不同基準(zhǔn)組合形式零件的表示方法

方博

摘 要：在公差相關(guān)要求中，零件目標(biāo)要素的幾何公差受到基準(zhǔn)要素的影響，當(dāng)目標(biāo)要素被一個基準(zhǔn)要素所限制時，基準(zhǔn)要素的幾何誤差未達(dá)到設(shè)置的數(shù)值，多出的富余量可以補償給目標(biāo)要素。這樣就會降低工藝裝備的精度要求，也能提高零件的加工生產(chǎn)率。但是，當(dāng)兩個或者三個基準(zhǔn)要素的公差遵循相關(guān)要求時，基準(zhǔn)要素多出的公差富余量該如何補償給目標(biāo)要素？為了得到具體的計算方法，需要對大量的試件進(jìn)行測量。找到一種零件模擬方法用于模擬不同基準(zhǔn)組合的試件，就能解決加工專用試件的麻煩。

關(guān)鍵詞：相關(guān)要求；試件；基準(zhǔn)組合；模擬

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.015

1 引言

模擬實際零件，只需要模擬零件基準(zhǔn)要素的輪廓，因此要先明確零件基準(zhǔn)要素的類型。常見零件的基準(zhǔn)要素有球、圓柱、直槽這三種類型，因此，模擬試件的關(guān)鍵之一就是使用專用裝置模擬球、圓柱、直槽這三類基準(zhǔn)要素的輪廓。將用于模擬基準(zhǔn)要素的專用裝置稱為模擬單體。由于試件上的基準(zhǔn)要素之間有相對位置要求，因此還要設(shè)計專用的安裝平臺用于安裝模擬單體。

2 模擬單體用于模擬球

兩個交叉成90度的V型塊用來模擬球的輪廓，實際裝置如下圖1所示。交叉成90度放置的兩個V型塊，當(dāng)左右兩個V型塊有一定的距離時，如果使球面與空間的四個平面均相切，就能在空間上確定模擬的球的大小和位置。左邊的V型塊固定放置，右邊的V型塊與螺桿形成螺紋配合并且底部與空槽形成間隙配合。由于螺紋的螺距為0.5mm，螺桿旋轉(zhuǎn)一圈，與螺桿相配合的V型塊就平移0.5mm。相鄰兩條刻度線的距離為0.5，在實際調(diào)整時不容易觀察。所以在固定不動的V型塊的機架兩端均有刻度，用來讀取當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動整數(shù)圈時的兩個V型塊之間的距離。下圖1中，其中一端顯示的數(shù)字從0到49，表示刻度從0.5mm開始至49.5mm結(jié)束，另一端顯示的數(shù)字是從0到50，表示刻度從0mm開始至50mm結(jié)束，兩端相鄰兩條刻度線之間相距1mm。在此基礎(chǔ)上，將圓柱形螺桿平均分成50等份，每旋轉(zhuǎn)一個刻度就表示右邊可移動的V型塊移動了0.01mm，則旋轉(zhuǎn)不足一圈時移動的距離也能精確把握，這樣就提高了整個模擬裝置的精度。

3 模擬單體用于模擬圓柱

圓柱體是由無數(shù)個大小一致的圓在同一個方向上堆疊而成。因此，用來模擬圓柱的裝置需要先在平面上確定一個圓，之后將該圓在空間上進(jìn)行堆疊。同一個平面上的三個不共線的點能確定一個圓。在空間上設(shè)置三條不共面且相互平行的直線來模擬圓柱的輪廓，這樣就能在空間上確定圓柱的大小和位置。三根母線分別安裝在對應(yīng)的活動體上，活動體與螺桿之間是螺紋配合。與模擬球的裝置類似，該螺桿上的螺紋是螺距為0.5mm的梯形螺紋，該螺紋的具體參數(shù)也在工程圖中給出。圖中也給出了基于模擬裝置而建立的空間坐標(biāo)系，結(jié)合運動體與螺桿之間的螺紋配合以及螺桿上的刻度，就能將三根母線精確的調(diào)整到目標(biāo)位置。

4 模擬直槽的模擬單體

與模擬圓柱和球的輪廓類似，直槽的模擬方式相對來說要比以上兩個簡單。兩塊平板平行放置，隨著兩塊平板的遠(yuǎn)離和靠近就能模擬直槽的寬度。在兩塊平板上開中心孔并車出內(nèi)螺紋，平板上的內(nèi)螺紋與螺桿上的外螺紋形成螺紋連接，進(jìn)而精確的控制兩塊平板間的距離。如圖3所示，螺桿兩端螺紋的旋向不同，但是螺距都是一樣，因此當(dāng)轉(zhuǎn)動螺桿時，裝置通過螺紋配合實現(xiàn)了兩塊平板在螺桿軸向上的開合且能移動相同的距離。

5 模擬單體的安裝平臺

模擬單體只是用來模擬單個基準(zhǔn)要素的實際輪廓，但是零件的基準(zhǔn)組合最多涉及到三個基準(zhǔn)且基準(zhǔn)組合方式也是有很大的不同。所以當(dāng)零件中目標(biāo)要素的參考基準(zhǔn)不止一個時，那就需要多個模擬單體進(jìn)行組合，從而達(dá)到模擬實際零件的目的。根據(jù)零件中基準(zhǔn)組合形式和

基準(zhǔn)要素的數(shù)量，設(shè)計了如圖4所示的模擬單體安裝平臺。圖4中的凹槽1、2、3是為了安裝模擬球的模擬單體。凹槽4、5、6是用來安裝使用母線來模擬圓柱的模擬單體。凹槽7、8用來安裝模擬直槽或者基準(zhǔn)要素為平面的模擬單體。由于零件上的基準(zhǔn)要素之間存在相對位置關(guān)系，為了能將基準(zhǔn)要素的位置關(guān)系重現(xiàn)在安裝平臺上，因此，以安裝平臺的中心為原點建立如圖4所示的空間坐標(biāo)系。平臺上的凹槽代表模擬單體的安裝位置，以安裝平臺的坐標(biāo)系為參考，凹槽的位置都能確定，因此模擬單體的位置也能在安裝平臺的坐標(biāo)系下確定。

6 結(jié)論

該方法能夠模擬不同基準(zhǔn)組合形式的零件，能為多個基準(zhǔn)要素滿足相關(guān)要求時，公差富余量如何補償給目標(biāo)要素提供分析樣例。將各個模擬單體安裝在平臺上，結(jié)合各個凹槽在平臺上的具體位置就能得到所要模擬的目標(biāo)零件。由于這是一種組合裝置，能夠重復(fù)使用，這就省去了加工專用試件的費用，能減少試件的數(shù)量和測試時間。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳玉光，顧齊齊.基于構(gòu)造元素的基準(zhǔn)參考框架通用建立方法[J]. 計算機集成制造系統(tǒng)，2016，22（01）：241-247.