汽车检具设计与制造-检具的寿命

检具寿命的概念

检具的寿命是指检具从开始使用到精度失效，而无法实现对制件进行合格与否的判定的一个生命周期，理想情况下，是随着制件的开发周期结束而结束。

检具在使用过程中，其零件由于磨损或损坏而失效。如果磨损或损坏严重，导致检具无法修复使用时，检具就应该作报废处理。如果检具的零件具有互换性，零件失效后能够得到及时的更换，那么检具的寿命在理论上是无限的。但是，检具在长时间的使用后，其零部件逐渐趋于老化，故障概率会大大增加，修理费用随之增加，而且会扩大制件尺寸不合格的误报率，影响制件批量生产时的监测，同时检具经常修理也会直接影响制件的生产效率，因此，当修理检具在经济上不合理时，也应考虑将其报废。不考虑外力的作用下，检具的设计寿命一般由自身的结构，材料及热处理等因素决定，所以检具设计初期就应该有考虑检具寿命的初衷，降低设计缺陷，在不增加成本的情况下，延长检具的使用寿命。

检具的失效形式

检具的失效的基本形式由四种：即磨损失效，断裂失效，疲劳失效，塑性变形失效

1） 磨损

检具作为一种检测设备，在零件不发生位移的情况下，检具上的功能件需要相应的姿态移动和调整或在其他辅助工具的配合下，才能到达产品的检测区域，进行有效的质量判定。尤其是Cubing 检具，开口检具，功能性主模型，可拆卸模块较多，每一次的装拆和搬运都会对检具的稳定性产生少许的影响。

检具在使用时，活动件之间相互运动，手持件与产品接触等都会导致零件的磨损，检具使用时间越长，则磨损量也越大，磨损也就越严重。

磨损的形式由有疲劳磨损，腐蚀磨损，粘着磨损。判断检具是否磨损而失效的主要标准是三坐标测量，当测量报告显示检具尺寸超出允许的公差范围时即宣告检具失效。检具上发生磨损频率[敏感词]，对精度影响[敏感词]的部分是定位销，检测销，划线销，翻转和平移装置，可拆卸模块，滑动导轨，燕尾槽机构，打表机构等等，这些部分需要经常检查，是日常维护保养的重点区域。

2） 疲劳

检具一般都是以间歇工作的方式进行工作，频繁的反复加载和卸载使检具受力零件处于交变应力的作用下。一部分检具的活动件，比如导轨，滑块，翻转机构等，还有一些自动化程度较高的检具，配有气缸，电动马达等，这些活动件在运动的过程中，会带有一定的载荷，这种冲击力的转移会通过其他零件进行传递。检具使用一段时间后，由于交变应力的作用，在零件表面和内部存在微观缺陷及应力集中的部位将会萌生许多微小裂纹。检具继续使用时，这些微裂纹将会逐渐扩展，当微裂纹扩展都一定程度时，检具零件的承载能力将被严重削弱，终导致检具开裂或破损。

3） 塑性变形

当检具零件承受的载荷使零件内部的应力超过其自身材料的屈服强度时，零件就会产生塑性变形，常见的塑性变形失效有工作零件出现表面皱纹，局部塌陷和棱角倒塌等。检具产生塑性变形的危害非常严重，轻微的塑性变形不易察觉，如果在运输，移动，受到外力的作用下，检具的塑性变形会放大，严重的时候整个定位系统会处于失衡的状态，终导致检具失效。一般塑性变形会出现在支撑零件上，如底板，支架，支撑板等承重型基础件，如果承重零件设计的比较薄弱，检具的稳定性差，直接影响重复性在线性的评测。

4） 断裂

检具在正常工作时，因为某种原因而突然出现较大裂纹，甚至分裂成几个部分，使检具整体或部分区域立即丧失工作能力的失效形式为断裂失效，常见的断裂失效有开裂，破裂，崩刃，折断等。很多情况下，检具断裂的部分受到过外力的冲击，短时间内零件无法将能量转换，从而导致断裂。零件受力的方向一般有两种，一种是径向受力，一种是横向受力。横向力目前是导致检具零件断裂的主要原因，所以，使用检具时，要尽量避免在应力集中的区域的施力。

保证和提高检具的有效使用寿命的途径

1）降低检具的磨损量

检具磨损的根本原因是零件与零件之间的相互摩擦作用，能够降低这种摩擦作用，或者提高检具零件的耐磨性的途径，都是降低检具的磨损速度，提高检具有效寿命的有效途径

1.合理选择检具材料

材料的耐磨性是决定检具零件磨损速度的主要因素之一，材料的耐磨性主要决定于材料的种类和热处理状态。常用的检具材料中，一般情况下，需要耐磨的检具零件都应通过淬火或其他热处理方法提高材料的硬度，材料越硬，耐磨性越好。

2.提高检具零件的表面质量

首先，要提高零件表面的精加工质量，零件加工越精细，表面粗糙度值越小，则磨损的速度就越慢，使用寿命就越高。其次，要尽力避免零件表层材料在加工过程中发生软化现象，防止材料耐磨性降低。例如，在磨削加工时，如果工艺条件选择不同，就会产生磨削烧伤，使表层材料的硬度降低，大大降低零件的耐磨性。而且零件在加工时要尽量避免刀伤和划痕，这些细微的裂纹在使用频率较高或使用环境恶劣的情况下，会慢慢扩展，要么被腐蚀，要么会疲劳开裂。

3.润滑处理

在生产车间，装配车间尤其是焊接车间，一般会有粉尘或细小颗粒，这些杂质会依附在检具的运动零件表面，如果强行使用检具，颗粒物会与零件产生摩擦，造成零件表面损伤。而润滑介质，可以对摩擦副起到冷却，清洗和防止污染的作用。检具的检测销，定位销及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油和防锈油，降低摩擦系数，减少零件之间的摩擦阻力。

2) 检具结构牢固可靠

检具设计时要充分考虑受力区域的载荷情况，而且要保证薄弱的部分有足够的强度和刚度，尤其是承重零件，一般都需要做筋板加强。检具结构牢固可靠可以抵御外部载荷的冲击，来保证自身的稳定性，而且还能降低塑性变形的风险。我们还要避免因强度过剩，带来的结构臃肿，检具布局和比例不协调。

3）操作合理规范，符合章程

检具的精度决定着产品批量生产时的质量，可以用“失之毫厘谬以千里”来形容，操作时一定要由检具规范作指引，按先定位后检测的步骤有条理的作业。不可私自拆卸，自由组装零部件，如果需要零件移动调整，必须经过三坐标的测量，确认结果合格。检具98%以上为钢件制作，如果活动件使用周期较长，保养不当，都会导致活动件“卡死”现象，此时，不能人工用铁锤等硬物对检具进行修复，故障发生后报请专业人员处理。使用人员操作不当，[敏感词]情况下会导致检具零件发生变形，断裂，以至于精度失效。在现场使用人员都需要经过一定的培训，佩戴相关劳保用具，安全，规范作业才能降低检具人为的损坏，确保检具良好的使用状态。

5） 定期维护保养，按周期复检校验

检具未使用时，需要将检具移至指定区域。严格执行定期保养和日常检查，维护工作，将故障消灭在萌芽状态，检具使用到规定的时间，就必须进行精度复核。