文档介绍：Richard Leach 博士在2003 年就说过——“计量不仅仅是最终产品的测量过程,而且在设计阶段就应考虑。
在设计、制造和检测的各个阶段,均应按照产品几何量规范(GPS)的模式、公差及不确定度要求考虑公差的合理
性。其最根本的原因在于:若产品难于测量而须重新设计产品,比在开始设计时就考虑了计量,则要付出更高的
代价。”
产品必须满足其设计要求和标准规范,而且应在所处环境下,选用适当、经济的方法生产。产品生产必须从设
计到装配的每个阶段都考虑且量化质量,而不仅仅是检测最后成品。面对市场激烈的竞争环境,制造方法必须柔性
化,这样,才能对市场需求、产品类型、数量及生产率迅速做出反应;还必须考虑使用新材料、新制造方法以及计
算机辅助制造。整个生产组织是一个庞大且复杂的系统,它们要求从所有的层次做出反馈,来保证优化使用所有的
原材料、机器、能源、资金、劳动和技术资源。
标准参考温度
GPS 标准中的ISO 1: 2002“产品几何量规范(GPS) ——产品几何量规范及检测的标准参考温度”定义了标准
参考温度为20°C”。
这个对于设计人员、制造人员和计量人员意味着什么呢?
对于设计人员来说,图纸上所有的尺寸及公差都是指在标准温度为20°C 时定义的,若零件实际工作在较高的温
度,那么设计人员需要修正此尺寸,把较高温度的尺寸转换为在20°C 时的尺寸;对于制造人员来说,零件必须在
接近20°C 的情况下测量,接近的程度取决于所用材料及公差值。
设计
当设计零件时考虑到制造:
􀁺我是否能设计一个较易制造的零件?
当设计零件时考虑到测量:
􀁺我是否能设计一个较易测量的零件?
􀁺改变设计以便于零件装夹
􀁺改变设计以便于触测零件
设计零件时对于测量的考虑
设计者在设计时,必须经常问“这个项目能测量吗?”。对于设计时给出的公差,若还不存在检测技术,来
判断它合格或不合格;若存在此技术,但你所在的公司还没有触及或此测量非常昂贵,超出你的财政预算;是否
有足够的几何空间来测量被测要素?公差是否合理?基准是否足够大?对局部要素是否用最恰当的方式表达了
公差要求(例如局部圆弧)? 在设计的早期阶段,设计者应当与计量室进行沟通,特别当检测不属于自己的组织,
在设计阶段的微小变化将防止以后昂贵的测量。
我是否能设计一个较易测量的零件?
这个问题的回答是完全肯定的,可以在不影响零件的功能前提下添加方便测量的辅助要素。设计人员在完成图
纸前,应与检测人员谈话,在最终定图纸前,图纸细微的变化将为以后节约很多时间。
设计时考虑零件的装夹
对于小零件,经常碰到的问题是如何在测量时固定它们又不引起变形或不会妨碍测量。有时在设计阶段简单的
加几个孔、一个法兰或一个定位套,以便于测量;有时甚至设计者应考虑测量用的夹具。
设计时考虑要素的可触测性
设计时,设计人员经常要考虑测量仪器是否可触测被测要素,这可能只要加一个小的观察孔或移去不起作用
的材料,例如把槽加宽以放下千分尺的砧座。
设计时考虑再次定位
再次定位常用于零件大于特定的测量机行程,而要分两段测量。在零件上设计几个螺纹孔,用于安装标准球,
这样,两段测量可以使用同一个坐标系。
如图15所示,此零件的尺寸大于该测量机的行程。首先,操作者把几个球依次安装在零件上;然后,分几次进
行测量;最后把测量数据在同一个坐标系中进行拼合。
第三章制造
,车床宜加工回转类零件,零件若用掉头的方法(用卡盘夹住零件的另一端)加工内孔,内孔的同轴度公差不可能要求得很高;同样地,用两次装夹的方法加工的法兰盘其厚度亦会变化。
三轴铣床
三轴铣床一般利用***旋转实现铣削。三轴铣床有不同的性能参数,如图20所示,此三轴铣床垂直安装***,
工作台可在两个垂直方向的水平面内移动。
零件可以用虎钳、卡盘或压板装夹在工作台上,还可以用转台或倾斜的工作台来加工零件,但是,不是在任何
方向都可以加工到零件。
五轴数控机床
五轴数控铣床是在三轴铣床的基础上又加了两个互相垂直的旋转轴。它们在计算机控制下,可以加工出更为复
杂的空间三维形状,例如,离心压缩机叶轮或螺旋推进器。五轴数控铣床可以在一次装夹中同时加工零件的五个表
面。
线切割
线切割应用电化学工艺,用可导电的细丝来加工导电的材料,被加工零件装在两轴工作台上,此工艺适于加
工二维的复杂外形的表面。如图21和图22所示,线切割机床在加工内表面零件时,须预加工一个孔,用来穿钼丝。
更高级的线切割机床的头还可以倾斜,以加工外锥体及内锥孔,此工艺适用于高精度要求的薄壁零件,它不会由于
机床承载及变形造成工件加工失败。
过程控制及测量反馈
当在制造阶段或检测阶段进行测量时,可以使用包括