三坐标-关于复合位置度的测量

随着制造业的全球化,我们越来越多的会接触到国外的图纸,国外的标注方式.复合位置度就是我们经常碰到的一种美式标注方式。要了解复合位置度,我们先回顾一下位置度,位置度是指被测要素所在的实际位置对其理想位置的允许变动范围。位置度公差有点的位置度、线的位置度和面的位置度。

而在实际加工中,孔系阵列的位置度(即复合位置度)则较为常见。复合位置度公差(如图一)  不仅给出了孔系相对于基准的定位公差,而且给出了各个孔系之间的相互位置公差,与传统的只给出孔系相对于基准的定位公差相比,有较好的经济性,因此得到了广泛的应用。

二、复合位置度

复合位置度是ASME Y14.5 M即美国机械工程师学会制定的“尺寸和公差标准”的一种标法,主要应用于阵列形体,即一组具有相同尺寸大小和形状并按一定规律排列的形体。阵列形体通常需要用上下框格的位置度控制:

上框格描述的是阵列形体作为一个整体的位置度公差,称为 阵列位置公差 Pattern-Locating Tolerance Zone Framework(PLTZF)

下框格描述的是阵列中各个形体相互之间的位置和方向公差,称为 形体相关公差Feature-Relating Tolerance Zone Framework(FRTZF)

从英文描述可以看出,上下框的公差都不是针对每一个具体的孔,而是一个几何图框(Framework),上框用于定位(Locating)它是由基准A、B、C及距离基准的理论尺寸所确定,所确定的几何图框是唯一确定的。下框是各个孔间的联系(Relating)它由孔间距的理论尺寸所确定,所确定的几何图框不含基准,仅仅是各孔之间的联系。

上框的基准用于几何图框的定位,下框的基准用来控制几何图框移动的方向。

下框(FRTZF)内如规定了基准,实际上就是控制了FRTZF相对于PLTZF移动的方向。如图一中的FRTZF,实际就是表示每个孔相对与基准A的垂直度,不可以相对于A倾斜,但可以在PLTZF中所确定的直径0.8的圆内移动或者旋转。若FRTZF含有两个基准A和B,那就代表直径为0.25的圆柱体只可以沿C基准方向移动。最终的目的是通过FRTZF不断的移动使每个孔的轴线处在PLTZF和FRTZF的公差重合区内。注意,PLTZF是固定不动的。

复合位置度在GB中的标注,

 

在GB中位置度公差针对的仍然是一个几何图框,它由理论正确尺寸按确定的几何关系联系在一起作为一个整体。如图所示,矩形布置的六孔组有位置度要求,六孔之间的相对位置关系由保持垂直关系的理论正确尺寸L1、L2、L3确定,该几何图框的理想位置由基准A、B和定位的理论正确尺寸LX、Ly 来确定。由此可知,在GB中,位置度后面的基准不仅控制了位置而且控制了几何图框移动的方向。

上框格(PLTZF)给出了一个几何图框的位置度, 几何图框由6个孔间距(L1、L2、L3)及相对基准A、B、C位置(Lx、Ly)组成的它是唯一的,6个孔的轴线必须位于图框所示的6个直径为0.8mm的圆柱体内。

下框格(FRTZF)是给出了6个孔相对距离为理论尺寸的一个几何图框,该几何图框不含基准A、B、C,仅仅由L1、L2、L3确定。从后面所带基准可以看出,只是限制了相对于A的倾斜(垂直度),故该几何图框可在上框格所确定的公差带内平移和旋转(但不可以倾斜),只要各孔的实际轴线位于上下框格所确定的重合区域内,孔组位置度即为合格。

三、AC-DMIS中关于复合位置度的检测

AC-DMIS测量软件是目前应用坐标测量机最广泛的的测量软件之一.该软件操作简单方便,算法经德国物理研究院(PTB)认证.下面就简单介绍下该软件计算复合位置度的原理和方法.

复合位置度的测量原理:上框格的位置度可以通过建立对应的坐标系,软件很好实现,比较麻烦的主要是下框格的位置度。因为下框格的基准不是固定的,软件中通过拟合每个孔建立拟合后的坐标系进行判定,由于每个孔都参与了坐标系的拟合,所以各个孔之间的相对位置关系在坐标系中得以体现。


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