浅析三坐标对位置度误差的正确测量（下）

浅析三坐标对位置度误差的正确测量（下）
王文书
【摘要】四、由尺寸公差给定孔组定位尺寸若孔组对基准的定位尺寸是用尺寸公差给定时,则几何图框可在一定范围内移动,其移动范围如图7b所示,尺寸公差带
2Δx×2Δy仅限制a孔实际轴线的位置：2Δx仅限制a、c两孔实际轴线在x方向上的位置,2Δy仅限制a、b两孔实际轴线在y方向上的位置。

各孔实际轴线的位置关系,则受位置度公差带的控制,也就是说,此时,几何图框不受尺寸公差带限制,可位于尺寸公差带之外,
【期刊名称】《金属加工：冷加工》
【年(卷),期】2012(000)017
【总页数】2页(P79-80)
【关键词】位置度误差;三坐标;尺寸公差带;测量;定位尺寸;几何图框;位置关系;轴线【作者】王文书
【作者单位】海德堡印刷设备（上海）有限公司,201700
【正文语种】中文
【中图分类】TG801
四、由尺寸公差给定孔组定位尺寸
若孔组对基准的定位尺寸是用尺寸公差给定时，则几何图框可在一定范围内移动，其移动范围如图7b所示，尺寸公差带2Δx×2Δy仅限制a孔实际轴线的位置：
2Δx仅限制a、c两孔实际轴线在x方向上的位置，2Δy仅限制a、b两孔实际轴
线在y方向上的位置。

各孔实际轴线的位置关系，则受位置度公差带的控制，也
就是说，此时，几何图框不受尺寸公差带限制，可位于尺寸公差带之外，而这些孔的实际轴线必须位于位置度公差带与定位尺寸公差带的重叠部分。

此时，测量方法同上，其实际轴线的位置度误差值除了要满足上述基本式外，同时应测量各孔的边心距xi、yi，并且xi、yi应分别位于的极限尺寸x、y之间。

五、控制实效边界原则
为了便于工厂测量，常常可以采取控制实效边界的方法，使用综合量规。

要求量规应通过被测零件，并与其基准面相接触，量规销的直径为被测孔的实效尺寸，量规各销的位置与被测孔的理想位置相同。

对小型薄壁型零件，可以使用投影仪测量其位置度误差值，其原理与使用综合量规相同。

图 7
六、特殊标注的位置度及输出
（1）矩形位置度公差带如图8所示，要求其孔的位置度，它的测量方法同前，不同的是在计算输出结果上。

它不能采用位置度计算功能，而是采用测量孔、输出孔心坐标方式，在坐标输出时采用完全输出格式。

如图8所示公差，在孔心坐标输
出时，x向的公差变为0.1（0.2/2），y向的公差变为0.15（0.3/2）。

图 8
（2）零位公差带如φ14，它的含义并不是没有位置度公差，而是孔在最大实体
状态φ14.0mm时，其位置度公差为0。

当实际孔直径为14.2mm，其位置度公
差为0.2mm；当实际孔直径为14.5mm，其位置度公差为0.5mm。

即孔径实际
值超出最大实体状态φ14.0mm时的部分，就是其位置度公差值。

当孔径超差时，就不再考虑其位置度公差了。

（3）孔的最小实体位置度公差如φ14，它的含义是计算位置度时，要遵守最小
实体状态原则，并按最小实体要求输出位置度误差值。

即孔的最小实体位置度公差补偿值=最小实体尺寸－实际直径，它输出的位置度公差值=公差补偿值+φ0.5mm。

（4）孔的最大实体位置度公差如φ14，它的含义是计算位置度时，要遵守最大
实体状态原则，并按最大实体要求输出其位置度误差值。

即孔的最大实体位置度公差补偿值=实际尺寸－最大实体尺寸，它输出的位置度公差值=公差补偿值+φ0.5mm。

（5）孔的最小实体位置度公差（以孔为基准）如φ14，它的含义是计算位置度时，要遵守最小实体状态原则，并按最小实体要求输出其位置度误差值。

即孔的最小实体位置度公差补偿值=最小实体直径－实际直径它输出的位置度公差值=公差补偿值+φ0.5mm。

与（3）的不同之处是它的基准是规定的孔，也就是
要先测量基准孔，再测量被测孔，并自动计算出包含最小实体要求的位置度误差值。

（6）孔的最大实体位置度公差（以孔为基准）如φ14，它的含义是计算位置度时，要遵守最大实体状态原则，并按最大实体要求输出其位置度误差值。

即孔的最大实体位置度公差补偿值=实际直径－最大实体直径，它输出的位置度公差值=公差补偿值+φ0.5mm。

与（4）不同的是它的基准孔是规定的孔，也就是
要先测量基准孔，再测量被测孔，并自动计算出包含最大实体要求的位置度误差值。

七、三坐标测量位置度时应注意的问题
（1）对于深度小于5mm的孔，可直接测量计算其位置度。

（2）对于深度大于5mm的孔，必须采用求孔圆柱两端极限点的位置度来控制产品质量，即测量圆柱，然后与上、下端面求相交，再对交点求位置度。

上、下端面不一定是零平面，它是整个孔的两端面。

或者尽量取靠近两端面孔的截面位置，如果仅测量一个截面，求其位置度是不能保证此孔在整个长度范围上所有截面的位置
度都是合格的。

因为交点由圆柱轴线与两端面相交得到，不管轴线往哪个方向倾斜，如果两端交点位置度合格，中间各截面的位置度也应该是合格的。

（3）对于延伸公差带要求的，评价时要包含延伸的长度。

（4）对于斜面上的孔，一般不要与实际表面求相交，因实际加工时多少都有一些误差。

它的公差带是沿轴线方向的一个无限长的圆柱公差带，只要交点落在这个公差带内，就是合格的。

为了避免不必要的麻烦，采用编辑构造理论平面方法，即按理论平面法矢，且过此理论点编辑构造一个理论平面，理论平面法矢可以按理论角度的cosα、sinα计算得到，方向按平面法矢在坐标系中的方向定。

然后测量孔圆柱，并与构造的上、下平面相交，再对交点求位置度。

求位置度时，一定要考虑投影平面，投影平面为最大法矢分量方向的垂直平面的接近平面。

（5）几何图框的平移和旋转，目的是使孔组位置度误差的最大值为最小，使测量基准与被测要素的理想位置方位上取得一致。

这种方法在实际生产检测中，可以达到下面两个极为重要的目的。

对粗加工零件，通过这种平移、旋转，可获得被测成组要素相对于基准位置的最佳位置和方向。

这为进一步机械加工时更合理地分配加工余量提供实际数据，以挽救处于报废边缘状态下的粗加工零件。

这些数据也供调整加工中心、自动机床等的定位基准时参考。

对于精加工后的零件，由于获得了最佳方位数据，这样就可决定零件最终的最佳装配数据位置。

在位置度公差按最大实体原则给出时，这种基准的变换，将有利于减少废品率，提高技术经济效益。

（6）在计算选择最大或最小实体原则时，交点就没有这个功能。

在计算孔、轴极限点（交点）位置度时，对于位置度公差中有最大实体要求的，必须考虑最大实体补偿。

其方法是，当孔位置度超差时，输出孔（或轴）的实际直径，然后与最大实体直径进行比较，计算补偿值，再用补偿值和超差值进行比较，补偿值大于超差值，
则该交点的位置度超差；反之，则合格。

对于位置度合格的可以不考虑最大实体补偿。

补偿值可以通过在测量程序中增加变量赋值语句，使测量结果直接输出符合最大实体原则的位置度误差值，补偿值也可采用人工计算，然后用编辑修改文件方法，加入到输出文件中。

八、结语
正确利用三坐标测量各种孔系的位置度，通过对初始坐标系的建立、平移和旋转来优化初始坐标系下的测量结果，能得到符合位置度误差最小条件的测量数据。