位置量规工作部位基本尺寸的设计

　　位置量规是机械制造业中用来检测工件图样上被测要素的尺寸公差与形位公差遵循相关要求(包容要求和最大实体要求)的平行度、垂直度、同轴度、对称度和位置度的专用量规。国家标准GB8069-87已对位置量规的结构类型、公差和技术要求以及使用条件作了规定。正确设计应用位置量规不但要求工装设计人员熟悉掌握标准及了解位置量规的设计计算方法,而且还要求产品设计、工艺、检测等方面的人员掌握相关要求的基本原理。

　　1 相关要求的实质

　　相关要求是图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的公差原则。尽管两者数值关系的定量计算可通过动态公差图分析,但就具体实际被测要素而言,其实际存在的尺寸误差多少,形位误差允许多大,在检验中完全没有必要得知其具体数值。只有在对边界尺寸分析时,才需要进行定量计算。

　　从国家标准对相关要求的定义和应用综合分析,设计机械零件尺寸精度和形位公差时,机械零件遵循相关要求,实质上就是通过控制不同的边界,来满足零件相应的使用性能。如控制最大实体边界来保证孔、轴的配合性质;控制最大实体实效边界来保证可装配性。因此,相关要求的实质为:控制零件的尺寸误差与形位误差对其形成的综合影响,限制实际被测要素不得超过设定的理想边界,即应用包容要求(及最大实体要求的零形位公差),要求被测实际轮廓遵守最大实体边界;应用最大实体要求,要求被测实际轮廓遵守最大实体实效边界。明确了相关要求的实质,也就可以此为依据设计相应的检测方法与手段。

　　2 位置量规的设计基础

　　相关要求是一种边界控制的公差设计方法,而位置量规是依边界控制思路设计的检测手段,即位置量规是用来检测零件关联要素的实际轮廓是否超过边界(最大实体边界或实效边界)的一种通规。量规的大小形状实际就是模拟被测要素的综合极限边界。因此,位置量规的设计基础是:保持量规的测量和定位部位具有被测要素和基准要素的尺寸公差和形位公差的综合极限边界的理想形体,检验时被测件通过为合格,以体现量规工作部位与被测件相应要素的包容型自由装配关系。综合极限边界的方向由基准确定,位置由基准和(或)理论正确尺寸确定。

　　由于应用相关要求的零件检验,不但要控制被测零件尺寸、形状误差的实际作用尺寸不超过综合极限边界,还必须检验并控制实际尺寸不超过最大(小)实体尺寸。而位置量规只控制零件的作用尺寸,是一种全形量规,没有止规,故实际尺寸仍需用通用量具或光滑极限量规的止规来检测和控制。因此,通常工件被测要素和基准要素的实际尺寸经测量或检验合格后,才使用位置量规检验。