.检具的尺寸检定

检具制作完成后，我们需要按照设计图纸的要求，委托有计量资质的检测机构对检具的相关尺寸进行测量，以确定检具与设计要求的符合性，确保检具制造的正确性。

5.1.2.重复性、再现性验证

重复性、再现性可以告诉我们，造好或是修整好的检具是否符合使用要求，对于GR&R（重复性、再现性）值小于10%的，可以使用；对于GR&R值在10%～30%之间的，可以根据应用的重要性、检测装置的成本、维修成本、零件的特性等，进行评估判断，最后确定是否可以接收；对于GR&R值大于30%的，不可接收，应努力改进测量系统。

5.1.3.检具与检测工件的干涉或是虚接触可能性的排除

检具验收中，我们还需要评估工件与检具的干涉或是虚接触的可能性，通过目检，测量，计算工件在干涉或是虚接触可疑点处的可能变化，来评估干涉或是虚接触的可能，对于可能干涉或是虚接触的部位，需要进行修正。

6.机械加工的检具与制造过程同步的意义

6.1.可以获得与制造过程匹配更良好的检测系统，将为制造质量的稳定提供有力保证

6.2.可以选择到合适的测量系统，减少测量设备成本

6.3.减少了由于制造、检测不匹配带来的工时、人员成本损失