進階篇：6）樣機制做與驗證

本章目的：瞭解樣機制做目的和方法

1.樣機定義：

爲驗證設計或方案的合理性和正確性，或生產的可行性而製做的樣品。

 

2.JB 5054行標關於樣機方面的規定

2.1 生產過程概念

2.1.1 樣機（樣品）試製  prototype (sample) trial production  

樣機（樣品）試製是爲驗證新產品的結構和性能等所進行的試製工做。

 

2.1.2 小批試製  trial production in small numbers 

小批試製是爲驗證正式生產的工藝、工裝和經樣機（樣品）試製修改後的圖樣、設計文件所進行的試製工做。 

 

2.1.3 正式生產normal production 

正式生產是按照經試製、最終修改後的圖樣、設計文件和肯定的工藝要求進行的生產。

 

2.1.4 圖紙中的標註代號

「S」—樣機（樣品）試製圖樣標記代號；

「A」—小批試製圖樣標記代號；

「B」—正式生產圖樣標記代號。

 

2.2 樣機相關的標準規定

2.2.1 試製鑑定大綱  appraisal program of trial production 

試製鑑定大綱是鑑定產品時，對檢驗與試驗的項目所需的設計文件、特殊儀表、試驗場地以及試驗的程序、方法與要求等而編制的文件。

試製鑑定大綱 （包括樣品試製鑑定大綱及小批試製鑑定大綱）內容包括：

a) 產品基本參數和技術性能指標是否符合有關產品標準的要求；

b) 提出產品所有性能試驗項目、程序及記錄表格；

c) 檢驗產品主要零、部件製造質量及裝配質量；

d) 檢查產品外觀質量；

e) 審查產品圖樣、設計文件的正確性、完整性、統一性；

注：樣機試製鑑定重點審查產品圖樣、設計文件；小批試製鑑定重點審查工藝、工裝圖樣及文件。

f) 對在鑑定前已進行過試驗並具備試驗文件（如試驗報告）而又不宜在鑑定時再進行試驗的項目，應提出試驗報告的編號和名稱；

 

g) 附鑑定用儀器、工具及材料清單；

h) 鑑定試驗地點（指大型成套設備）。

2.2.2 試製總結  summary of trial production 

試製總結是樣機（樣品）試製和小批試製時，對設計和工藝在試製過程當中出現和存在的問題、解決方法及試驗驗證等的分析總結所編制的文件。

試製總結內容包括：

（1）樣機試製總結

a) 試製產品性質（指系列、派生、專用等）；

b) 試製時間、數量；

c) 關鍵問題及解決過程；

d) 產品圖樣、設計文件驗證狀況；

e) 材料代用狀況；

f)  加工、裝配質量狀況；

g) 樣機試製結論。

 

（2）小批試製總結

a) 小批試製時間和數量；

b) 樣機鑑定中提出的問題和建議的處理狀況；

c) 工藝驗證狀況；

d) 工裝驗證狀況；

e) 關鍵問題及解決過程；

f)  小批試製結論。

2.2.3 型式試驗報告  type- test report 

型式試驗報告是根據產品標準（或產品技術條件）的要求，對樣機（樣品）的各項質量指標進行全面檢驗後編制的文件。

型式試驗報告內容包括：

a) 試驗檯數及產品編號；

b) 試驗依據；

c) 試驗記錄：根據產品標準（或產品標準草案）、或產品技術條件進行逐項試驗並做記錄；

d) 質量分析：根據試驗結果，對產品質量做出結論性評價，通常指是否合格，主要技術指標的水平，對不合格項目初步分析意見。

 

2.2.4  試用報告trial operation report 

試用報告是經過樣機（樣品）在實際工做條件下試用結果所編制的文件，做爲進一步改進設計及樣機（樣品）鑑定的依據。

試用報告內容包括：

a) 試用項目；

b) 試用目的、要求；

c) 試用條件（環境條件、設備、儀表）；

d) 試用步驟、方法和內容；

e) 性能分析；

f)  試用結論；

g) 試用單位蓋章和日期。

//樣機相關的判斷標準，因此有標準仍是要看看的。

 

3.關於樣機的我的看法：

樣機分爲手板件、軟模樣件、硬模樣件。

3.1 手板件：

在產品的設計過程當中，咱們完成了設計圖紙之後，最想作的一件事即是想知道本身設計的東西作成實物什麼樣、外觀和本身的設計思想是否吻合、結構設計是否合理等等？手板件製造即是應這種需求而產生的。通俗點講，手板件就是在沒有開模具的前提下，根據產品外觀圖紙或結構圖紙先作出的一個或幾個，用來檢查外觀或結構合理性的功能樣板。早期的手板由於受到各類條件的限制，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。

總結一下,手板件的做用以下：

1）檢驗結構的可行性；

2）給客戶提早體驗產品；

3）用做功能測試；

4）減小直接開模風險；

 

3.1.1 根據加工方式，咱們能夠加工製做如下手板模型：

1）CNC塑膠手板，材料有：ABS、亞克力、PP、PC、POM、尼龍、電木等；

2）CNC五金手板，材料有：鋁、鋁鎂合金、鋁鋅合金、銅、鋼、鐵等；

3）3d打印：有SLA、SLS、FDM等；

4）快速模具成型，有快速金屬模具，硅膠模具，低壓灌注模具；（在行業內這個概念和軟模有點混淆，通常能夠指代軟模）

 

3.2 樣板件：

也有將軟模樣件或硬模樣件直接稱爲樣板件，樣板件就是用模具製造的了，是客戶試產以前的樣件確認。做用爲：

1.整機測試；

2.反省流水線試產可能；

3.客戶正式成品確認；

 

3.3 軟模樣件：

軟模(非硅膠模)是指用NAK80等鋼材作的模具，這種材料的模芯使用時通常是預硬的,直接可進行機械加工的,加工完成後不須要進行熱處理，直接可投入生產使用；用軟模製造的樣品叫軟模樣件。

 

3.4 硬模樣件：

硬模是指模架的模芯料在機械加工前是退火態的，等機械加工完了之後再進行熱處理，通常熱處理後還要進行電加工再成型。用硬模製造的樣品叫硬模樣件。

 

如下對產品開模具過程當中的費用,工藝上,壽命進行比較:

產品在設計階段隨時可能會有設計變動，若是直接開硬模，產品變動會產生修模費用，通常在產品結構驗證沒有問題以後纔會開正式的模具。因此通常軟模用於試樣設計階段，硬模用於量產。甚至有些日本的模具公司有強硬的規定，必定要先軟模後硬模，想必是爲了更好的製做的緣由。

 

軟模樣件和硬模樣件的成品質量並無區別。

不過公司在開模具的時候，建議軟模硬模統一報價，而後從成本、時間、產品採購量以及後期風險等方面綜合考慮，再決定採用何種開模形式。

 

4.樣機制做要訣（我的密傳）：

1）買一臺FDM3d打印機大量打印樣品；

2）3d模型預留合理間隙&公差標註一概使用對稱公差！

4.1 買一臺FDM3d打印機大量打印樣品：

理由詳見：進階篇：3.9）3d打印件設計

 

4.2 3d模型預留合理間隙&公差標註一概使用對稱公差！

緣由以下：

①手板件的製做通常都是基於3d模型來的，加工方極可能不肯意根據不對稱公差進行修正（如CNC加工）。有些加工方式（如3d打印等）是沒辦法用不對稱公差進行加工的。因此，假如你不想由於一個尺寸不合理的樣品手工修改，就須要預先對3d模型進行間隙預留，2d圖標上對稱公差。

②塑膠件等模具開模中，而爲了保證樣品尺寸的合格率（必定的cpk值），就須要將3d模型調整到近中間值，即不對稱公差調整爲對稱公差（(這句話實際等於調整cpk中ca的值到中心)）。若不對稱公差過多，這可不是輕鬆的活，並且有些曲面甚至很是難以修正。那麼有些國內的模具廠會很偷懶。以下圖所示：

//錯誤的流程缺乏了--根據2d圖紙公差修正模型--這一個環節。

有人確定會問：偷懶後尺寸不合格怎麼辦？

樣品從100箇中挑出30個合格的就好了，再無恥一點的直接造假檢驗書，或不檢驗直接給，也是見過的。最後竟然發展到要手工磨塑膠件的好笑事實，真是血與淚的教訓╮(╯▽╰)╭。

3d模型預留合理間隙&公差標註一概使用對稱公差，以下圖：

就是省了模具工程師的工做--3d模型根據2d圖紙修正（即不對稱公差改爲對稱公差的一步），真是大大有用。

這條在本博文多章節中都有提到！