生產(chǎn)過程中理論正確尺寸公差處理方法分析與研究

彭麗霞

(西安外事學(xué)院 工學(xué)院,陜西 西安 710077)

生產(chǎn)過程中理論正確尺寸公差處理方法分析與研究

彭麗霞

(西安外事學(xué)院 工學(xué)院,陜西 西安 710077)

討論了生產(chǎn)過程中對理論正確尺寸進(jìn)行控制的要求，指出了理論正確尺寸在測量和評定過程中存在的問題。結(jié)合生產(chǎn)過程中的實際情況，以位置度和輪廓度為例，分析研究了理論正確尺寸在生產(chǎn)過程中的測量和評定方法。

理論正確尺寸；公差；基本尺寸；評定方法

1 理論尺寸在生產(chǎn)過程中的控制要求

理論正確尺寸(以下簡稱理論尺寸)是在形狀公差和位置公差的標(biāo)注中，為確定某些特定被測要素的理想形狀、理想方向和理想位置的尺寸，也就是方框尺寸[1]。

理論尺寸本身沒有公差，是基本要素，為實際加工要素提供參照。現(xiàn)實生產(chǎn)中部分技術(shù)人員習(xí)慣性地按照未注公差或公差為零來處理，這是沒有理論依據(jù)的,有可能導(dǎo)致零件超差。部分要素的實際尺寸是按理論尺寸結(jié)合形位公差來控制的，因此理論尺寸又是圖紙中形狀、方向和位置要求必不可少的一部分。在部分行業(yè)生產(chǎn)過程控制記錄中，必須包含理論尺寸，但在填寫測量值時，只需要填上“基本”或“BASIC”就可以了，這在我國制造業(yè)和國外機械加工中是被認(rèn)可的。

2 理論尺寸在生產(chǎn)過程中的測量和評定

雖然理論尺寸在過程記錄中不需要填寫實值，但是理論尺寸又是形位要求必不可少的要素，對它的檢驗必須結(jié)合形位公差來進(jìn)行正確的評判。下面以位置度理論尺寸和輪廓度理論尺寸為例，對理論尺寸在形位要求測量中的具體操作方法分類進(jìn)行闡述。

2.1位置度理論尺寸的測量和評定

2.1.1簡單位置度理論尺寸的測量和評定

位置公差是關(guān)聯(lián)實際要素的位置相對基準(zhǔn)所允許的變動全量[2]。位置公差帶是限制關(guān)聯(lián)實際要素變動的區(qū)域，被測實際要素位于此區(qū)域為合格。

當(dāng)理論尺寸為線性尺寸，如圖1(a)所示，其公差帶分析如圖1(b)所示，公差帶為φ0.5的陰影圓柱部分，即孔的實際位置落在陰影圓柱內(nèi)就合格。

測量方法一：如圖2(a)所示，通過基準(zhǔn)A,B面，將測量坐標(biāo)系建立在圖2(b)所示位置，通過測量X和Y的值，再來評定位置度公差。

位置度公差=2×

(1)

測量方法二:完全從位置度的定義出發(fā)來評定位置度公差，如圖2(b)所示，先以基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)B面建立測量坐標(biāo)系，再按照X和Y的理論值將測量坐標(biāo)系從位置1平移到位置2，直接測量孔的實際位置與理論值的差值Δx和Δy，來評定位置度公差:

(2)

這兩種方法最終的評定結(jié)果都是一致的，也都符合位置度的定義，只是第二種方法的操作步驟更符合位置的定義。這兩種方法對于線性理論尺寸的位置度公差評定都能滿足要求。

2.1.2復(fù)雜位置度理論尺寸的測量和評定

當(dāng)理論尺寸較為復(fù)雜時，如圖3所示，位置度中不但有關(guān)于A,B,C3個基準(zhǔn)的線性尺寸，還包含了1個角度理論尺寸，這個角度尺寸公差的計算,還是需要從位置度的定義出發(fā)進(jìn)行分析。位置度是實際要素方向或位置對基準(zhǔn)要素的變動量，而理論尺寸又是定義基準(zhǔn)要素的，所以說1個角度理論尺寸和3個線性理論尺寸是用來定義基準(zhǔn)要素的，它的公差帶是以理論尺寸為位置、以φ0.2為邊界的球體。具體的測量和評定方法如下。

步驟1：按照基準(zhǔn)A,B,C建立測量坐標(biāo)系，如圖3(a)所示。

步驟2：將測量坐標(biāo)系按照X,Y,Z3個方向上的線性理論尺寸進(jìn)行坐標(biāo)系平移，如圖3(b)所示。

步驟3：將測量坐標(biāo)系按角度理論尺寸進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)58°，如圖3(c)所示。

步驟4：直接測量孔的實際位置與理論值的差值Δx,Δy和Δz，那么位置度公差為

(3)

從上面兩個關(guān)于位置度的例子可以看出，無論是線性尺寸還是角度尺寸，直接從定義出發(fā)的位置度測量方法都是適用的，可以正確解決理論尺寸的公差問題。

2.2輪廓度理論尺寸的測量和評定

輪廓度是描述曲面準(zhǔn)確度的主要指標(biāo)，是指被測實際輪廓相對于理想輪廓的變動量[3]。

對于復(fù)雜的自由曲面輪廓度，現(xiàn)在常用的檢測手段是使用三坐標(biāo)測量機進(jìn)行接觸式或非接觸式掃描，然后與導(dǎo)入的理論三維模型曲面進(jìn)行比較，以計算它的輪廓度。

如圖4所示，這種全是線性理論尺寸的輪廓度，通常的處理方法是直接測量被測平面與基準(zhǔn)平面之間的距離，只要測量值滿足50±0.1mm即可。

從計算的公差可以看出，一般的加工和測量方法都很難保證達(dá)到公差要求。下面從輪廓度和理論尺寸的定義出發(fā)來解決這個問題，確認(rèn)加工難度的高低。

步驟1：按照要求在水平和垂直方向建立測量坐標(biāo)系。

步驟2：將測量坐標(biāo)系逆時針旋轉(zhuǎn)30°,如圖6所示。

步驟3：直接測量被測要素，評定被測要素與測量坐標(biāo)系Y軸的差值Δx。

輪廓度公差=2×Δx

(4)

計算結(jié)果顯示,被測要素的變動范圍為0.005in,也就是0.127mm。這對一般設(shè)備的加工能力來說是完全沒有問題的。

3 結(jié)束語

綜上所述，理論正確尺寸是用來定義理想的形狀、方向和位置的，是用來給實際加工要素提供參照依據(jù)的，是形位要求必不可少的組成部分，必須按照正確方法來測量和評定。只有從定義出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)過程中的實際情況，選擇正確并合理的測量和評定方法，才能確保理論尺寸公差的正確性，才能對生產(chǎn)過程起到正確的指導(dǎo)作用。

[1] 龐美娟，李麗娟.對理論正確尺寸應(yīng)用的分析與探討[J].長春理工大學(xué)學(xué)報，2003,26(1)：69-70.

[2] 劉伯奇.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化審查中常見問題分析[J].煤礦機械,1994(6)：14-16.

[3] 廖念釗，古瑩菴，莫雨松,等. 互換性與技術(shù)測量[M].6版.北京：中國質(zhì)檢出版社，2012:77.

Analysis on the method of managing theoretically exact dimensions tolerance in the production process

PENG Lixia

(Xi'an International University, Shaanxi Xi'an, 710077, China)

It discusses the requirement of the theoretical exact dimensions in the production process, points out the existing problems of the theoretically correct dimensions in the measurement and evaluation. Combining with the actual situation of production process, it takes true position and profile as example, analyzes the theory of the correct size in the production processes of measurement and evaluation method.

theoretical dimensions; tolerance; basic size; method of control

10.3969/j.issn.2095-509X.2015.02.021

2014-12-06

彭麗霞(1978—),女,內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，西安外事學(xué)院講師，碩士，主要研究方向為機械設(shè)計制造及自動化。

TG801

A

2095-509X(2015)02-0083-03