GB/T 1958—2017在实验室认可中存在的问题及对策

丁力永

中国合格评定国家认可中心

1 引言

GB/T 1958—2017《产品几何技术规范(GPS) 几何公差 检测与验证》(以下简称GB/T 1958)[1],主要规定了几何公差中的形状误差、方向误差、位置误差和跳动误差的检测条件、检测方法、误差评定方法、测量不确定度估算方法、检测与验证操作集制定方法及合格评定规则,并给出了几何误差的检测与验证方案及示例,适用于工件几何误差的检测与验证。按照GB/T 1958对工件进行测量检测,可以验证工件的几何精度是否达到设计要求,或间接验证精密加工装备的加工精度。

实验室通过获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)的认可,证明其具备了按规定要求在获准认可范围内提供检测服务的能力,有利于促进其检测结果被社会和贸易双方广泛相信、接受和使用。截至2022年12月31日,CNAS已认可各类实验室超过14000家,其中,有446家获得了GB/T 1958检测能力的认可,并分布在多个领域和行业,主要有传统机械、汽车零部件、仪器仪表、电子电器、航空航天、船舶兵器,以及计量技术机构、产品质检机构等。

GB/T 1958是制造业通用的基础性检测方法标准,是工件几何精度检测的重要依据,越来越多的实验室申请认可。认可实验室在CNAS内部也是按照领域和行业分工负责,同时认可评审技术专家来自实验室,必然带有所在领域和行业的习惯或局限,在认可评审的一致性、规范性、科学性上难免存在问题,本文从申请必要性、能力表述、标准间协调、能力验证等方面进行探讨并提出对策。

2 GB/T 1958申请认可的必要性

实验室应使用适当的方法和程序开展所有实验室活动,包括测量不确定度的评定及使用统计技术进行数据分析[2]。

如果一个产品存在专用的检测方法,仅需申请认可该专用检测方法即可,不必申请GB/T 1958认可。例如,JB/T 10231.25—2006《刀具产品检测方法 第25部分:金属切割带锯条》条款8/直线度误差;JB/T 10231.12—2017《刀具产品检测方法 第12部分:三面刃铣刀》条款6/径向圆跳动误差和条款7/轴向圆跳动误差。

在产品(检测)标准本身已包含具体的检测方法时,即便检测方法的内容比较简单,也仅需申请认可该产品(检测)标准即可,不必申请GB/T 1958认可。例如,GB/T 6091—2004《刀口形直尺》条款6/直线度误差;GB/T 25667.3—2010《整体硬质合金直柄麻花钻 第3部分:技术条件》条款A.2/径向圆跳动误差和A.3/斜向圆跳动误差。

3 GB/T 1958检测能力表述一致性

3.1 检测对象

GB/T 1958标准规定适用的检测对象是工件。按加工方式,可以是机械加工件、锻件、铸件、3D打印件等;按工件材质,可以是金属件、塑料件、橡胶件、陶瓷件、复合材料件等;按是否装配,可以是零件、部件、产品等。

目前的认可中,检测对象的表述多种多样,例如产品、工件、光滑工件、机械加工件、机械零部件、通用零部件、汽车零部件、电子元器件、金属零件、橡胶件等,甚至有的实验室因为工件材质不同而重复表述GB/T 1958,例如检测对象分为金属零件和塑料零件。

检测对象的表述既要能够涵盖各领域和行业,又要兼顾传统机械行业习惯。对于检测能力全面、业务范围宽泛的实验室建议统一使用“通用零部件”,在机械行业建议统一使用“机械零部件”。在特定实验室检测对象也可以更加具体,但应考虑到过于具体可能会限制实验室的应用。

3.2 认可代码

目前在确定认可代码时,多数是依据特定检测对象,例如金属零件使用0301(金属材料及制品/机械性能)、塑料零件使用0507(塑料)以及电子元器件使用0406,这种做法既不严谨也不准确。认可代码是选派实验室技术评审专家的依据,不准确、不科学可能影响评审派员的专业覆盖性,进而影响技术评审质量。

按照CNAS-AL06:2015《实验室认可领域分类》[3],凡是申请认可GB/T 1958,无论实验室属于哪个领域和行业,无论检测对象如何表述,实质的检测技术领域均属于几何量检测的范畴,认可代码建议统一使用030701(几何量检测)。

3.3 检测项目/参数

GB/T 1958将几何误差分为形状误差、方向误差、位置误差和跳动误差,包含直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度、平行度、垂直度、倾斜度、同心度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动15个误差参数。

目前的认可中,检测项目/参数表述存在的问题最多,主要有专业术语使用不严谨、实验室间表述不一致、重复表述不简洁等,有的表述为1几何公差,有的表述为1形状误差、2方向误差、3位置误差、4跳动误差,有的表述为1直线度、2平面度、3圆度、4圆柱度、5线轮廓度、6面轮廓度、7平行度、8垂直度、9倾斜度、10同心度、11同轴度、12对称度、13位置度、14圆跳动、15全跳动。

基于科学、规范、简洁、准确的能力表述目标,结合认可实践和专家意见,建议如下:

①几何公差是对几何误差的要求,由标准或图纸给定,不是检测项目,实际测量中误差才是被测量,因此检测项目/参数均应表述为误差,例如几何误差、圆度误差等。在其他检测标准中,也可能表述为偏差,根据JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》[4],此时误差与偏差的概念一致。

②目前的认可中,对于直线度误差等15个分类属于检测项目还是检测参数存在不同意见。检测项目指检测活动所针对的产品属性,可包含若干参数[5]。据此可以把几何误差理解为检测项目,把直线度误差等15个分类理解为检测参数。

③通常情况下,如果实验室只配备通用量具,建议按照15个检测参数分别进行表述,并在标准栏中明确填写对应的具体条款信息,示例见表1。

表1 只配备通用量具时检测能力认可表述典型示例

④在实验室只配备坐标测量机的情况下,可以采取简化的表述方式,示例见表2。

表2 只用坐标测量机时检测能力认可表述典型示例

⑤如果实验室配备的仪器设备种类全、数量多,既有通用量具,又有自动化仪器设备,检测能力非常全面,建议也采取简化的表述方式,示例见表3。

表3 仪器设备种类全、数量多时检测能力认可表述典型示例

3.4 设备配置

目前的认可中发现,很多实验室存在仪器设备配备填写不全、与检测项目/参数不对应、计量溯源性信息不全不准确等问题。仪器设备及其计量溯源性信息是实验室技术能力的硬件基础和客观体现,是认可技术评审的重要依据。

实验室应根据GB/T 1958附录C检测与验证方案中规定的测量设备进行配备,一个检测参数可以使用多种仪器设备单独或共同,或者同一类型多台仪器设备进行测量检测,凡是纳入实验室认可范围的仪器设备均需要申报。同时,应注意仪器设备与检测项目/参数的有效对应,确保仪器设备及其计量溯源性信息填全填准。

3.5 限制范围

当实验室只使用坐标测量机时,限制如下:①对于几何误差15个检测参数,如果仪器设备的功能不能全部覆盖应该声明。例如“不测:圆跳动误差、全跳动误差”或“只测:平行度误差、垂直度误差、倾斜度误差、同轴度误差、对称度误差、位置度误差”。②坐标测量机是精密测量设备,不同测量机的测量范围和精度指标差别较大,作为实验室检测能力的直观体现,建议声明坐标测量机的测量范围、精度指标。例如“只用坐标测量机;≤(3000mm×5000mm×2000mm);MPEe:(4.8+L/450)μm(L：mm);”。③如果实验室有多台坐标测量机,建议声明最大测量范围和最优精度指标。例如“只用坐标测量机;≤(1200mm×1200mm×900mm);MPEe:(1.5+L/350)μm(L：mm);”。④如果实验室有多台坐标测量机,并且既有接触式又有非接触式,可以分别声明。例如“只用坐标测量机;接触式,≤(1200mm×1200mm×900mm),MPEe:(1.5+L/350)μm(L：mm);非接触式,≤(600mm×400mm×600mm),MPEe:(2.2+L/250)μm(L：mm)”。

上文实验室配备的仪器设备种类全,数量多,既有通用量具,又有自动化仪器设备,检测能力非常全面,说明栏中限制范围内容可以不填,但是建议选择检测参数覆盖全、测量范围大、精度指标优或代表实验室特色的仪器设备进行声明。

4 GB/T 1958与相关标准的协调性

几何量检测涉及尺寸、几何误差、表面粗糙度等项目,因此GB/T 1958需要与其他相关标准有效衔接、协调一致。

当GB/T 11336—2004《直线度误差检测》等单一检测参数的几何误差检测方法标准与GB/T 1958一同认可时,为避免标准的交叉重复,这些标准可以视为检测项目/参数不同而分开表述,示例见表4。

表4 机械行业GB/T 1958及相关标准检测能力认可表述典型示例

通常情况下,GB/T 3177—2009《产品几何技术规范(GPS) 光滑工件尺寸的检验》要与GB/T 1958同时认可,检测项目/参数表述为“尺寸”,其余问题的处理均与GB/T 1958类似,示例见表4。

当GB/T 10610—2009《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓法 评定表面结构的规则和方法》需要认可时,检测项目/参数表述为“表面粗糙度”,限制范围主要声明具体的检测参数及仪器设备测量范围,示例见表4。

不属于检测标准不能认可,例如GB/T 1804—2000《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》、GB/T 38762.1—2020《产品几何技术规范(GPS) 尺寸公差 第1部分:线性尺寸》、GB/T 1182—2018《产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注》、GB/T 1031—2009《产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值》及GB/T 3505—2009《产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 术语、定义及表面结构参数》

5 GB/T 1958有关的能力验证

申请认可或已获认可实验室均应满足CNAS能力验证要求。对CNAS能力验证领域和频次表中未列入的领域(子领域),只要存在可获得能力验证,鼓励获准认可合格评定机构积极参加[6]。GB/T 1958等检测标准所在的几何量检测领域,并无参加能力验证的硬性要求,实验室可根据实际情况自愿选择参加能力验证项目(能力验证计划、测量审核)或自行组织实验室间比对等外部质量控制活动。

目前的认可中,很多实验室仪器设备精度很高,但是选择参加的能力验证却精度很低,外部质量控制活动的有效性达不到要求,实际上已经失去了能力验证的作用,要评估参加能力验证提供者实施的能力验证项目的适宜性。