关于孔系位置度标注和检测方法的研究与探讨

寇植达

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710119）

关于孔系位置度标注和检测方法的研究与探讨

寇植达

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710119）

∶在孔系形位公差的要求中，应用最多的是位置度公差，而位置度是一种综合性公差，可以包含多种形位公差在内，同时最大实体原则也在位置度标注中应用最多，因此，很多设计人员对位置度公差的标注并不是十分了解，经常出现标注方式不正确，导致检测的方法的不正确，进而影响产品质量的保证。本文结合实际的案例对孔系位置的标准和检测方法进行了深入的研究和探讨，为产品设计和检测人员提供了很好理论依据，从而更好的指导工作的开展。

∶位置度；最大实体；孔系；检测

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.075

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

1、位置度公差的释义

1）位置度公差描述的是被测要素实际位置对理想位置允许的变动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是要素（孔）组的位置度。

2）标注：位置度公差主要由理论正确尺寸、公差框格和基准部分组成。

3）理论正确尺寸：在位置度公差标注中，理论正确尺寸是确定各要素理想位置的尺寸，该尺寸不直接附带公差。

2、位置度公差的方向

1）仅一个方向的位置度公差

在一个方向上给定位置度公差。此时，公差带是距离为给定的公差值，且以理论位置为中心对称分布的两条平行直线（或两平行平面）之间的区域，公差带的宽度方向是框格指引箭头所指的方向。

2）两个方向的位置度公差

在相互垂直的两个方向上给定位置度公差。此时，公差带是两相互垂直的距离为给定公差值且以轴线的理想位置为中心对称配置的两平行平面之间的区域。两个公差值可以不相等或相等。

3）任意方向的位置度公差

在任意方向上给定位置公差。此时，公差带是直径为给定的公差值，且以理想位置为中心（或轴线）的圆、球（或圆柱）内的区域。

4）复合位置度

如果一组要素内相互之间的位置关系用位置度公差标注，整组要素（几何图框）相对其他要素也用位置度公差定位，则应分别满足各自的要求。

对同一组要素给定的复合位置度公差，其标注可由上下两个框格组成：上框格给出整组要素的定位公差，下框格给出一组要素内各要素相互之间的位置度公差。

3、位置度公差的标注原则

3.1三基面体系

三基面体系是由三个垂直的平面组成。这三个平面按功能要求分别称为第一基准面、第二基准面和第三基准面。

1）由提取表面建立基准体系

第一基准平面由第一基准提取表面建立，为该提取表面的拟合平面；

第二基准平面由第二基准提取表面建立，为该提取表面垂直于第一基准平面的拟合平面；

第三基准平面由第三基准提取表面建立，为该提取表面垂直于第一和第二基准平面的拟合平面。

2）由提取中心线建立基准体系

由提取中心线建立的基准轴线构成两基准平面的交线。当基准轴线为第一基准时，该轴线构成第一和第二基准平面的交线，当基准轴线为第二基准时，该轴线垂直于第一基准平面，构成第二和第三基准平面的交线。

3）由提取中心面建立基准体系时，该提取中心面的拟合平面构成第一基准面。

3.2基准的顺序

图1

体现三基面体系时，必须注意基准的顺序。图1模拟了基准平面与基准要素之间的关系。

3.3常见基本体系的建立

1）板类零件三基面体系，图2。

2）盘类零件三基面体系，图3。

图2

图3

由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。

上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调基准框格的数量多少。

在实际工作中，大量接触到的三基面体系原理为一面两销。

4、位置度的测量

对于位置度的测量，在目前制造行业主要采用位置度综合检具和三坐标测量机两种手段。

4.1综合检具

综合检具主要是根据零件的位置度要求，针对某些被测要素而专门设计，它具有检测效率高、可以实现在线检测、可以体现最大实体，一次性投入小等优点，但缺点是通用性小，仅能定性的测量不能判断方向，而且仅适合在同一基本坐标系的位置度测量。

4.2三坐标测量

三坐标测量机检测零件的位置度采用的坐标测量的方法，它可以编辑测量程序实现零件位置度的自动测量，有效减少人为误差，同时可以按照零件上的基准，自动建立一个三维坐标系，很方便的把各孔的位置度测量并计算出来，具有通用性好，可以测出具体的偏差方向和值，对生产和零件加工调试具有很好的指导作用。

缺点是测量效率低、一次性投入成本大。

在三坐标测量中，通常我们使用右手螺旋定则通过3-2-1法根据标注的基准结合三基面坐标系来建立工件坐标系。建立过程需要严格遵守以下三个步骤来确立最终的工件坐标系：（1）找正基准面（基准轴），建立工件的第一轴；（2）确定工件的正确轴向方向，建立第二轴，系统根据右手定则自动生成第三轴；（3）设置工件三个轴向的坐标原点。

5、位置度公差标注的注意事项

5.1基准的选择

位置度公差标注中很重要的一点就是基准的选择，结合前面提到的示例可以看出，基准的标注就决定了零件的功能要求。因此在基准选择上要考虑以下因素：

第一，产品功能要求。壳体零件主要起到对轴、齿轮等传动件的支撑和定位作用，因此整个传动系的传动原理以及装配定位基准便是决定基准选择的最重要的因素。

第二，产品测量基准。在基准标注的过程中，要了解位置度公差带的形式，确保检测时不缺少基准。我公司目前个别产品图由于基准标识不明，而三坐标测量人员对图纸的理解不一致，从而导致各个测量室之间对同一产品的评价基准不一样，因此零件的合格判定也就存在误判。

第三，加工工艺方法。在满足产品功能的要求前提下，设计人员需要了解产品的加工工艺，为后续做到工艺基准、测量基准与设计基准的统一打好基础。

[1]张国雄.三坐标测量机.天津.天津大学出版社.1999.

[2]陈晓华.对应用最大实体要求的研究 长春 机械设计 2010.

[3]吕淑萍.不同公差原则在位置度公差中的应用 大连 设计与研究2005.

[4]周明贵.设计图样中形位公差的合理确定 咸阳 机械设计与制造.

[5]周耀文.盘类零件尺寸公差、形位公差综合检具设计 哈尔滨 机械工程师 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

寇植达(1982-) ，男，就职于陕西法士特齿轮有限责任公司，主要从事汽车变速器机械加工工艺工作。