[學術] 檢具設計

[choral (..)]

之前在同心度那篇提到要寫檢具設計相關的文
今天剛好有空就來寫個

檢具的用意是能讓人快速判斷工件過或不過
設計原則就是"排除所有不過的狀況"

拿上次G大問的同心度當例子:
https://imgur.com/XxKLg62
只是這次公差調誇張點
比較容易理解
https://imgur.com/HDghd66
這張圖的內圓的公差是1.0
所以內圓的直徑從4.0~6.0
在這個狀況下由於沒有材料條件
所以不管內圓實際半徑多少
同心度公差都是直徑1.0

因此，我們可以先考慮下面幾種狀況:
內圓直徑4.0:
當內圓圓心落在公差帶的邊緣上，可以畫出各個狀況的交集
如下圖:
https://imgur.com/qV1AG2B
交集的圓直徑為 4.0-1.0=3.0
也就是說當內圓直徑為4.0時，只要同心度公差不要超過1.0
都不會和這個圓產生干涉~也就是pass

以此類推
到直徑6.0的時候:
https://imgur.com/QwhBzBS
交集的圓直徑為6.0-1.0=5.0

由於檢具的原則是不能讓NG品被驗過
因此我們只取直徑為6.0的時候的狀況，來檢驗同心度:(此時交集的圓直徑為5.0)
所以內圓直徑在5.0以下的都會直接fail

再來，我們要把外圓的狀況也考慮進來，
外圓的條件有:
圓直徑在9.8~10.2之間 真圓度0.05
首先考慮圓直徑和內圓的關係:
如下圖:
https://imgur.com/j3yyVsG
這個時候，如果外圓設計成9.8 那只有下限才能過
但設計成10.2 那就會有機會讓NG品通過
當外徑9.8內徑在5.6~6.0之間的同心度有機會超過1.0 最大可以到1.4 如下圖:
https://imgur.com/Fx7928V
黑線是檢具輪廓
藍線是工件輪廓
可以看到工件的內外圓心超過直徑1.0的限制(圓心間距離0.5內)
以此類推 當工件外徑10.0 時 內徑在5.8~6.0之間就有機會超過1.0 最大可到1.2

這種時候 就會增加檢具內圓的直徑
讓它即使在工件外徑9.8的狀態下也能保證可以不讓NG品通過
我們就會把檢具內徑增加到5.4 這樣就能確保 工件外徑在9.8~10.2都能不讓NG品通過
如下圖:
https://imgur.com/zTRLtE7
(導角是為了避免工件刮傷)
工程圖如下:
https://imgur.com/qlX9h5I

檢具的公差設定也很重要 尺寸以單邊公差為準
一般都是工件公差的1/10
但有些公差特別嚴格的公件就看狀況設定
避免讓NG品通過 最大尺寸只能做小 最小尺寸只能做大
所以理論上能通過檢驗的工件的尺寸就限定在內徑5.4~6.0 外徑 9.8~10.2
同心度在1.0以內的工件了

但到這邊還沒結束
還有內圓的上限(6.0)、外圓的下限(9.8)還有外圓的真圓度沒驗到
內圓的NOGO GAUGE

只要內圓套得進這個GAUGE 就判NG
https://imgur.com/iXbscEq
https://imgur.com/HIVjx2a

外圓的NOGO GAUGE

只要外圓進得去這個GAUGE 就算直徑過小 NG
https://imgur.com/Ulx0pcM
https://imgur.com/oYc7rXe

(其實這個用游標卡尺或內外徑規卡一下就有值了 只是教學文得寫完整)

真圓度就只能靠真圓度儀或V型塊配合千分錶了
不然就是其他高規格的儀器了


經過這一些檢具公差的限制 實際能過的工件尺寸就限定在5.42~5.98 外徑9.798~10.198
同心度0.9以內的工件。

總而言之，檢具就是得犧牲公差來換取便利性
所以在使用檢具時 同時得根據檢具的通過範圍
和製造端以及下包商協定在製造端的公差 以免製造出符合圖紙 但過不了檢具的工件

線上的檢具根據使用頻繁程度 每3~12個月得實施校驗來檢驗效力
而並不是每件工件都適合用檢具
這得看工程師怎麼去衡量了~

大概是這樣
有錯還請各位大德指正
感謝!

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