位置度误差的测量

　　1 问题的提出

　　位置度是用以控制被测要素的位置要求,是零件上被测的点、线、面的实际位置偏离理想位置的程度,理想位置由设计者根据零件的功能要求给出,用带框的理想正确尺寸来表示。位置度分为点位置度、线位置度和面位置度。实际应用中,位置度多用以控制孔的轴线的位置变动,孔的实际轴线的位置度误差值是以被测实际轴线的理想位置定位,作实际轴线的最小包容区域,该最小包容区域的相应尺寸即为孔的位置度误差值[1~4]。

　　用位置度控制被测要素时,被测要素的位置按理想位置定位,而理想位置又是相对于基准而言的,所以采用位置度公差时,须认真考虑所选用的基准;并且在位置度公差带中,往往需要选用多基准,才能确定理想要素的方位,一般情况下,我们采用三个相互垂直的基准平面定位,这三个相互垂直的基准平面就构成一个基面体系,称为三基面体系[4],它是确定零件上某个要素几何关系的起点。在三基面体系里,基准平面按功能要求有顺序之分,最主要的为第一基准平面,依次为第二和第三基准平面。

　　2 位置度公差带及误差值测量

　　位置度常用于孔组。所谓孔组,就是根据零件功能对一些孔需按一定位置成组分布,如圆周均匀分布、等距或不等距的行列分布等。这些孔的特点是,各孔之间的相互位置要求较高,如要求均匀分布、等距分布或按理论正确尺寸确定的理想位置分布。孔组理想轴线各自应保持的这种理想位置关系具体体现为几何图框[4]。所谓几何图框,就是一组理想轴线之间或它们与基准之间正确几何关系的图形。下面针对线位置度,即孔的轴线位置度作一分析。

　　2.1 给定方向上

　　当给定一个方向时,公差带是距离为公差值t,且以线的理想位置为中心对称配置的两平行平面(或直线)之间的区域;当给定相互垂直的两个方向时,孔轴线的位置度公差带正截面为t1xt2,且以线的理想位置为轴线的四棱柱内的区域。

　　如图1,设实际轴线对基准平面的坐标值为(x,y),对理想位置的偏移量为(fx, fy),则此时直接取2fx,2fy作为零件两方向上的位置度误差值。测量时,按基准调整被测件,使其与测量装置的坐标方向一致,这里假设孔的形状误差可以忽略不计,可以用数显测高仪直接测量出x, y值,与理想位置比较,得出fx, fy值。

　　在这种情况下,如果被测零件尺寸较小,还可以在万能工具显微镜上用影像法进行测量。

　　2.2 任意方向上

　　在任意方向上,孔轴线的位置度公差带就是直径为t,且以线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。此时,实际轴线的位置度误差值表现为以下基本式[1~4]: