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PC-DMIS报告最大实体符号解读 – 位置度 传统评价方式


几何公差值带M实体符号或基准后面带M实体符号,如何计算补偿值,以及PC-DMIS报告中补偿关系如何解读,我们以形状公差中的直线度、方向公差中的垂直度,位置公差中的位置度为例给大家详细讲解,上一期已经讲过了传统位置度带最大实体符号M的理解,下面我们一起学习一下位置度新评价方式带M实体符号,报告如何解读:

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位置度(Position)


  位置度(Position):位置度定义了一个要素在基准系的允许位置,公差带以理论正确位置为中心分布,对于尺寸要素即被控制要素的提取中心点、提取中心线或提取中心面必须落在公差带范围内,对于面要素即被控制的面必须落在给定的公差带范围内。以上是ISO的解释,ISO和美标ASME被评价要素稍有区别,ASME评价的是被测要素的中心点,非关联实际包容体中心轴线或中心平面落在给定的公差带内,ASME中位置公差主要用来控制尺寸要素,如果是面要素要使用带基准的面轮廓度来控制位置;
位置公差包括位置度、同心度与同轴度、对称度;

位置公差控制以下关系:
a) 要素(面、孔、轴、板、槽、球、锥等要素)间的距离;
b) 要素在基准系中的位置;
c) 要素的同轴、同心控制;
d) 要素的对称控制;

基准带M或L实体符号如何解读?表示基准使用最大实体条件(MMB)最小实体条件(LMB),此时基准的实际作用尺寸偏离MMB或者LMB尺寸时,可以使本来不合格的工件也有可能合格,偏移量叫Datum shift,基准偏移。

ASME Y14.5标准详细说明了基准特征的尺寸、位置或方向公差如何应用于计算基准的MMB或LMB。根据Y14.5标准,PC-DMIS对基准材料边界的计算如下:

MMB - 当基准要素是尺寸要素,且其带有Ⓜ符号时,MMB由两个因素综合作用:
1)基准特征自身尺寸大小(材料体外作用尺寸,即非关联实际包容体,对于孔要素为最大内切圆柱,对于轴要素为最小外接圆柱)
2)基准相对于几何公差控制框中比它优先级高的基准的方向或位置公差;

LMB - 当基准要素是尺寸要素,且其带有Ⓛ符号时,LMB由两个因素综合作用:
(1)基准特征自身尺寸大小(材料体内作用尺寸,即非关联实际最小材料包容体);
(2)基准相对于几何公差控制框中比它优先级高的基准的方向或位置公差;

有时,综合考虑尺寸和方位公差后,也可给定边界,在特征控制框基准特征后面的修饰括号内输入边界值,来明确声明边界。该值代表材料边界的尺寸。PC-DMIS 会使用此值计算基准特征的补偿,但不会考虑此基准特征相对于比它优先级高的基准的方向或者位置公差(如下图形位公差框格里的中括号)


  例1:如图,基准A为面,基准B为孔,以A为第一基准、B为第二基准评价圆柱孔2的位置度


如下报告,位置度中B基准因为不带实体符号,表示B基准不能为位置度值提供补偿,但是,因为A、B两个基准可限制5个自由度,剩下一个垂直于A面绕基准B旋转的自由度未限制,因此,基准转化中可以发现绕Z轴旋转的自由度是可以动的;



  例2:如图,基准A为面,基准B为孔,以A为第一基准、B为第二基准评价圆柱孔2的位置度(PC-DMIS软件设置:拟合基准=是,当有足够的基准补偿(奖励)公差允许基准偏移)



如下报告,位置度中B基准带最大实体符号M,表示B基准可以为位置度值提供补偿,因此,基准转化中可以发现B基准沿着X、Y方向平移自由度,以及绕Z轴旋转的自由度是不固定的,可以有一定的活动量;


此时,基准B最大实体实效状态MMVC对应的最大实体实效边界MMVB=MMS-GD&T=16.4-0.05-0.01=16.34;


基准B的关联A基准的实际包容体(即B孔的垂直于A基准的最大内切圆柱)RAME=16.4-0.04=16.36;


此时B基准相对于基准模拟体16.34的活动量是0.02,但是因为B基准起到限制X、Y方向的原点的作用,因此B基准与其基准模拟体可以同时在A面上可以沿着X、Y方向平移,此时平移量不受控;


基准B,补偿量Bonus为16.4-16.34=0.06,此时通过B基准的偏移、旋转补偿量就够了,可以使被测要素柱体2的实测值为0;


综上,被评价位置度实际上只与基准孔和被测控的理论距离,及两孔和A基准的垂直度有关,两个孔在约束了二者之间的理论位置以及与A基准的垂直度前提下,他们可以作为一个整体在A面上平移、垂直于A转动,来实现基准拟合提升合格率;



  例3:如图,基准A为面,基准B为孔,以A为第一基准、B为第二基准评价圆柱孔2的位置度(PC-DMIS软件设置:拟合基准=是,当基准补偿(奖励)公差已经100%使用时)


如下报告,位置度中B基准带最大实体符号M,表示B基准可以为位置度值提供补偿,因此,基准转化中可以发现沿着X、Y方向平移自由度,以及绕Z轴旋转的自由度是不固定的;


此时,基准B最大实体实效状态MMVC对应的最大实体实效边界MMVB=MMS-GD&T=16.4-0.05-0.01=16.34;


基准B的关联A基准的实际包容体(即B孔的垂直于A基准的最大内切圆柱)RAME=16.39-0.04=16.35;


此时B基准相对于基准模拟体16.34的活动量是0.01,但是因为B基准起到限制X、Y方向的原点的作用,因此B基准与其基准模拟体可以同时在A面上可以沿着X、Y方向平移,此时平移量不受控;


基准B,补偿量为16.39-16.34=0.05,此时通过B基准的偏移、旋转补偿量100%使用后,发现还不能使被测要素100%合格,这时被测要素自己的公差值就要使用了,如下图使用量为0.01,如果还不够,可能还要动用自己的尺寸上的补偿余量,也即16.39-16.35=0.04的补偿量;


综上,PC-DMIS报告是优先使用基准的补偿来使被测要素合格,如果基准补偿量100%使用后,再使用被测要素自身的公差值;



  例4:一面两孔做基准,两个孔都带有最大实体要求M符号,如下图,基准A为面,基准B、C为孔与面垂直,以A为第一基准,B、C为第二、三基准评价圆柱孔3的位置度(PC-DMIS软件设置:拟合基准=是)


首先,B、C基准后面都带有最大实体符号,我们需要明确其MMB边界,也即先评价B与第一基准A的垂直度,C相对于第一、二基准的位置度,如下,参考例2、例3解读;


此时,

基准B最大实体实效状态MMVC对应的最大实体实效边界MMVB=MMS-GD&T=16.4-0.02-0.04=16.34;


基准B的关联A基准的实际包容体(即B孔的垂直于A基准的最大内切圆柱)RAME=16.4-0.03=16.37;


基准C最大实体实效状态MMVC对应的最大实体实效边界MMVB=MMS-GD&T=16.4-0.02-0.08=16.3;


基准C的关联A\B基准的实际包容体(即C孔的相对于A、B基准定位定向的最大内切圆柱)RAME=16.4;


基准B的实际尺寸是16.4时最大补偿值等于16.4-16.34=0.06,实际使用量0.059,剩余0.001;


基准C的实际尺寸是16.4时最大补偿值值等于16.4-16.3=0.1,实际使用量0.027,剩余0.073;



综上,PC-DMIS报告是优先使用基准的补偿来使被测要素合格,例4中基准B和基准C综合补偿可以实现被测要素位置度为零,如果基准的补偿量100%使用后还不能使被测要素100%合格,被测要素位置度就会有值出现。 


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