进阶篇：6）样机制作与验证
本章目的：了解樣機制作目的和方法
1.樣機定義：
為驗證設(shè)計或方案的合理性和正確性，或生產(chǎn)的可行性而制作的樣品。
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2.JB 5054行標(biāo)關(guān)于樣機方面的規(guī)定
2.1 生產(chǎn)過程概念
2.1.1 樣機（樣品）試制 ?prototype (sample) trial production??
樣機（樣品）試制是為驗證新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能等所進(jìn)行的試制工作。
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2.1.2 小批試制 ?trial production in small numbers?
小批試制是為驗證正式生產(chǎn)的工藝、工裝和經(jīng)樣機（樣品）試制修改后的圖樣、設(shè)計文件所進(jìn)行的試制工作。?
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2.1.3 正式生產(chǎn)normal production?
正式生產(chǎn)是按照經(jīng)試制、最終修改后的圖樣、設(shè)計文件和確定的工藝要求進(jìn)行的生產(chǎn)。
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2.1.4 圖紙中的標(biāo)注代號
“S”—樣機（樣品）試制圖樣標(biāo)記代號；
“A”—小批試制圖樣標(biāo)記代號；
“B”—正式生產(chǎn)圖樣標(biāo)記代號。
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2.2 樣機相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
2.2.1 試制鑒定大綱 ?appraisal program of trial production?
試制鑒定大綱是鑒定產(chǎn)品時，對檢驗與試驗的項目所需的設(shè)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。
試制鑒定大綱?（包括樣品試制鑒定大綱及小批試制鑒定大綱）內(nèi)容包括：
a) 產(chǎn)品基本參數(shù)和技術(shù)性能指標(biāo)是否符合有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求；
b) 提出產(chǎn)品全部性能試驗項目、程序及記錄表格；
c) 檢驗產(chǎn)品主要零、部件制造質(zhì)量及裝配質(zhì)量；
d) 檢查產(chǎn)品外觀質(zhì)量；
e) 審查產(chǎn)品圖樣、設(shè)計文件的正確性、完整性、統(tǒng)一性；
注：樣機試制鑒定重點審查產(chǎn)品圖樣、設(shè)計文件；小批試制鑒定重點審查工藝、工裝圖樣及文件。
f) 對在鑒定前已進(jìn)行過試驗并具有試驗文件（如試驗報告）而又不宜在鑒定時再進(jìn)行試驗的項目，應(yīng)提出試驗報告的編號和名稱；
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g) 附鑒定用儀器、工具及材料清單；
h) 鑒定試驗地點（指大型成套設(shè)備）。
2.2.2 試制總結(jié) ?summary of trial production?
試制總結(jié)是樣機（樣品）試制和小批試制時，對設(shè)計和工藝在試制過程中出現(xiàn)和存在的問題、解決方法及試驗驗證等的分析總結(jié)所編制的文件。
試制總結(jié)內(nèi)容包括：
（1）樣機試制總結(jié)
a) 試制產(chǎn)品性質(zhì)（指系列、派生、專用等）；
b) 試制時間、數(shù)量；
c) 關(guān)鍵問題及解決過程；
d) 產(chǎn)品圖樣、設(shè)計文件驗證情況；
e) 材料代用情況；
f) ?加工、裝配質(zhì)量情況；
g) 樣機試制結(jié)論。
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（2）小批試制總結(jié)
a) 小批試制時間和數(shù)量；
b) 樣機鑒定中提出的問題和建議的處理情況；
c) 工藝驗證情況；
d) 工裝驗證情況；
e) 關(guān)鍵問題及解決過程；
f) ?小批試制結(jié)論。
2.2.3 型式試驗報告 ?type- test report?
型式試驗報告是根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（或產(chǎn)品技術(shù)條件）的要求，對樣機（樣品）的各項質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行全面檢驗后編制的文件。
型式試驗報告內(nèi)容包括：
a) 試驗臺數(shù)及產(chǎn)品編號；
b) 試驗依據(jù)；
c) 試驗記錄：根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)草案）、或產(chǎn)品技術(shù)條件進(jìn)行逐項試驗并作記錄；
d) 質(zhì)量分析：根據(jù)試驗結(jié)果，對產(chǎn)品質(zhì)量作出結(jié)論性評價，一般指是否合格，主要技術(shù)指標(biāo)的水平，對不合格項目初步分析意見。
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2.2.4? 試用報告trial operation report?
試用報告是通過樣機（樣品）在實際工作條件下試用結(jié)果所編制的文件，作為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計及樣機（樣品）鑒定的依據(jù)。
試用報告內(nèi)容包括：
a) 試用項目；
b) 試用目的、要求；
c) 試用條件（環(huán)境條件、設(shè)備、儀表）；
d) 試用步驟、方法和內(nèi)容；
e) 性能分析；
f) ?試用結(jié)論；
g) 試用單位蓋章和日期。
//樣機相關(guān)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，所以有標(biāo)準(zhǔn)還是要看看的。
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3.關(guān)于樣機的個人見解：
樣機分為手板件、軟模樣件、硬模樣件。3.1 手板件：
在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，我們完成了設(shè)計圖紙以后，最想做的一件事便是想知道自己設(shè)計的東西做成實物什么樣、外觀和自己的設(shè)計思想是否吻合、結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理等等？手板件制造便是應(yīng)這種需求而產(chǎn)生的。通俗點講，手板件就是在沒有開模具的前提下，根據(jù)產(chǎn)品外觀圖紙或結(jié)構(gòu)圖紙先做出的一個或幾個，用來檢查外觀或結(jié)構(gòu)合理性的功能樣板。早期的手板因為受到各種條件的限制，主要表現(xiàn)在其大部分工作都是用手工完成的，因此叫手板件。 總結(jié)一下,手板件的作用如下： 1）檢驗結(jié)構(gòu)的可行性； 2）給客戶提前體驗產(chǎn)品； 3）用作功能測試； 4）減少直接開模風(fēng)險；?
3.1.1 根據(jù)加工方式，我們可以加工制作以下手板模型：
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(yè)內(nèi)這個概念和軟模有點混淆，一般可以指代軟模）
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3.2 樣板件：
也有將軟模樣件或硬模樣件直接稱為樣板件，樣板件就是用模具制造的了，是客戶試產(chǎn)之前的樣件確認(rèn)。作用為：
1.整機測試；
2.檢討流水線試產(chǎn)可能；
3.客戶正式成品確認(rèn)；
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3.3 軟模樣件：
軟模(非硅膠模)是指用NAK80等鋼材做的模具，這種材料的模芯使用時一般是預(yù)硬的,直接可進(jìn)行機械加工的,加工完成后不需要進(jìn)行熱處理，直接可投入生產(chǎn)使用；用軟模制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(tài)的，等機械加工完了以后再進(jìn)行熱處理，一般熱處理后還要進(jìn)行電加工再成型。用硬模制造的樣品叫硬模樣件。?
以下對產(chǎn)品開模具過程中的費用,工藝上,壽命進(jìn)行比較:
產(chǎn)品在設(shè)計階段隨時可能會有設(shè)計變更，如果直接開硬模，產(chǎn)品變更會產(chǎn)生修模費用，一般在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)驗證沒有問題之后才會開正式的模具。所以一般軟模用于試樣設(shè)計階段，硬模用于量產(chǎn)。甚至有些日本的模具公司有強硬的規(guī)定，一定要先軟模后硬模，想必是為了更好的制作的原因。
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軟模樣件和硬模樣件的成品質(zhì)量并沒有區(qū)別。
不過公司在開模具的時候，建議軟模硬模統(tǒng)一報價，然后從成本、時間、產(chǎn)品采購量以及后期風(fēng)險等方面綜合考慮，再決定采用何種開模形式。
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4.樣機制作要訣（個人密傳）：
1）買一臺FDM3d打印機大量打印樣品；
2）3d模型預(yù)留合理間隙&公差標(biāo)注一律使用對稱公差！
4.1 買一臺FDM3d打印機大量打印樣品：
理由詳見：進(jìn)階篇：3.9）3d打印件設(shè)計
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4.2 3d模型預(yù)留合理間隙&公差標(biāo)注一律使用對稱公差！
原因如下：
①手板件的制作一般都是基于3d模型來的，加工方很可能不愿意根據(jù)不對稱公差進(jìn)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(jìn)行加工的。所以，假如你不想因為一個尺寸不合理的樣品手工修改，就需要預(yù)先對3d模型進(jìn)行間隙預(yù)留，2d圖標(biāo)上對稱公差。
②塑膠件等模具開模中，而為了保證樣品尺寸的合格率（一定的cpk值），就需要將3d模型調(diào)整到近中間值，即不對稱公差調(diào)整為對稱公差（(這句話實際等于調(diào)整cpk中ca的值到中心)）。若不對稱公差過多，這可不是輕松的活，而且有些曲面甚至非常難以修正。那么有些國內(nèi)的模具廠會很偷懶。如下圖所示：
//錯誤的流程缺少了--根據(jù)2d圖紙公差修正模型--這一個環(huán)節(jié)。
有人肯定會問：偷懶后尺寸不合格怎么辦？
樣品從100個中挑出30個合格的就行了，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。最后居然發(fā)展到要手工磨塑膠件的可笑事實，真是血與淚的教訓(xùn)╮(╯▽╰)╭。
3d模型預(yù)留合理間隙&公差標(biāo)注一律使用對稱公差，如下圖：
就是省了模具工程師的工作--3d模型根據(jù)2d圖紙修正（即不對稱公差改成對稱公差的一步），真是大大有用。
這條在本博文多章節(jié)中都有提到！
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的进阶篇：6）样机制作与验证的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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