如何理解「復合位置度」

復合位置度概念源於美國標準ASME Y14.5,是美標GD&T的難點之一。美資制造商或與美資制造商有業務關係的中國工程師,尤其需要正確的理解和應用復合位置度。

復合位置度與普通位置度的區別——

復合位置度與普通位置度的區別在於,可以在滿足產品功能的前提下,盡可能的放寬產品的相應公差要求:根據產品功能需求,對孔組相對於基準的整體位置公差設定,可以比較寬鬆;對於孔組相對於基準的整體方向以及組內各孔相互位置公差,可以依次減小;即在滿足功能的前提下,該放寬就放寬。

如何理解“復合位置度”

復合位置度中基準與公差帶之間的約束關係

  • 復合位置度的第一行,按照傳統的位置度理解即可:基準既約束公差帶的方向(旋轉自由度),也約束公差帶的位置(平移自由度)。
  • 除了第一行,復合位置度的其他行:基準僅約束公差帶的方向(旋轉自由度),不限制公差帶位置(平移自由度)。
  • 最後一行沒有基準的情況:公差帶與基準沒有任何關係。

如圖所示:

如何理解“復合位置度”

一個復合位置度的實例

在笛卡爾坐標系中,一個特征有6個自由度:沿X\Y\Z的平移自由度(用x\y\z表示),和繞X\Y\Z旋轉的自由度(分別用u\v\w表示)。如下圖所示的復合位置度標註,我們如何理解呢?

如何理解“復合位置度”

第一行:基準約束與普通位置度一樣,可約束位置與方向

第一基準A約束三個自由度——z(Z軸平移),u(X軸旋轉),v(Y軸旋轉);

第二基準B約束兩個自由度——y(Y軸平移)、w(Z軸旋轉);

第三基準C約束最後一平移自由度——「x(X軸平移)」。

第二行:基準隻約束公差帶方向

第一基準A約束兩個旋轉自由度「u,v」

第二基準B約束一個旋轉自由度「w」

即直徑為1.0的四個圓柱公差帶相對於基準參考坐標系可以整體沿X、Y、Z軸平移,但不能繞X、Y、Z三個軸旋轉。

第三行:基準隻約束公差帶方向

第一基準A約束的是兩個旋轉自由度「u,v」

即直徑為0.6的四個圓柱公差帶不能繞X或Y軸旋轉,但可以繞著Z軸旋轉,也可相對於基準參考坐標系整體平移。

第四行:沒有任何基準無需與基準參考坐標系保持任何關係

可以理解為直徑為0.2的四個圓柱形公差僅需保持相互的理論位置。

每一行公差帶與基準之間的具體關係描述如下圖:

如何理解“復合位置度”

對於該復合位置度標註的具體解釋如下:

第一行,控制孔組整體相對於基準的位置和方向(包括各孔相互位置)。

如何理解“復合位置度”

第二行,孔組整體對於基準A和B的方向進行更嚴格的管控(也包括各孔相互間的位置),與基準坐標系沒有位置關係;四個保持位置關係的孔組可以沿三個軸平移,但不能旋轉;

如何理解“復合位置度”

第三行,孔組整體相對於基準A的方向進一步加深控制,可以理解為孔組「整體垂直」,可以沿Z軸旋轉;與基準坐標系沒有位置關係,可以平移(各孔相互位置依然包含在內);

如何理解“復合位置度”

第四行,各孔之間的相互位置進一步嚴控,即僅控制四個孔的相互位置。

如何理解“復合位置度”

結論

理解了復合位置度的含義,可以在滿足產品功能的前提下,合理明確的表達不同層次的位置要求:孔組相對於基準坐標系的整體位置,孔組相對於特定基準坐標系的整體方向,和各孔之間的相互位置等等。工廠各方人員正確理解復合位置度,將會更好的在滿足產品質量(功能)的前提下,避免包含技術溝通在內的各種不必要的時間和成本浪費。

復合位置度在實際測量評價中。如果沒有復合位置度的選項菜單,必須精準理解上述含義,才可以透過每行公差帶與基準參考系之間的正確約束做到準確的評價。

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