通用量具测量位置度的方法及数据处理分析
李全义1　冯文玉2　司登堂1
(1.北方股份公司质量保证部;2.内蒙古北方重工业集团有限公司网络信息公司,内蒙古包头014030)
摘　要:对位置度的测量一般有专用量具测量法、三坐标机测量法和通用量具测量法3种方法。

第3种方法操作相对简便,对人员的要求也不高,使用的量具是通用的,成本低廉,但速度较慢,测量精度对操作人员的水平依赖性强。

对生产规模中等,生产批量不大,生产品种较多的企业第3种方法比较适用。

介绍了在实际中使用的通用量具测量位置度的方法及数据处理分析方法。

关键词:位置度;专用量具;通用量具;三坐标测量机
在机械加工行业数据测量方面,位置度测量相
对比较复杂,对人员和设备也要求较高。

目前普遍
使用的有专用量具测量法、三坐标机测量法2种方
法。

专用量具测量法操作简便,速度快,但适用范围
小,一种工件需一种量具,成本高;三坐标机测量法
测量速度快,准确,一机多用,但设备成本高,并要有
专门技术人员操作。

还有一种通用量具测量法,与
前二者相比,可以扬长避短,但由于数据处理难度比
较大,往往拿着测量结果无法判定其结果是否合格,
也有出现误判的时候,使得此方法的使用受到极大的限制。

本文介绍在实际中使用的通用量具测量位置度的方法及数据处理分析方法。

1　测量方法
工件如图1所示。

图1　法兰盘示意图
测量过程与操作方法:将工件置于平台,进行调整,使基准A的轴线与平台面平行,顺序测量Ф100各孔的轴线位置并记录数据;将工件旋转90°,重复上述工序。

测得的数据如表1。

表1　工件测量数据
坐标
孔序号
12345678910 X坐标值0-176.36-285.34-285.33-176.350.04176.35285.33285.33176.35 Y坐标值300.05242.7292.74-92.75-242.73-300.02-242.75-92.7592.74242.74位置度0.10.1020.0840.0940.0570.0890.0940.0940.0750.075
2　数据处理和计算方法
2.1　三角函数法
根据工件产品图的尺寸、位置公差要求,将在平台上的测量值在一定的几何图形中通过三角函数的计算得到实际位置度。

如图1所示工件,该件的公差是一个以圆心确定的Ф600圆周上以36°均布的理想位置为轴线,以Ф0.1为直径的10个圆柱形,如圆2所示,实际轴线
＊收稿日期:2010-11-11
作者简介:李全义(1957-),男,包头人,北方重工集团工程师,主要从事机械加工方面的技术工作。

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落入这个圆柱矩阵内即为合格,反之则不合格。

图2　位置度示意图
见图3,设A 点为实际轴线的任意一点,O ′为与A 点同一平面内的理想位置中心,则该平面的实际位置度为O ′A ,在■A O O ′中,设A O=R ′,O O ′=R ,O ′A=r ,则r 为所求。

由余弦定理得:r =R 2
+R ′2
+2R R ′c o s θ位置度是:2r =
2
R 2
+R ′2+2R R ′c o s θ
图3　位置度计算示意图
理论上穷尽所有截面,找到最大的2r 值,即为该孔的实际位置度,将10孔全部测完找到10孔中最大的2r 值,即为该件的实际位置度。

实际中找几个或一个有代表性截面即可。

数据处理结果见表1,10孔中有1孔超差(第2孔),判定该件为不合格产品。

2.2　坐标值法
先将工件图尺寸、位置公差建立以圆心为原点的平面直角坐标系,将各孔中心编号通过计算得到不同点的坐标值,如图4。

图4　位置度理论坐标示意图
测量过程与上述相同,将实际坐标值与理论坐标值进行比较,用二点间距离公式得到实际置度:
2r =2O ′A=2
(R x +R x s )2
+(R y -R y s
)2
计算结果与第1种方法完全一致。

可以看出,此方法操作相对简便,对人员的要求
也不高,使用的量具是通用的,成本低廉,但速度较慢,测量精度对操作人员的水平依赖性强,计算复杂。

对中等生产规模,生产批量不大,品种较多的公司来说,还是适用的。

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