位置量规的设计原理是公差原则中的相关要求——包容要求和最大实体要求。量规的大小形状实际上就是模拟被测要素的综合极限边界——最大实体边界和实效边界。正确地设计应用位置量规不但要求工装设计人员熟练掌握标准及了解位置量规的设计计算方法,而且还要求产品设计、工艺、检测等方面的人员掌握形位公差原理(特别是其中的相关公差原理)。为此,特从我厂产品中选取两个典型零件,分别对位置公差的标注含义、量规工作部位的尺寸、量规使用方法进行解释、计算和说明,供有关人员参考。
1 起动机前端盖
零件形状和有关要求见图1。
(1)标注解释
2×13(D1)孔的位置度公差是采用最大实体要求的,被测要素遵守关联最大实体实效边界。边界尺寸为12.5,方向为垂直于基准平面A,位置由基准轴线B、C和理论正确尺寸决定。基准A、B、C构成了0.5○M位置度的三基面体系:第一基准为平面要素,第二基准B为中心要素,第三基准C为成组中心要素,作为角向定位基准。第二、第三基准都采用最大实体要求,分别遵守各基准要素作为被测要素时所应遵守的边界:基准
B作为被测要素时垂直度公差是采用关联要素的零公差要求,遵守关联最大实体边界,边界的尺寸为75,方向为垂直于基准平面A;基准C作为被测要素时,其位置度公差是采用最大实体要求,遵守最大实体边界,边界的尺寸为6.85,方向为垂直于基准平面A,位置由基准B和理论正确尺寸决定。
(2)位置量规工作部位的尺寸的计算
由于本例中基准B和C是位置度0.5的基准,而它本身又有位置要求,故量规的相应部位既起定位作用,又起测量作用,按测量部位计算。量规基本偏差采用同时检验查表。基准B处的量规工作部位可以代替光滑极限量规的通端,且采用固定式结构;测量部位和基准C处的量规工作部位则采用固定式结构;导向部位外表面采用无台阶式结构。
①位置度(0.5○M)工作部位的尺寸计算
a)量规公差
根据Tt1=0.43+0.5=0.93查GB/T8069(下同)中表2、表3得:
b)按公式计算量规位置度工作部位的尺寸
②垂直度(0○M)工作部位的尺寸计算a)量规公差
根据Tt2=0.074+0=0.074查表2、表3得:
b)按公式计算量规垂直度工作部位的尺寸
③位置度(0.15○M)工作部位的尺寸计算
a)量规公差
根据Tt3=0.36+0.15=0.51查表2、表3得:
b)按公式计算量规位置度工作部位的尺寸
(3)使用说明
①先将图2中件1的74孔套入图1中的75轴台上,使量规基准面A与零件基准面A紧贴。此步实现则说明垂直度合格,轴台的最大实体尺寸也合格(此处位置量规可代替光滑极限量规通端)。
②再将件2(2件)通过件1的导向孔先后插入端盖的2×7孔内。此步实现则说明7孔的位置度合格。
③件2保持不动,再将件3(2件)通过件1的导向孔先后插入端盖的13(D1)孔内。此步实现则说明2×13孔的位置度合格。
2 电机壳体
零件形状和有关要求见图3。
(1)标注解释
机壳4×11孔的位置度公差0.1采用最大实体要求,即被测孔的位置度公差0.1是在孔处于最大实体状态时给定的,它们须遵守关联实效边界。边界尺寸为0.9,方向为指向78.8,位置由基准B和理论正确角度(图上未标,由“均布”推出)确定。由机壳78.8(D1)孔和11(D2)槽构成位置度0.1的基准体系,它们作为基准时均实行最大实体要求,即被测孔的位置度公差0.1是基准A和B分别处于各自的边界状态时给定的,此处A、B均遵守单一最大实体边界。边界的尺寸分别为78.8和11。此外,4磁极螺钉孔还要满足定位尺寸46±0.1的要求。该尺寸不属于位置量规检测。
(2)位置量规工作部位尺寸的计算
本例中基准A的形状误差与尺寸误差采用包容要求。如果采用同时检验,位置量规定位部位则可以代替光滑极限量规的通端,但考虑到机壳为筒形零件,为避免量规定位部位与基准部位发生“干涉”,采用分别检验,以使量规定位部位的尺寸公差带分布在零件基准部位的尺寸公差带的另一侧。测量芯轴中,测量部位与导向部位采用台阶式结构,且芯轴的导向部位稍做长些,以保证芯轴实现“先定位,后测量”。
①量规公差
根据Tt=0.43+0.1=0.53查表2、表3得:
注:分别检验时,定位部位和测量部位都按测量部位的Tt值查表。
②按公式计算量规各工作部位的尺寸
a)定位部位(D1)
(3)使用说明
先将位置量规的量规体(图4)立于工作台上,再将被测机壳(图3)从上到下插入78.8定位轴,并使定位块d2插入D2槽内。
②将4根测量芯轴依次通过被测零件磁极螺钉孔插入量规导向孔内。此步实现,说明位置度0.1合格。
③允许被测零件与量规在轴向窜动。为保证位置度测量,将量规体中4导向孔与端面间距离的基本尺寸定为零件相应部位的最大极限尺寸46.1。
(贵航集团一八五厂□柳翔宇)
