延伸公差位置度檢測(cè)方法研究

席大佛，王永恒

（中航工業(yè)東安質(zhì)量保證部，哈爾濱 150066）

1 概述

幾何公差標(biāo)注是產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范系列標(biāo)準(zhǔn)中重要的標(biāo)準(zhǔn)鏈環(huán)，涉及形狀、位置和跳動(dòng)公差的標(biāo)注，規(guī)定了基本概念、基本要求和相應(yīng)的定義和解釋。其中位置度的公差類型為位置公差，表示符號(hào)：。測(cè)量方法常采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)完成。本文主要對(duì)某型機(jī)進(jìn)氣機(jī)匣孔位置度帶有延伸要求的檢測(cè)方法進(jìn)行解讀及評(píng)價(jià)。

2 檢測(cè)任務(wù)

進(jìn)氣機(jī)匣待測(cè)量孔位置度的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。該Φ3.5的孔為傾斜孔，孔右端距離右側(cè)端面為129.6mm，距離進(jìn)氣機(jī)匣中心線為74.5mm，孔徑中心線與進(jìn)氣機(jī)匣中心線水平夾角為25°。對(duì)于孔口，有該孔中心線至流道的延伸位置度要求：由于該孔所處的位置比較特殊，采用普通的加工方法難以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合工廠實(shí)際情況，采用電脈沖加工Φ3.5的孔，能夠達(dá)到良好的效果。延伸公差帶的限定范圍只包括被測(cè)要素的延伸部分，不包括被測(cè)要素本身。一般用于帶有裝配要求的部位，以避免裝配干涉。對(duì)于評(píng)定基圓的形成，有如下評(píng)價(jià)方式：

第一，最小區(qū)域評(píng)定基圓M Z C I：包容圓度輪廓，且半徑差為最小的兩同心圓。

a.外最小區(qū)域評(píng)定基圓：實(shí)體之外的最小區(qū)域的評(píng)定基圓。

b.內(nèi)最小區(qū)域評(píng)定基圓：實(shí)體之內(nèi)的最小區(qū)域評(píng)定基圓。

c.平均最小區(qū)域評(píng)定基圓：最小區(qū)域評(píng)定基圓的算術(shù)平均圓。

第二，最小二乘評(píng)定基圓LSCI：使各局部圓度偏差平方和為最小的圓。

第三，最小外接評(píng)定基圓MCCI：外接圓度輪廓的最小可能圓。

圖1 Φ3.5孔的位置度要求Fig.1 Location requirements of the 3.5 hole

然而被測(cè)要素的延伸部分和被測(cè)要素本身有著不可分割的關(guān)系，為了在實(shí)際測(cè)量中具有可操作性，有如下幾種方案可供選擇：

方案1∶直接測(cè)量交點(diǎn)位置。根據(jù)已知條件計(jì)算出孔口中心線與流道交點(diǎn)位置坐標(biāo)，采集該點(diǎn)的實(shí)際位置點(diǎn)，與理論位置點(diǎn)進(jìn)行比較，所得差值經(jīng)過(guò)處理即為延伸公差的位置度要求。

方案2∶在Φ3.5孔內(nèi)插入量棒，進(jìn)行測(cè)量。要求該量棒能夠和內(nèi)孔有一定緊度，保證在測(cè)量時(shí)不至于因?yàn)闇y(cè)量力施加在量棒上而產(chǎn)生松動(dòng)，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

方案3∶測(cè)量轉(zhuǎn)換。將對(duì)孔的延伸公差要求的位置度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，采用其他等同的、易測(cè)量的方法，評(píng)定出位置度。

針對(duì)以上方案，方案1主要關(guān)注的是交點(diǎn)位置，而交點(diǎn)位置的得出是根據(jù)由前期理論計(jì)算所得出的。測(cè)量該點(diǎn)的實(shí)際位置坐標(biāo)而忽略了Φ3.5孔的實(shí)際狀態(tài)，該點(diǎn)的合格與否只能證明流道上的該點(diǎn)是否滿足設(shè)計(jì)要求，并不能說(shuō)明Φ3.5孔的任何狀態(tài)。故方案1予以否決。對(duì)于方案2，可以測(cè)量到量棒延伸出孔口部分的位置度t'，延伸出的量棒位置度可用如下方法確定：首先確定Φ3.5孔距離流道的距離L（如圖2所示），量棒被測(cè)部位至孔口距離L'，則待測(cè)量的位置度為∶

圖2 延伸量棒的位置度確定Fig.2 The determination of the position of the rod degree atelongation stick

在實(shí)際測(cè)量應(yīng)用中，評(píng)價(jià)量棒L'位置處的位置度。此種方法具有較強(qiáng)的操作性。對(duì)于方案3，需進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)換，在此提供一種具有可操作的方法：如圖3所示，采用方案2中，在Φ3.5孔內(nèi)插入量棒，對(duì)量棒中心線與水平線的夾角進(jìn)行評(píng)定。若其夾角控制在25°±α，即評(píng)定為合格。此種方法也得到較好的應(yīng)用，可與方案2相互校驗(yàn)。量棒的偏差角度α為：

圖3 位置度轉(zhuǎn)換Fig.3 Conversion of the location

3 結(jié)論

本文針對(duì)某型號(hào)進(jìn)氣機(jī)匣中出現(xiàn)的帶有延伸公差要求的孔位置度測(cè)量方法進(jìn)行論述，并對(duì)測(cè)量過(guò)程中可采用的方案進(jìn)行詳細(xì)論證，從中篩選出合理、經(jīng)濟(jì)的測(cè)量方法，保證產(chǎn)品檢測(cè)的準(zhǔn)確性，使其能夠滿足產(chǎn)品檢測(cè)生產(chǎn)要求。

［1］ 全國(guó)產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［2］ 《航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì).航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)：上［K］.北京：航空工業(yè)出版社，2008.

［3］ 李在田.檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)［K］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1994.