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概述
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组位.置度的测量,和汁算
南通电机厂(226006) 孔组的位置度误差直接影响零部件的装配质量, 图l为4孔组零件,其孔组要素相互之间的关系由位 置度公差保证,而整组要素由线性尺寸公差定位,在 制造钻模和生产出 工件之后,对其位置度误差必须进 行检查,以确保零件质量。 按GBI¥58--¥0《形状和位置公差一检测规定》, 图1零件位置度误差测量方法是·以被测零件上最远 两孔的实际中心连线为一坐标轴,建立直角坐标系(见 图2),分别测量各孔的x-、了-值,将其与理论正确 尺寸比较,得l。、f,,而后用公式f= 2、,,f:+f≥计算 得各孔的位置度误差。用此方法测量和计算位置度时, 若以孔2、3的中心连线为x轴,则会得到另一位置度 误差值,这样出现了两个结果 甚至会出现两个相反 的结论,从而失去评判的唯二性。现介绍用定位最小 区域法来测量并计算其位置度。 .. 二、洲量原理及计算方法 位置度就是被测要素的实际位置偏移理想位置的 程度,理想l桩置相对于基准或几何图框确定.图1孔 组的理想图框位置并来固定,而在LI’L,尺寸公差内 浮动,这样就不能人为确定其测量和计算基准。定位 图1 徐嗣军秘秘
最小区域法是指按理想要素定位包容被测实际要素
时,具有最小宽度或直径机的包容区域,而符合最小
条件的理想要素是在掌握了被测要素的具体情况后才
确定。
测量时,用一直角尺置于工件表面上,位置基本
调整为相应孔中心连线与直角边平行,如图3,从直
角尺的两边建立辅助直角坐标系,用心轴无间隙地置
于孔中,分别测量并换算出AI、Bl,i=1、2、3、4
(测量吁直角尺不可移动),然后再换算·把4孔中
心换算成位于同一坐标系中,各点坐标为· , ’
l A。 2 A- s As—A · A·一A
Lyl=Bl ly2=BI—B Ly3=Bl:.B y‘=B·
根据定义,位置度即是能包容被测要素的最小直径的
圆。下面求作此圆,从几何角度分析,4点中必有3
点位于此最小直径圆上,这样以相偏离较远的3点相
互间作垂直平分线,以其交点为圆心.交点至3点的距
离为半径画圆,此圆能包容4点且为最小。当然作图
可能一次不成功,需换点重作,此圆直径即为所求。
然后进行翔定·若位置圆的直径小于或等于位置度公
差值机,则位置度合格,。当直径大于公差值时,因位
置度公差是按最大实体原则给定的,此原则规定·当
孔的实历 尺寸偏离最大实体状态尺寸时,其偏离量可
补偿给位置公差。作图比较,先画出位置度公差匾,
图2 图3
R ——精镗的瓦座孔半径
R ——半精镀的瓦座孔半径
可见,要求出hl应先求出 FOlO及 OOlN。
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在AOION ̄,ZOO ̄N=
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÷ ……(6)
且有I lOOlf=、,,II+b’.’
在AqolF中,按条弦定理-一
cosz?o。o=世
34一
R’+^’+b’一R¨
2R、,,^’+b’
即·绷-。…cos( )
(7)
将式(6)、(7)代入式(5)即可求出hl。
通过以上推导,得出了薄壁轴瓦定位沟工艺尺寸
驹7个计算式。在工艺、工装设计过程中使用较方便。
《机械工艺师》1996.№1
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见图4,而后以此4点为圆心,各自的补偿量为直径
画圆(即补偿圆)。若所有补偿圆与公差圆相交或相 切(位于公差圆内的点不必补偿),则位置度合格, 反之,位置度不合格。 图4 至于孔组的线性定位尺寸误差,只需分别测量各 自的Ll、L 2值,并作判断。对于6孔组或其它多孔组 同样可采用此种方法测壹和计算。 三、用解析法计算位置度偏差 用几何法换算孔组位置度值,能直观地反映孔组 的位置情况,用作图法不够准确,有时还需反复作图。 由于孔组的理想位置事先不能确定,所以用计算法无 从进行。随着计算机的普及,下面用计算机来辅助计 算。 1.计算原理 同上建立直角坐标系并计算出各点坐标,需求解 出一圆能同时包容4点且直径最小,可以分析出此圆 心肯定在图5的方框之中,这样在方框之内求解圆心, 圆的解析式为f=2、/,(xl—x) +(yi-y)’(i 1、2、 3、4),对应于4组(xl,y1)有4个fCx,y)值,而 只有f 为直径的圆才能同时包容4点,进而在整个范 围内求出最小的f一值,即为所求。 图5 令e(x,y)=(xI—x)’+(yl—y)’(i 1、2、3、4), 当Y=yk时,zCx)=(xl—x)’+(yl—Yk)’(i=1、2、 3、4),对应4组lxI,yI)有4个E(x),求出E(x) , 可知E(x)一为一分段函数,如图6,解出xo ,e(x )一 即为y=Y'k时的最小值。计算x(x )一采用对x逐步逼 近法,从(xI)_开始,当出现e(xI)一>g(xI_1 1 时, 暂停计算即得结果为g(x2.I) l当总有E(x1) < 《机械工艺师》1995.№l g(x2一1)_时,计算至(il)一,得结果为g(x一)一。同 理,对应于x=x,时,E(y)m也为一分段函数 曲线形
状同上。函数e(x,y)为一抛物面,在整个定义域内为
连续函数,且存在一个极小值即最小值。由此可知,
在(x≤x;,y≤y;)区域内,函数E(x y)一连续,存在
极小值即为所求。在计算出e(x,yt)一之后,同理再
在y方向逐步逼近计算,求出最小的ZCx,y)。,得f(xo,
yo)一=2、/,E(xo,Yo)一,然后进行判断,若f(xo,yo)
≤t,则位置度合格l若f(xo,yo)一>t,同样先采用最
大实体原则补偿,如果f(xo,yo) ̄t-l-Dl—D(i=1、
2、3、4),则_位置度合格,反之位置度不合格,最后
打印结果。
图6
2.程序框图
综上所述,编制的程序框图见图7。
图7|
(j—l考文献‘)
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