關于孔系位置度標注和檢測方法的研究與探討

寇植達

（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710119）

關于孔系位置度標注和檢測方法的研究與探討

寇植達

（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710119）

∶在孔系形位公差的要求中，應用最多的是位置度公差，而位置度是一種綜合性公差，可以包含多種形位公差在內，同時最大實體原則也在位置度標注中應用最多，因此，很多設計人員對位置度公差的標注并不是十分了解，經常出現標注方式不正確，導致檢測的方法的不正確，進而影響產品質量的保證。本文結合實際的案例對孔系位置的標準和檢測方法進行了深入的研究和探討，為產品設計和檢測人員提供了很好理論依據，從而更好的指導工作的開展。

∶位置度；最大實體；孔系；檢測

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.075

CLC NO.: U466Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-219-03

1、位置度公差的釋義

1）位置度公差描述的是被測要素實際位置對理想位置允許的變動區域，因此位置度有點的位置度、線的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是要素（孔）組的位置度。

2）標注：位置度公差主要由理論正確尺寸、公差框格和基準部分組成。

3）理論正確尺寸：在位置度公差標注中，理論正確尺寸是確定各要素理想位置的尺寸，該尺寸不直接附帶公差。

2、位置度公差的方向

1）僅一個方向的位置度公差

在一個方向上給定位置度公差。此時，公差帶是距離為給定的公差值，且以理論位置為中心對稱分布的兩條平行直線（或兩平行平面）之間的區域，公差帶的寬度方向是框格指引箭頭所指的方向。

2）兩個方向的位置度公差

在相互垂直的兩個方向上給定位置度公差。此時，公差帶是兩相互垂直的距離為給定公差值且以軸線的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面之間的區域。兩個公差值可以不相等或相等。

3）任意方向的位置度公差

在任意方向上給定位置公差。此時，公差帶是直徑為給定的公差值，且以理想位置為中心（或軸線）的圓、球（或圓柱）內的區域。

4）復合位置度

如果一組要素內相互之間的位置關系用位置度公差標注，整組要素（幾何圖框）相對其他要素也用位置度公差定位，則應分別滿足各自的要求。

對同一組要素給定的復合位置度公差，其標注可由上下兩個框格組成：上框格給出整組要素的定位公差，下框格給出一組要素內各要素相互之間的位置度公差。

3、位置度公差的標注原則

3.1三基面體系

三基面體系是由三個垂直的平面組成。這三個平面按功能要求分別稱為第一基準面、第二基準面和第三基準面。

1）由提取表面建立基準體系

第一基準平面由第一基準提取表面建立，為該提取表面的擬合平面；

第二基準平面由第二基準提取表面建立，為該提取表面垂直于第一基準平面的擬合平面；

第三基準平面由第三基準提取表面建立，為該提取表面垂直于第一和第二基準平面的擬合平面。

2）由提取中心線建立基準體系

由提取中心線建立的基準軸線構成兩基準平面的交線。當基準軸線為第一基準時，該軸線構成第一和第二基準平面的交線，當基準軸線為第二基準時，該軸線垂直于第一基準平面，構成第二和第三基準平面的交線。

3）由提取中心面建立基準體系時，該提取中心面的擬合平面構成第一基準面。

3.2基準的順序

圖1

體現三基面體系時，必須注意基準的順序。圖1模擬了基準平面與基準要素之間的關系。

3.3常見基本體系的建立

1）板類零件三基面體系，圖2。

2）盤類零件三基面體系，圖3。

圖2

圖3

由上可知：三基面體系不是一定要用三個基準框格來表示的。對于板類零件，用三個基準框格來表示三基面體系；對于盤類零件，只要用二個基準框格，就已經表示三基面體系了。

上面是從三基面體系的原理來論述基準框格的表示數量，在實際使用中，只需能滿足零件的功能要求，無需強調基準框格的數量多少。

在實際工作中，大量接觸到的三基面體系原理為一面兩銷。

4、位置度的測量

對于位置度的測量，在目前制造行業主要采用位置度綜合檢具和三坐標測量機兩種手段。

4.1綜合檢具

綜合檢具主要是根據零件的位置度要求，針對某些被測要素而專門設計，它具有檢測效率高、可以實現在線檢測、可以體現最大實體，一次性投入小等優點，但缺點是通用性小，僅能定性的測量不能判斷方向，而且僅適合在同一基本坐標系的位置度測量。

4.2三坐標測量

三坐標測量機檢測零件的位置度采用的坐標測量的方法，它可以編輯測量程序實現零件位置度的自動測量，有效減少人為誤差，同時可以按照零件上的基準，自動建立一個三維坐標系，很方便的把各孔的位置度測量并計算出來，具有通用性好，可以測出具體的偏差方向和值，對生產和零件加工調試具有很好的指導作用。

缺點是測量效率低、一次性投入成本大。

在三坐標測量中，通常我們使用右手螺旋定則通過3-2-1法根據標注的基準結合三基面坐標系來建立工件坐標系。建立過程需要嚴格遵守以下三個步驟來確立最終的工件坐標系：（1）找正基準面（基準軸），建立工件的第一軸；（2）確定工件的正確軸向方向，建立第二軸，系統根據右手定則自動生成第三軸；（3）設置工件三個軸向的坐標原點。

5、位置度公差標注的注意事項

5.1基準的選擇

位置度公差標注中很重要的一點就是基準的選擇，結合前面提到的示例可以看出，基準的標注就決定了零件的功能要求。因此在基準選擇上要考慮以下因素：

第一，產品功能要求。殼體零件主要起到對軸、齒輪等傳動件的支撐和定位作用，因此整個傳動系的傳動原理以及裝配定位基準便是決定基準選擇的最重要的因素。

第二，產品測量基準。在基準標注的過程中，要了解位置度公差帶的形式，確保檢測時不缺少基準。我公司目前個別產品圖由于基準標識不明，而三坐標測量人員對圖紙的理解不一致，從而導致各個測量室之間對同一產品的評價基準不一樣，因此零件的合格判定也就存在誤判。

第三，加工工藝方法。在滿足產品功能的要求前提下，設計人員需要了解產品的加工工藝，為后續做到工藝基準、測量基準與設計基準的統一打好基礎。

[1]張國雄.三坐標測量機.天津.天津大學出版社.1999.

[2]陳曉華.對應用最大實體要求的研究 長春 機械設計 2010.

[3]呂淑萍.不同公差原則在位置度公差中的應用 大連 設計與研究2005.

[4]周明貴.設計圖樣中形位公差的合理確定 咸陽 機械設計與制造.

[5]周耀文.盤類零件尺寸公差、形位公差綜合檢具設計 哈爾濱 機械工程師 2006.

The Research AndDiscussion About Holes Position Dimensioning And The Detection Methods

Kou Zhida
（Shannxi Fast Gear Co., Ltd, Shaanxi Xi'an 710119）

In therequirements of holes GD&T, the position tolerance is most widely used, but the position tolerance is a comprehensive tolerance which includes a variety of GD&T. Meanwhile, maximum material principle(MMP) is also widely used in the holes position dimensioning. Therefore, many designersdo not understand well about the position dimensioning. Incorrect dimensioning often leads to incorrect detection methods, and thus affects the product quality. We conducted a in-depth study about the standard and detection methods of holes position with actual case in this article, which lays a good theoretical basis for product designers and QC,and thus provides better guidance for work.

position; MMP; holes; detection

∶U466

∶A

∶1671-7988 (2016)09-219-03

寇植達(1982-) ，男，就職于陜西法士特齒輪有限責任公司，主要從事汽車變速器機械加工工藝工作。