丁涛
苏州华旃航天电器有限公司
摘要：零部件的尺寸设计不合理，标注不规范导致后续加工过程中随意，零部件实际加工出来后影响产品的配合结构，导致产品无法进行装配乃至影响产品整体质量，造成巨大损失。
关键词：零部件设计、尺寸标注、工艺加工
一、零部件尺寸标注的概念
（一）零部件尺寸标注
零部件图上的尺寸是加工和检验零件的重要依据，是零件图的重要内容之一，是图样中指导性最强的部分。在零部件图纸上标注尺寸，必须做到：正确、完整、清晰、合理。标注尺寸的合理性就是要求图样上所标注的尺寸纪要符合零部件的设计要求，又要符合生产实际，便于加工和测量，并有利于装配。
（二）零部件尺寸标注设计的规范
在研发设计元器件产品的过程中，无论是图纸的图幅、标注的字体，还是各个零件图设计及工艺图纸之间的配合、每个尺寸的规范，都存在一个有据可查的标准。若是没有执行这些标准化，各个设计人员画出来的图纸杂乱无章，所设计出来的产品及结构也必然问题重重。
（二）问题产品案例
笔者在实际研发工作中遇到的一起质量问题，追溯后发现原因是产品的弯曲模具凸模作用部位逐步磨损时，凸模角部R会变大，零件特征中弯曲部位R会变长，各直线段尺寸为变短，弯曲时多余的材料会向自由端延伸，零件自由端尺寸就会变长。根据上述分析，当弯曲模凸模R尺寸变大时零件尺寸会变长。据理论计算，当弯曲模凸模磨损程度接近R0.3弧长时，3.5尺寸会变为4.0。问题产品问题产品无法推动到位的原因是：问题产品零件采用冲压成型工艺加工，模具模芯磨损，导致3.5mm尺寸超差为4.0mm。
经核查该问题产品设计图纸和工艺加工图纸的尺寸标注并不完全一致，如下图所示：
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设计图纸对于3.5尺寸的标注为3.5，零件加工工艺中3.5尺寸标注为（3.5），为参考尺寸，两者不一致。
该问题产品按照零件工艺加工完成，生产过程没有异常。其中3.5尺寸在零件加工的“弯曲成形”工序形成。由于3.5尺寸在工艺文件中为参照尺寸，零件检验过程中未对3.5尺寸进行检验，从而未发现模具磨损情况。故模具磨损因素不能排除。
第一道弯曲工序模具是采用定位板定位，定位特征为落料冲槽后整体外形。在弯曲加工时，当定位板出现偏移时，零件亦会随之偏移，零件折弯部位会发生变化，零件自由端尺寸则会随之变化，折弯部位离自由端方向变小的一端，弯曲后自由端尺寸会变小，反之则会变大。该零件尺寸7mm，尺寸在6.94-7.02，未出现变小的现象，说明定位板并未发生偏移，故定位误差因素可以排除。
该零件弯曲工序采用某型号冲床加工，经复盘验证加工设备保养及维修记录均正常，且后续加工零件状态稳定，故设备故障因素可以排除。
关于3.5尺寸超差，终检未检验出的调查如下：查另一批次的问题产品按照装配工艺“组装→完工检验→逐批检验→包装→入库”执行，查装配过程记录，没有异常。查装配工艺文件发现工序流程为：组装→完工检验→逐批检验→包装→入库。其中逐批检验详细规范执行。对于单独附件供货的情况的互换性检验没有明确规定，检验员执行检验规范时，没有进行附件和连接器的互换性检测，导致问题产品出厂时未识别出推动不到位的质量问题。
结合上述故障件、故障现象的分析，问题产品无法推动到位的原因是：产品在问题产品零件采用冲压成型工艺加工，模具模芯磨损，导致3.5mm尺寸超差为4.0mm，产品进行逐批检验时，按照详细规范执行，对于单独附件供货情况的互换性检验没有明确规定，检验员执行检验规范时，没有进行附件和连接器的互换性检测。
对磨损导致自由端长度变长的机理如下：当模具为直角边时，零件对应部位的材料长度为2×b=2×0.3=0.6，当模具直角边逐渐磨损至R0.3时，对应部位材料长度为1/4×2πr=1/2πr=0.47，相当于当一个直角边磨损到R0.3时，对应部位材料长度结余0.13，而当四个直角边均磨损至R0.3时，对应的四个圆角部位材料结余0.13×4=0.52，因为考虑到零件3.5尺寸为参考尺寸，所以加工零件以3.5端为自由端，结余材料由于受到挤压作用力会顺势往自由端延伸，从而导致3.5尺寸变为4.0。
通过上述直角状态下的理论分析，以及对比模具，可以得知由于模具磨损，导致零件自由端变长，发生尺寸超差问题。问题产品问题产品无法推动到位批次性质量问题发生原因为：问题产品零件采用冲压成型工艺加工，模具模芯磨损，导致3.5mm尺寸超差为4.0mm；零件加工过程检验时，零件工艺文件对于3.5mm尺寸标注错误，标注成参考尺寸，导致检验人员无法发现模具磨损导致3.5mm尺寸超差；产品进行逐批检验，执行详细规范，该规范对于附件的互换性检验未进行规定，检验员执行本规范时，未进行附件和连接器的互换性检测，导致产品出厂。
由此，整个案例过程分析后应该采取以下措施：1、完善设计文件，优化R1.25尺寸，将R1.25圆心向右移动0.75mm，优化弯曲直角尺寸为R0.55；完善加工工艺文件根据设计文件优化点完善落料工序落料工艺以及确定3.5尺寸公差正负0.1，并将此尺寸纳入首末件检验中；2、按照完善的设计、工艺文件进行修模；3、编制工装管理办法，对模具本体尺寸以及寿命进行直接管理；4、重新修订完善编制检验规范文件，对附件逐批检验要求进行细化。
三、零部件尺寸标注规范的重要作用
零部件的尺寸标注是元器件产品设计多样化的技术基础。在工艺制造过程中也是必不可少的。各类元器件产品的多样化是当今社会乃至未来发展的需求和趋势，标准化和多样化不排斥，相反需要良好的结合。多样化元器件产品也是通过“通用固定部分”和“变化部分”组成的，“变化部分”也必须使其尽可能的转化成标准化研发生产制造。因此，设计人员唯有牢牢的把握好技术制图的标准原则，遵循并在实践中把握好设计和工艺的过程各类标注参数，才能提高设计效率，保障工艺生产的良好运作。零部件的标注规范合理性在产品设计和工艺过程中起着十分重要的技术纽带和必不可少的技术奠基作用。但是很明显地是在我们的现实工作中还没有受到足够的重视，乃至发挥其重要作用，还需要我们任重而道远地宣传和努力实践。
参考文献：
1、GB/T 14689 技术制图 图纸幅面和格式
2、GB/T 14690 技术制图 比例