丁力永

中國合格評定國家認可中心

1 引言

GB/T 1958—2017《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 幾何公差 檢測與驗證》(以下簡稱GB/T 1958)[1],主要規(guī)定了幾何公差中的形狀誤差、方向誤差、位置誤差和跳動誤差的檢測條件、檢測方法、誤差評定方法、測量不確定度估算方法、檢測與驗證操作集制定方法及合格評定規(guī)則,并給出了幾何誤差的檢測與驗證方案及示例,適用于工件幾何誤差的檢測與驗證。按照GB/T 1958對工件進行測量檢測,可以驗證工件的幾何精度是否達到設(shè)計要求,或間接驗證精密加工裝備的加工精度。

實驗室通過獲得中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的認可,證明其具備了按規(guī)定要求在獲準認可范圍內(nèi)提供檢測服務(wù)的能力,有利于促進其檢測結(jié)果被社會和貿(mào)易雙方廣泛相信、接受和使用。截至2022年12月31日,CNAS已認可各類實驗室超過14000家,其中,有446家獲得了GB/T 1958檢測能力的認可,并分布在多個領(lǐng)域和行業(yè),主要有傳統(tǒng)機械、汽車零部件、儀器儀表、電子電器、航空航天、船舶兵器,以及計量技術(shù)機構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)檢機構(gòu)等。

GB/T 1958是制造業(yè)通用的基礎(chǔ)性檢測方法標準,是工件幾何精度檢測的重要依據(jù),越來越多的實驗室申請認可。認可實驗室在CNAS內(nèi)部也是按照領(lǐng)域和行業(yè)分工負責,同時認可評審技術(shù)專家來自實驗室,必然帶有所在領(lǐng)域和行業(yè)的習慣或局限,在認可評審的一致性、規(guī)范性、科學性上難免存在問題,本文從申請必要性、能力表述、標準間協(xié)調(diào)、能力驗證等方面進行探討并提出對策。

2 GB/T 1958申請認可的必要性

實驗室應(yīng)使用適當?shù)姆椒ê统绦蜷_展所有實驗室活動,包括測量不確定度的評定及使用統(tǒng)計技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析[2]。

如果一個產(chǎn)品存在專用的檢測方法,僅需申請認可該專用檢測方法即可,不必申請GB/T 1958認可。例如,JB/T 10231.25—2006《刀具產(chǎn)品檢測方法 第25部分:金屬切割帶鋸條》條款8/直線度誤差;JB/T 10231.12—2017《刀具產(chǎn)品檢測方法 第12部分:三面刃銑刀》條款6/徑向圓跳動誤差和條款7/軸向圓跳動誤差。

在產(chǎn)品(檢測)標準本身已包含具體的檢測方法時,即便檢測方法的內(nèi)容比較簡單,也僅需申請認可該產(chǎn)品(檢測)標準即可,不必申請GB/T 1958認可。例如,GB/T 6091—2004《刀口形直尺》條款6/直線度誤差;GB/T 25667.3—2010《整體硬質(zhì)合金直柄麻花鉆 第3部分:技術(shù)條件》條款A(yù).2/徑向圓跳動誤差和A.3/斜向圓跳動誤差。

3 GB/T 1958檢測能力表述一致性

3.1 檢測對象

GB/T 1958標準規(guī)定適用的檢測對象是工件。按加工方式,可以是機械加工件、鍛件、鑄件、3D打印件等;按工件材質(zhì),可以是金屬件、塑料件、橡膠件、陶瓷件、復(fù)合材料件等;按是否裝配,可以是零件、部件、產(chǎn)品等。

目前的認可中,檢測對象的表述多種多樣,例如產(chǎn)品、工件、光滑工件、機械加工件、機械零部件、通用零部件、汽車零部件、電子元器件、金屬零件、橡膠件等,甚至有的實驗室因為工件材質(zhì)不同而重復(fù)表述GB/T 1958,例如檢測對象分為金屬零件和塑料零件。

檢測對象的表述既要能夠涵蓋各領(lǐng)域和行業(yè),又要兼顧傳統(tǒng)機械行業(yè)習慣。對于檢測能力全面、業(yè)務(wù)范圍寬泛的實驗室建議統(tǒng)一使用“通用零部件”,在機械行業(yè)建議統(tǒng)一使用“機械零部件”。在特定實驗室檢測對象也可以更加具體,但應(yīng)考慮到過于具體可能會限制實驗室的應(yīng)用。

3.2 認可代碼

目前在確定認可代碼時,多數(shù)是依據(jù)特定檢測對象,例如金屬零件使用0301(金屬材料及制品/機械性能)、塑料零件使用0507(塑料)以及電子元器件使用0406,這種做法既不嚴謹也不準確。認可代碼是選派實驗室技術(shù)評審專家的依據(jù),不準確、不科學可能影響評審派員的專業(yè)覆蓋性,進而影響技術(shù)評審質(zhì)量。

按照CNAS-AL06:2015《實驗室認可領(lǐng)域分類》[3],凡是申請認可GB/T 1958,無論實驗室屬于哪個領(lǐng)域和行業(yè),無論檢測對象如何表述,實質(zhì)的檢測技術(shù)領(lǐng)域均屬于幾何量檢測的范疇,認可代碼建議統(tǒng)一使用030701(幾何量檢測)。

3.3 檢測項目/參數(shù)

GB/T 1958將幾何誤差分為形狀誤差、方向誤差、位置誤差和跳動誤差,包含直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度、平行度、垂直度、傾斜度、同心度、同軸度、對稱度、位置度、圓跳動、全跳動15個誤差參數(shù)。

目前的認可中,檢測項目/參數(shù)表述存在的問題最多,主要有專業(yè)術(shù)語使用不嚴謹、實驗室間表述不一致、重復(fù)表述不簡潔等,有的表述為1幾何公差,有的表述為1形狀誤差、2方向誤差、3位置誤差、4跳動誤差,有的表述為1直線度、2平面度、3圓度、4圓柱度、5線輪廓度、6面輪廓度、7平行度、8垂直度、9傾斜度、10同心度、11同軸度、12對稱度、13位置度、14圓跳動、15全跳動。

基于科學、規(guī)范、簡潔、準確的能力表述目標,結(jié)合認可實踐和專家意見,建議如下:

①幾何公差是對幾何誤差的要求,由標準或圖紙給定,不是檢測項目,實際測量中誤差才是被測量,因此檢測項目/參數(shù)均應(yīng)表述為誤差,例如幾何誤差、圓度誤差等。在其他檢測標準中,也可能表述為偏差,根據(jù)JJF 1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》[4],此時誤差與偏差的概念一致。

②目前的認可中,對于直線度誤差等15個分類屬于檢測項目還是檢測參數(shù)存在不同意見。檢測項目指檢測活動所針對的產(chǎn)品屬性,可包含若干參數(shù)[5]。據(jù)此可以把幾何誤差理解為檢測項目,把直線度誤差等15個分類理解為檢測參數(shù)。

③通常情況下,如果實驗室只配備通用量具,建議按照15個檢測參數(shù)分別進行表述,并在標準欄中明確填寫對應(yīng)的具體條款信息,示例見表1。

表1 只配備通用量具時檢測能力認可表述典型示例

④在實驗室只配備坐標測量機的情況下,可以采取簡化的表述方式,示例見表2。

表2 只用坐標測量機時檢測能力認可表述典型示例

⑤如果實驗室配備的儀器設(shè)備種類全、數(shù)量多,既有通用量具,又有自動化儀器設(shè)備,檢測能力非常全面,建議也采取簡化的表述方式,示例見表3。

表3 儀器設(shè)備種類全、數(shù)量多時檢測能力認可表述典型示例

3.4 設(shè)備配置

目前的認可中發(fā)現(xiàn),很多實驗室存在儀器設(shè)備配備填寫不全、與檢測項目/參數(shù)不對應(yīng)、計量溯源性信息不全不準確等問題。儀器設(shè)備及其計量溯源性信息是實驗室技術(shù)能力的硬件基礎(chǔ)和客觀體現(xiàn),是認可技術(shù)評審的重要依據(jù)。

實驗室應(yīng)根據(jù)GB/T 1958附錄C檢測與驗證方案中規(guī)定的測量設(shè)備進行配備,一個檢測參數(shù)可以使用多種儀器設(shè)備單獨或共同,或者同一類型多臺儀器設(shè)備進行測量檢測,凡是納入實驗室認可范圍的儀器設(shè)備均需要申報。同時,應(yīng)注意儀器設(shè)備與檢測項目/參數(shù)的有效對應(yīng),確保儀器設(shè)備及其計量溯源性信息填全填準。

3.5 限制范圍

當實驗室只使用坐標測量機時,限制如下:①對于幾何誤差15個檢測參數(shù),如果儀器設(shè)備的功能不能全部覆蓋應(yīng)該聲明。例如“不測:圓跳動誤差、全跳動誤差”或“只測:平行度誤差、垂直度誤差、傾斜度誤差、同軸度誤差、對稱度誤差、位置度誤差”。②坐標測量機是精密測量設(shè)備,不同測量機的測量范圍和精度指標差別較大,作為實驗室檢測能力的直觀體現(xiàn),建議聲明坐標測量機的測量范圍、精度指標。例如“只用坐標測量機;≤(3000mm×5000mm×2000mm);MPEe:(4.8+L/450)μm(L：mm);”。③如果實驗室有多臺坐標測量機,建議聲明最大測量范圍和最優(yōu)精度指標。例如“只用坐標測量機;≤(1200mm×1200mm×900mm);MPEe:(1.5+L/350)μm(L：mm);”。④如果實驗室有多臺坐標測量機,并且既有接觸式又有非接觸式,可以分別聲明。例如“只用坐標測量機;接觸式,≤(1200mm×1200mm×900mm),MPEe:(1.5+L/350)μm(L：mm);非接觸式,≤(600mm×400mm×600mm),MPEe:(2.2+L/250)μm(L：mm)”。

上文實驗室配備的儀器設(shè)備種類全,數(shù)量多,既有通用量具,又有自動化儀器設(shè)備,檢測能力非常全面,說明欄中限制范圍內(nèi)容可以不填,但是建議選擇檢測參數(shù)覆蓋全、測量范圍大、精度指標優(yōu)或代表實驗室特色的儀器設(shè)備進行聲明。

4 GB/T 1958與相關(guān)標準的協(xié)調(diào)性

幾何量檢測涉及尺寸、幾何誤差、表面粗糙度等項目,因此GB/T 1958需要與其他相關(guān)標準有效銜接、協(xié)調(diào)一致。

當GB/T 11336—2004《直線度誤差檢測》等單一檢測參數(shù)的幾何誤差檢測方法標準與GB/T 1958一同認可時,為避免標準的交叉重復(fù),這些標準可以視為檢測項目/參數(shù)不同而分開表述,示例見表4。

表4 機械行業(yè)GB/T 1958及相關(guān)標準檢測能力認可表述典型示例

通常情況下,GB/T 3177—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 光滑工件尺寸的檢驗》要與GB/T 1958同時認可,檢測項目/參數(shù)表述為“尺寸”,其余問題的處理均與GB/T 1958類似,示例見表4。

當GB/T 10610—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 評定表面結(jié)構(gòu)的規(guī)則和方法》需要認可時,檢測項目/參數(shù)表述為“表面粗糙度”,限制范圍主要聲明具體的檢測參數(shù)及儀器設(shè)備測量范圍,示例見表4。

不屬于檢測標準不能認可,例如GB/T 1804—2000《一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差》、GB/T 38762.1—2020《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 尺寸公差 第1部分:線性尺寸》、GB/T 1182—2018《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 幾何公差 形狀、方向、位置和跳動公差標注》、GB/T 1031—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》及GB/T 3505—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 術(shù)語、定義及表面結(jié)構(gòu)參數(shù)》

5 GB/T 1958有關(guān)的能力驗證

申請認可或已獲認可實驗室均應(yīng)滿足CNAS能力驗證要求。對CNAS能力驗證領(lǐng)域和頻次表中未列入的領(lǐng)域(子領(lǐng)域),只要存在可獲得能力驗證,鼓勵獲準認可合格評定機構(gòu)積極參加[6]。GB/T 1958等檢測標準所在的幾何量檢測領(lǐng)域,并無參加能力驗證的硬性要求,實驗室可根據(jù)實際情況自愿選擇參加能力驗證項目(能力驗證計劃、測量審核)或自行組織實驗室間比對等外部質(zhì)量控制活動。

目前的認可中,很多實驗室儀器設(shè)備精度很高,但是選擇參加的能力驗證卻精度很低,外部質(zhì)量控制活動的有效性達不到要求,實際上已經(jīng)失去了能力驗證的作用,要評估參加能力驗證提供者實施的能力驗證項目的適宜性。