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：
為驗證設計或方案的合理性和正確性，或生產的可行性而制作的樣品。
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2.JB 5054行標關于樣機方面的規定
2.1 生產過程概念
2.1.1 樣機（樣品）試制 ?prototype (sample) trial production??
樣機（樣品）試制是為驗證新產品的結構和性能等所進行的試制工作。
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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的工藝、工裝和經樣機（樣品）試制修改后的圖樣、設計文件所進行的試制工作。?
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2.1.3 正式生產normal production?
正式生產是按照經試制、最終修改后的圖樣、設計文件和確定的工藝要求進行的生產。
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2.1.4 圖紙中的標注代號
“S”—樣機（樣品）試制圖樣標記代號；
“A”—小批試制圖樣標記代號；
“B”—正式生產圖樣標記代號。
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2.2 樣機相關的標準規定
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) 提出產品全部性能試驗項目、程序及記錄表格；
c) 檢驗產品主要零、部件制造質量及裝配質量；
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：樣機試制鑒定重點審查產品圖樣、設計文件；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行試驗的項目，應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（指大型成套設備）。
2.2.2 試制總結 ?summary of trial production?
試制總結是樣機（樣品）試制和小批試制時，對設計和工藝在試制過程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。
試制總結內容包括：
（1）樣機試制總結
a) 試制產品性質（指系列、派生、專用等）；
b) 試制時間、數量；
c) 關鍵問題及解決過程；
d) 產品圖樣、設計文件驗證情況；
e) 材料代用情況；
f) ?加工、裝配質量情況；
g) 樣機試制結論。
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（2）小批試制總結
a) 小批試制時間和數量；
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) 關鍵問題及解決過程；
f) ?小批試制結論。
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后編制的文件。
型式試驗報告內容包括：
a) 試驗臺數及產品編號；
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并作記錄；
d) 質量分析：根據試驗結果，對產品質量作出結論性評價，一般指是否合格，主要技術指標的水平，對不合格項目初步分析意見。
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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果所編制的文件，作為進一步改進設計及樣機（樣品）鑒定的依據。
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，所以有標準還是要看看的。
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3.關于樣機的個人見解：
樣機分為手板件、軟模樣件、硬模樣件。3.1 手板件：
在產品的設計過程中，我們完成了設計圖紙以后，最想做的一件事便是想知道自己設計的東西做成實物什么樣、外觀和自己的設計思想是否吻合、結構設計是否合理等等？手板件制造便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做出的一個或幾個，用來檢查外觀或結構合理性的功能樣板。早期的手板因為受到各種條件的限制，主要表現在其大部分工作都是用手工完成的，因此叫手板件。 總結一下,手板件的作用如下： 1）檢驗結構的可行性； 2）給客戶提前體驗產品； 3）用作功能測試； 4）減少直接開模風險；?
3.1.1 根據加工方式，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；（在行業內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，是客戶試產之前的樣件確認。作用為：
1.整機測試；
2.檢討流水線試產可能；
3.客戶正式成品確認；
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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硬的,直接可進行機械加工的,加工完成后不需要進行熱處理，直接可投入生產使用；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的，等機械加工完了以后再進行熱處理，一般熱處理后還要進行電加工再成型。用硬模制造的樣品叫硬模樣件。?
以下對產品開模具過程中的費用,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更，如果直接開硬模，產品變更會產生修模費用，一般在產品結構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計階段，硬模用于量產。甚至有些日本的模具公司有強硬的規定，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量并沒有區別。
不過公司在開模具的時候，建議軟模硬模統一報價，然后從成本、時間、產品采購量以及后期風險等方面綜合考慮，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模型預留合理間隙&公差標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：進階篇：3.9）3d打印件設計
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4.2 3d模型預留合理間隙&公差標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。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模型調整到近中間值，即不對稱公差調整為對稱公差（(這句話實際等于調整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。那么有些國內的模具廠會很偷懶。如下圖所示：
//錯誤的流程缺少了--根據2d圖紙公差修正模型--這一個環節。
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。最后居然發展到要手工磨塑膠件的可笑事實，真是血與淚的教訓╮(╯▽╰)╭。
3d模型預留合理間隙&公差標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中都有提到！
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總結
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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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