跟著老外學習位置度公差和檢測

2021-01-19 機械工程師聯盟


作者簡介:[夏忠定] GD&T/MBD培訓老師,美國機械工程師協會(ASME)認證的GD&T高級專家、培訓師;中國尺寸標準化委員會專家;奧曼克高級諮詢老師;中國講師網認證的品牌GD&T培訓師;博世汽車亞太地區GD&T明星培訓老師。夏老師一直專注於出尺寸公差領域的培訓和諮詢工作。每年輔導的企業近百家,學員3000名以上。培訓效果深受學員好評,每年統計綜合評分4.8分左右(滿分5).


 1  位置度的理解

    位置度公差是用來管控由尺寸要素擬合出的中心點,中心軸線,中心平面相對理想位置的偏移量,位置度是三大位置公差之一,其具有如下幾個特點。

1)   可以帶基準也可以不帶基準

2)   只能應用在尺寸要素上

3)   管控位置同時還要管控方向

4)   公差帶可以是一個圓柱、或兩個相互平行的平行

零件要素的什麼特徵最重要!


      產品圖紙按照GD&T標註加工後一般都要檢測的,對於檢測位置公差,坐標系的建立是相當重要的,如果坐標系建立不當,後續的測量結果誤差就很大。下面以位置度為例來仔細闡述一下坐標系的建立與圖紙基準的關係。

       如上圖所示直徑為10的孔相對基準A\B\C有一個0.4的位置度要求,怎樣去理解這個位置度呢?在理解位置度之前,我們還是先了解下基準A\B\C與位置度公差帶存在的某些關係。

      要理解上圖的位置度,首先必須理解位置度的公差帶,位置度公差帶同樣具有四大特徵:大小、形狀、方向、位置

     大小:直徑為0.4

     形狀:圓柱(因為公差0.4前帶Ø)

     方向:垂直基準A。因為理想狀態下孔垂直基準A,基準A約束公差帶方向。

     位置:相對基準B和C為理想位置。基準B和C約束公差帶的位置。

     綜合上面的內容可以這樣理解位置度:用一個直徑為0.4的圓柱公差帶,在理想位置把孔的軸線包起來,孔的軸線必須在紅色的公差帶裡,也就是說明孔的加工偏差最多只能相對理想位置上下、左右偏移正負0.2,從而管控了孔的位置誤差。

      位置度在GD&T培訓中是重點,兩天的培訓時間大概有一天左右的時間在講位置度,下面看看老外怎麼講位置!


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 2  零件的自由度與約束  

     一個要素在空間坐標系下有6個自由度,三個坐標軸的平動和繞著三個坐標軸的旋轉。位置度公差帶同樣具有6個自由度,既然位置度公差帶是用來管控孔的位置的,那麼公差帶自身的自由度必須要受到約束。靠誰約束?當然是基準了。

3   基準與自由度約束的關係

      A 基準是底平面,約束三個自由度(一個平動和兩個旋轉自由度)

       B 基準是側平面,約束兩個平動自由度

       C 基準是左側平面,約束一個平動自由度

 所有位置度公差帶的六個自由度全被基準約束了,位置度公差帶被基準固定在理想位置上(及相對基準C為20,相對基準B為15),實際孔的孔心必須在公差帶裡,從而管控的孔的位置誤差。

 4  位置度的檢測原理

      孔中心有兩種位置:理想位置和實際位置,理想位置由理論正確尺寸確定,實際位置由實測坐標值確定。實際位置與理想位置有偏差,偏差的2倍就是實測位置度。關鍵是要測出孔心的實測坐標值,要想測出坐標值,就必須首先建立坐標系。

5  3-2-1建立坐標系

     建立坐標系的目的是要把三坐標的機器坐標系與產品的基準坐標系重合,通過基準對自由度的約束來使它們重合。具體步驟如下:

     3個點找正:A是第一基準,首先在A基準上至少採三個點,三個點可以形成一個平面,平面的法向方形就是Z軸的正方向,Z軸確定。

      2個點旋轉:B是第二基準,然後再B基準上至少採兩個點,兩個點可以形成一條直線,把坐標系的X軸方向旋轉到這條直線上,X軸確定。



1個點找坐標原點:C基準是第三基準,在C基準上採一個點,建立坐標系原點。

      按照3-2-1法則建立坐標系後,然後去測孔心的坐標值,根據實測坐標值,求出孔心實際位置與理想位置的偏差,偏差的2倍就是實測位置度。


6  視頻輔助理解

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