进阶篇：6）样机制做与验证

本章目的：了解样机制做目的和方法

1.样机定义：

为验证设计或方案的合理性和正确性，或生产的可行性而制做的样品。

 

2.JB 5054行标关于样机方面的规定

2.1 生产过程概念

2.1.1 样机（样品）试制  prototype (sample) trial production  

样机（样品）试制是为验证新产品的结构和性能等所进行的试制工做。

 

2.1.2 小批试制  trial production in small numbers 

小批试制是为验证正式生产的工艺、工装和经样机（样品）试制修改后的图样、设计文件所进行的试制工做。 

 

2.1.3 正式生产normal production 

正式生产是按照经试制、最终修改后的图样、设计文件和肯定的工艺要求进行的生产。

 

2.1.4 图纸中的标注代号

“S”—样机（样品）试制图样标记代号；

“A”—小批试制图样标记代号；

“B”—正式生产图样标记代号。

 

2.2 样机相关的标准规定

2.2.1 试制鉴定大纲  appraisal program of trial production 

试制鉴定大纲是鉴定产品时，对检验与试验的项目所需的设计文件、特殊仪表、试验场地以及试验的程序、方法与要求等而编制的文件。

试制鉴定大纲 （包括样品试制鉴定大纲及小批试制鉴定大纲）内容包括：

a) 产品基本参数和技术性能指标是否符合有关产品标准的要求；

b) 提出产品所有性能试验项目、程序及记录表格；

c) 检验产品主要零、部件制造质量及装配质量；

d) 检查产品外观质量；

e) 审查产品图样、设计文件的正确性、完整性、统一性；

注：样机试制鉴定重点审查产品图样、设计文件；小批试制鉴定重点审查工艺、工装图样及文件。

f) 对在鉴定前已进行过试验并具备试验文件（如试验报告）而又不宜在鉴定时再进行试验的项目，应提出试验报告的编号和名称；

 

g) 附鉴定用仪器、工具及材料清单；

h) 鉴定试验地点（指大型成套设备）。

2.2.2 试制总结  summary of trial production 

试制总结是样机（样品）试制和小批试制时，对设计和工艺在试制过程当中出现和存在的问题、解决方法及试验验证等的分析总结所编制的文件。

试制总结内容包括：

（1）样机试制总结

a) 试制产品性质（指系列、派生、专用等）；

b) 试制时间、数量；

c) 关键问题及解决过程；

d) 产品图样、设计文件验证状况；

e) 材料代用状况；

f)  加工、装配质量状况；

g) 样机试制结论。

 

（2）小批试制总结

a) 小批试制时间和数量；

b) 样机鉴定中提出的问题和建议的处理状况；

c) 工艺验证状况；

d) 工装验证状况；

e) 关键问题及解决过程；

f)  小批试制结论。

2.2.3 型式试验报告  type- test report 

型式试验报告是根据产品标准（或产品技术条件）的要求，对样机（样品）的各项质量指标进行全面检验后编制的文件。

型式试验报告内容包括：

a) 试验台数及产品编号；

b) 试验依据；

c) 试验记录：根据产品标准（或产品标准草案）、或产品技术条件进行逐项试验并做记录；

d) 质量分析：根据试验结果，对产品质量做出结论性评价，通常指是否合格，主要技术指标的水平，对不合格项目初步分析意见。

 

2.2.4  试用报告trial operation report 

试用报告是经过样机（样品）在实际工做条件下试用结果所编制的文件，做为进一步改进设计及样机（样品）鉴定的依据。

试用报告内容包括：

a) 试用项目；

b) 试用目的、要求；

c) 试用条件（环境条件、设备、仪表）；

d) 试用步骤、方法和内容；

e) 性能分析；

f)  试用结论；

g) 试用单位盖章和日期。

//样机相关的判断标准，因此有标准仍是要看看的。

 

3.关于样机的我的看法：

样机分为手板件、软模样件、硬模样件。

3.1 手板件：

在产品的设计过程当中，咱们完成了设计图纸之后，最想作的一件事即是想知道本身设计的东西作成实物什么样、外观和本身的设计思想是否吻合、结构设计是否合理等等？手板件制造即是应这种需求而产生的。通俗点讲，手板件就是在没有开模具的前提下，根据产品外观图纸或结构图纸先作出的一个或几个，用来检查外观或结构合理性的功能样板。早期的手板由于受到各类条件的限制，主要表如今其大部分工做都是用手工完成的，所以叫手板件。

总结一下,手板件的做用以下：

1）检验结构的可行性；

2）给客户提早体验产品；

3）用做功能测试；

4）减小直接开模风险；

 

3.1.1 根据加工方式，咱们能够加工制做如下手板模型：

1）CNC塑胶手板，材料有：ABS、亚克力、PP、PC、POM、尼龙、电木等；

2）CNC五金手板，材料有：铝、铝镁合金、铝锌合金、铜、钢、铁等；

3）3d打印：有SLA、SLS、FDM等；

4）快速模具成型，有快速金属模具，硅胶模具，低压灌注模具；（在行业内这个概念和软模有点混淆，通常能够指代软模）

 

3.2 样板件：

也有将软模样件或硬模样件直接称为样板件，样板件就是用模具制造的了，是客户试产以前的样件确认。做用为：

1.整机测试；

2.反省流水线试产可能；

3.客户正式成品确认；

 

3.3 软模样件：

软模(非硅胶模)是指用NAK80等钢材作的模具，这种材料的模芯使用时通常是预硬的,直接可进行机械加工的,加工完成后不须要进行热处理，直接可投入生产使用；用软模制造的样品叫软模样件。

 

3.4 硬模样件：

硬模是指模架的模芯料在机械加工前是退火态的，等机械加工完了之后再进行热处理，通常热处理后还要进行电加工再成型。用硬模制造的样品叫硬模样件。

 

如下对产品开模具过程当中的费用,工艺上,寿命进行比较:

产品在设计阶段随时可能会有设计变动，若是直接开硬模，产品变动会产生修模费用，通常在产品结构验证没有问题以后才会开正式的模具。因此通常软模用于试样设计阶段，硬模用于量产。甚至有些日本的模具公司有强硬的规定，必定要先软模后硬模，想必是为了更好的制做的缘由。

 

软模样件和硬模样件的成品质量并无区别。

不过公司在开模具的时候，建议软模硬模统一报价，而后从成本、时间、产品采购量以及后期风险等方面综合考虑，再决定采用何种开模形式。

 

4.样机制做要诀（我的密传）：

1）买一台FDM3d打印机大量打印样品；

2）3d模型预留合理间隙&公差标注一概使用对称公差！

4.1 买一台FDM3d打印机大量打印样品：

理由详见：进阶篇：3.9）3d打印件设计

 

4.2 3d模型预留合理间隙&公差标注一概使用对称公差！

缘由以下：

①手板件的制做通常都是基于3d模型来的，加工方极可能不肯意根据不对称公差进行修正（如CNC加工）。有些加工方式（如3d打印等）是没办法用不对称公差进行加工的。因此，假如你不想由于一个尺寸不合理的样品手工修改，就须要预先对3d模型进行间隙预留，2d图标上对称公差。

②塑胶件等模具开模中，而为了保证样品尺寸的合格率（必定的cpk值），就须要将3d模型调整到近中间值，即不对称公差调整为对称公差（(这句话实际等于调整cpk中ca的值到中心)）。若不对称公差过多，这可不是轻松的活，并且有些曲面甚至很是难以修正。那么有些国内的模具厂会很偷懒。以下图所示：

//错误的流程缺乏了--根据2d图纸公差修正模型--这一个环节。

有人确定会问：偷懒后尺寸不合格怎么办？

样品从100个中挑出30个合格的就好了，再无耻一点的直接造假检验书，或不检验直接给，也是见过的。最后竟然发展到要手工磨塑胶件的好笑事实，真是血与泪的教训╮(╯▽╰)╭。

3d模型预留合理间隙&公差标注一概使用对称公差，以下图：

就是省了模具工程师的工做--3d模型根据2d图纸修正（即不对称公差改为对称公差的一步），真是大大有用。

这条在本博文多章节中都有提到！