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          行業案例/Product Case

          行業案例
          DTAS公差分析之基準帶M圈

          基準帶M圈以及DTAS如何模擬此M圈
          ? ? ??上篇文章我們講了M圈的含義,分析了被測要素帶M圈和不帶M圈的區別。由此我們知道被測要素帶M圈時,在被測要素實際尺寸遠離最大實體狀態時,被測要素可以獲得一個額外的公差補償,換句話說被測要素帶M圈時,其本身可以獲得一個補償公差,該公差使得被測要素公差帶可以超出公差框內的公差,補償公差的大小隨著直徑的變化而變化。但直徑不得超出被測要素要求公差范圍。接下來我們來解析基準帶M圈的情況,來看看基準帶M圈會產生什么樣的效果。本文以圖1零件作為對象,分析基準帶M圈的情況。

          基準M圈圖1.png

          問題闡述


          基準M圈圖1.png基準M圈圖3.png基準M圈圖2.png

          觀察以上三張圖紙,發現它們的標注有所不同,圖1、3中基準帶M圈,圖2中基準不帶M圈。它們在實際應用中具體有什么區別,在本文我們會做詳細解析。

          圖2零件檢具模擬

          被測要素后面加M圈,基準后邊不加M圈。我們根據圖2要求來模擬——理想檢具(不考慮檢具公差),該模擬過程與上篇文章檢具模擬過程一致

          1、先模擬一個理想平面A,與零件A面完全貼合;

          2、再模擬一個中心線與理想A平面垂直、直徑始終與基準孔B的體外作用尺寸直徑相同(基準孔B直徑在19.820.2范圍內變動)的檢測銷B;

          3、模擬一個中心線與A理想平面垂直;與檢測銷B平行,且與檢測銷B中心距離為160mm、直徑始終與基準孔C的體外作用尺寸直徑相同(基準孔C直徑在19.620.2范圍內變動)的檢測銷C;

          4、模擬一個銷組,該銷組所有銷中心線與A平面垂直,各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100,直徑為均為14.4mm,且該銷組與檢測銷B中心距為25mm(銷組)各銷直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

          理想檢具如圖4所示

          模擬零件2檢測過程

          ? ? ? ?將模擬的零件用模擬的理想檢具進行檢測,具體過程如上圖所示。根據零件2的圖紙要求,基準孔B、C始終卡死在檢具對應的檢具銷上,被測孔公差帶中心位置不變。檢測中只要零件被測孔中心不超出紅圈表示的公差帶,就說明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發生變化,是因為被測孔位置度后面加了M。

          psb.gif

          圖3零件檢具模擬


          被測要素后面加M圈,有一個基準后邊加M圈。我們根據圖3要求來模擬——理想檢具(不考慮檢具公差)

          1、先模擬一個理想平面A,與零件A面完全貼合;

          2、再模擬一個中心線與理想A平面垂直、直徑始終與基準孔B的體外作用尺寸直徑相同(基準孔B直徑在19.820.2范圍內變動)的檢測銷B;

          3、模擬一個中心線與A理想平面垂直;與檢測銷B平行,且與檢測銷B中心距離為160mm、直徑為一個固定值19.6的檢測銷C(銷C直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.2=19.8-0.2=19.6mm);

          4、模擬一個銷組,該銷組所有銷中心線與A平面垂直,各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100,直徑為均為14.4mm,且該銷組與檢測銷B中心距為25mm(銷組)各銷直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

          理想檢具如圖5所示

          模擬零件3檢測過程

          ? ? ? 將模擬的零件用模擬的理想檢具進行檢測,具體過程如上圖所示。根據零件3的圖紙要求,基準孔B始終卡死在檢具檢具銷上,基準C孔相對基準B孔中心有一個旋轉,被測孔中心公差帶跟著浮動。檢測中基準孔C公差帶中心不超出對應紅圈代表的公差帶,同時零件被測孔中心也不超出紅圈表示的公差帶,就說明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發生變化,是因為基準C孔位置度與被測孔位置度后面加了M圈。

          圖1零件檢具模擬


          基準M圈圖7.png

          ? ? ? ? 被測要素后面加M圈,有兩個基準后邊加M圈。我們根據圖1要求來模擬——理想檢具(不考慮檢具公差)

          1、先模擬一個理想平面A,與零件A面完全貼合;

          2、再模擬一個中心線與理想A平面垂直、直徑為一個定值19.6的檢測銷B(銷B直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.2=19.8-0.2=19.6mm);

          3、模擬一個中心線與A理想平面垂直;與檢測銷B平行,且與檢測銷B中心距離為160mm、直徑為一個固定值19.6的檢測銷C(銷C直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.2=19.8-0.2=19.6mm);

          4、模擬一個銷組,該銷組所有銷中心線與A平面垂直,各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100,直徑為均為14.4mm,且該銷組與檢測銷B中心距為25mm(銷組)各銷直徑=最大實體實效邊界=MMC(最大實體)-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

          理想檢具如圖6所示

          模擬零件1檢測過程

          ? ? ? ?將模擬的零件用模擬的理想檢具進行檢測,具體過程如上圖所示。根據零件1的圖紙要求,基準孔B相對檢具銷有一個XY方向運動,同時基準C孔相對基準B孔中心還可以有一個旋轉,被測孔公差帶中心跟基準B、C孔公差中心的偏移而浮動。檢測中基準孔B、C公差帶中心不超出對應紅圈代表的公差帶,同時零件被測孔中心也不超出紅圈表示的公差帶,就說明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發生變化,是因為基準B、C孔位置度與被測孔位置度后面加了M。

          基準加M圈解析

          基準不帶M理想檢具模擬過程中,模擬的檢具銷直徑不是一個定值,它始終要與零件基準孔體外作用尺寸相等,即檢測過程中檢具銷始終卡死在零件基準孔中。

          基準帶M理想檢具模擬過程中,模擬的檢具銷直徑是一個定值,該值等于孔的最大實體實效邊界尺寸。

          ? ? ? ?由以上可知,基準帶不帶M圈,直接影響理想檢具模擬中基準孔對應檢具銷的直徑是不是一個定值。

          ? ? ? ?若基準孔對應檢具銷直徑為定值(該值等于最大實體實效邊界尺寸),當基準孔的直徑大于對應檢具銷直徑時,基準孔相對檢具銷有一個間隙余量,這時檢具銷可以在基準孔約束的方向上平移或者轉動。

          ? ? ? ?上篇文章中提到被測要素帶M圈本質上就是補償公差帶使得公差帶增大,公差帶的大小隨著直徑的變化而變化。但直徑不得超出被測要素要求的尺寸公差范圍。從以上描述中可知,補償使公差帶寬度增加了,但是公差帶的位置固定不變?;鶞蕩?span style="font-size:14px;font-family:'Open Sans';">M圈時,檢具銷直徑是一個定值(該值等于基準孔的最大實體實效邊界值),當基準孔實際直徑大于檢具銷直徑時,基準孔相對檢測銷可以有一個浮動。而GDT標注中,基準孔公差帶中心與被測孔公差帶中心距離是一個理論尺寸。所以當基準孔浮動時,被測孔公差帶中心位置也會有一個偏移,相應的公差帶也會跟著偏移,這個公差帶的偏移可以使之前公差帶以外的元素,移動到公差帶中。一個基準孔最多可以約束2個自由度,則基準孔最多也只能在兩個方向平移或旋轉,因此被測孔公差帶也只能在基準孔約束的方向上平移或旋轉。由以上可知,基準帶M圈其實就是被測要素公差帶位置可在基準約束的方向上平移或者旋轉,即被測要素公差帶有一個位置的變動,也可以說是位置的補償。該補償的大小隨基準孔直徑的變化而變化,直徑不得超出基準孔尺寸公差范圍。

          實例分析

          基準M圈圖8.png

          ? ? ? ?由圖7可知,基準B孔約束被測要素公差帶X、Y兩個方向的平移;基準C孔約束被測要素公差帶繞Z方向的旋轉。圖紙中C基準孔帶M圈,說明C基準孔對應的理想檢具檢測銷直徑是一個定值。當C基準孔的實際直徑大于檢測銷直徑時,C基準孔相對檢測銷可以有一個旋轉偏移,則各被測要素公差帶也會有一個旋轉補償。

          總結

          ? ? ? ?綜上所述,當基準帶M圈時,基準對應的檢具檢測部件的尺寸是一個定值(最大實體實效邊界值) ,當基準的實際尺寸遠離檢具檢測部件的尺寸時,基準相對檢具檢測部件可以有一個約束方向上的平移或旋轉,則被測要素公差帶也會獲得一個基準約束方向上的位置補償。



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