不同基准组合形式零件的表示方法

方博

摘 要：在公差相关要求中，零件目标要素的几何公差受到基准要素的影响，当目标要素被一个基准要素所限制时，基准要素的几何误差未达到设置的数值，多出的富余量可以补偿给目标要素。这样就会降低工艺装备的精度要求，也能提高零件的加工生产率。但是，当两个或者三个基准要素的公差遵循相关要求时，基准要素多出的公差富余量该如何补偿给目标要素？为了得到具体的计算方法，需要对大量的试件进行测量。找到一种零件模拟方法用于模拟不同基准组合的试件，就能解决加工专用试件的麻烦。

关键词：相关要求；试件；基准组合；模拟

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.015

1 引言

模拟实际零件，只需要模拟零件基准要素的轮廓，因此要先明确零件基准要素的类型。常见零件的基准要素有球、圆柱、直槽这三种类型，因此，模拟试件的关键之一就是使用专用装置模拟球、圆柱、直槽这三类基准要素的轮廓。将用于模拟基准要素的专用装置称为模拟单体。由于试件上的基准要素之间有相对位置要求，因此还要设计专用的安装平台用于安装模拟单体。

2 模拟单体用于模拟球

两个交叉成90度的V型块用来模拟球的轮廓，实际装置如下图1所示。交叉成90度放置的两个V型块，当左右两个V型块有一定的距离时，如果使球面与空间的四个平面均相切，就能在空间上确定模拟的球的大小和位置。左边的V型块固定放置，右边的V型块与螺杆形成螺纹配合并且底部与空槽形成间隙配合。由于螺纹的螺距为0.5mm，螺杆旋转一圈，与螺杆相配合的V型块就平移0.5mm。相邻两条刻度线的距离为0.5，在实际调整时不容易观察。所以在固定不动的V型块的机架两端均有刻度，用来读取当螺杆转动整数圈时的两个V型块之间的距离。下图1中，其中一端显示的数字从0到49，表示刻度从0.5mm开始至49.5mm结束，另一端显示的数字是从0到50，表示刻度从0mm开始至50mm结束，两端相邻两条刻度线之间相距1mm。在此基础上，将圆柱形螺杆平均分成50等份，每旋转一个刻度就表示右边可移动的V型块移动了0.01mm，则旋转不足一圈时移动的距离也能精确把握，这样就提高了整个模拟装置的精度。

3 模擬单体用于模拟圆柱

圆柱体是由无数个大小一致的圆在同一个方向上堆叠而成。因此，用来模拟圆柱的装置需要先在平面上确定一个圆，之后将该圆在空间上进行堆叠。同一个平面上的三个不共线的点能确定一个圆。在空间上设置三条不共面且相互平行的直线来模拟圆柱的轮廓，这样就能在空间上确定圆柱的大小和位置。三根母线分别安装在对应的活动体上，活动体与螺杆之间是螺纹配合。与模拟球的装置类似，该螺杆上的螺纹是螺距为0.5mm的梯形螺纹，该螺纹的具体参数也在工程图中给出。图中也给出了基于模拟装置而建立的空间坐标系，结合运动体与螺杆之间的螺纹配合以及螺杆上的刻度，就能将三根母线精确的调整到目标位置。

4 模拟直槽的模拟单体

与模拟圆柱和球的轮廓类似，直槽的模拟方式相对来说要比以上两个简单。两块平板平行放置，随着两块平板的远离和靠近就能模拟直槽的宽度。在两块平板上开中心孔并车出内螺纹，平板上的内螺纹与螺杆上的外螺纹形成螺纹连接，进而精确的控制两块平板间的距离。如图3所示，螺杆两端螺纹的旋向不同，但是螺距都是一样，因此当转动螺杆时，装置通过螺纹配合实现了两块平板在螺杆轴向上的开合且能移动相同的距离。

5 模拟单体的安装平台

模拟单体只是用来模拟单个基准要素的实际轮廓，但是零件的基准组合最多涉及到三个基准且基准组合方式也是有很大的不同。所以当零件中目标要素的参考基准不止一个时，那就需要多个模拟单体进行组合，从而达到模拟实际零件的目的。根据零件中基准组合形式和

基准要素的数量，设计了如图4所示的模拟单体安装平台。图4中的凹槽1、2、3是为了安装模拟球的模拟单体。凹槽4、5、6是用来安装使用母线来模拟圆柱的模拟单体。凹槽7、8用来安装模拟直槽或者基准要素为平面的模拟单体。由于零件上的基准要素之间存在相对位置关系，为了能将基准要素的位置关系重现在安装平台上，因此，以安装平台的中心为原点建立如图4所示的空间坐标系。平台上的凹槽代表模拟单体的安装位置，以安装平台的坐标系为参考，凹槽的位置都能确定，因此模拟单体的位置也能在安装平台的坐标系下确定。

6 结论

该方法能够模拟不同基准组合形式的零件，能为多个基准要素满足相关要求时，公差富余量如何补偿给目标要素提供分析样例。将各个模拟单体安装在平台上，结合各个凹槽在平台上的具体位置就能得到所要模拟的目标零件。由于这是一种组合装置，能够重复使用，这就省去了加工专用试件的费用，能减少试件的数量和测试时间。

参考文献：

[1]吴玉光，顾齐齐.基于构造元素的基准参考框架通用建立方法[J]. 计算机集成制造系统，2016，22（01）：241-247.