彭丽霞

(西安外事学院 工学院,陕西 西安 710077)

生产过程中理论正确尺寸公差处理方法分析与研究

彭丽霞

(西安外事学院 工学院,陕西 西安 710077)

讨论了生产过程中对理论正确尺寸进行控制的要求，指出了理论正确尺寸在测量和评定过程中存在的问题。结合生产过程中的实际情况，以位置度和轮廓度为例，分析研究了理论正确尺寸在生产过程中的测量和评定方法。

理论正确尺寸；公差；基本尺寸；评定方法

1 理论尺寸在生产过程中的控制要求

理论正确尺寸(以下简称理论尺寸)是在形状公差和位置公差的标注中，为确定某些特定被测要素的理想形状、理想方向和理想位置的尺寸，也就是方框尺寸[1]。

理论尺寸本身没有公差，是基本要素，为实际加工要素提供参照。现实生产中部分技术人员习惯性地按照未注公差或公差为零来处理，这是没有理论依据的,有可能导致零件超差。部分要素的实际尺寸是按理论尺寸结合形位公差来控制的，因此理论尺寸又是图纸中形状、方向和位置要求必不可少的一部分。在部分行业生产过程控制记录中，必须包含理论尺寸，但在填写测量值时，只需要填上“基本”或“BASIC”就可以了，这在我国制造业和国外机械加工中是被认可的。

2 理论尺寸在生产过程中的测量和评定

虽然理论尺寸在过程记录中不需要填写实值，但是理论尺寸又是形位要求必不可少的要素，对它的检验必须结合形位公差来进行正确的评判。下面以位置度理论尺寸和轮廓度理论尺寸为例，对理论尺寸在形位要求测量中的具体操作方法分类进行阐述。

2.1位置度理论尺寸的测量和评定

2.1.1简单位置度理论尺寸的测量和评定

位置公差是关联实际要素的位置相对基准所允许的变动全量[2]。位置公差带是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素位于此区域为合格。

当理论尺寸为线性尺寸，如图1(a)所示，其公差带分析如图1(b)所示，公差带为φ0.5的阴影圆柱部分，即孔的实际位置落在阴影圆柱内就合格。

测量方法一：如图2(a)所示，通过基准A,B面，将测量坐标系建立在图2(b)所示位置，通过测量X和Y的值，再来评定位置度公差。

位置度公差=2×

(1)

测量方法二:完全从位置度的定义出发来评定位置度公差，如图2(b)所示，先以基准A和基准B面建立测量坐标系，再按照X和Y的理论值将测量坐标系从位置1平移到位置2，直接测量孔的实际位置与理论值的差值Δx和Δy，来评定位置度公差:

(2)

这两种方法最终的评定结果都是一致的，也都符合位置度的定义，只是第二种方法的操作步骤更符合位置的定义。这两种方法对于线性理论尺寸的位置度公差评定都能满足要求。

2.1.2复杂位置度理论尺寸的测量和评定

当理论尺寸较为复杂时，如图3所示，位置度中不但有关于A,B,C3个基准的线性尺寸，还包含了1个角度理论尺寸，这个角度尺寸公差的计算,还是需要从位置度的定义出发进行分析。位置度是实际要素方向或位置对基准要素的变动量，而理论尺寸又是定义基准要素的，所以说1个角度理论尺寸和3个线性理论尺寸是用来定义基准要素的，它的公差带是以理论尺寸为位置、以φ0.2为边界的球体。具体的测量和评定方法如下。

步骤1：按照基准A,B,C建立测量坐标系，如图3(a)所示。

步骤2：将测量坐标系按照X,Y,Z3个方向上的线性理论尺寸进行坐标系平移，如图3(b)所示。

步骤3：将测量坐标系按角度理论尺寸进行坐标系旋转58°，如图3(c)所示。

步骤4：直接测量孔的实际位置与理论值的差值Δx,Δy和Δz，那么位置度公差为

(3)

从上面两个关于位置度的例子可以看出，无论是线性尺寸还是角度尺寸，直接从定义出发的位置度测量方法都是适用的，可以正确解决理论尺寸的公差问题。

2.2轮廓度理论尺寸的测量和评定

轮廓度是描述曲面准确度的主要指标，是指被测实际轮廓相对于理想轮廓的变动量[3]。

对于复杂的自由曲面轮廓度，现在常用的检测手段是使用三坐标测量机进行接触式或非接触式扫描，然后与导入的理论三维模型曲面进行比较，以计算它的轮廓度。

如图4所示，这种全是线性理论尺寸的轮廓度，通常的处理方法是直接测量被测平面与基准平面之间的距离，只要测量值满足50±0.1mm即可。

从计算的公差可以看出，一般的加工和测量方法都很难保证达到公差要求。下面从轮廓度和理论尺寸的定义出发来解决这个问题，确认加工难度的高低。

步骤1：按照要求在水平和垂直方向建立测量坐标系。

步骤2：将测量坐标系逆时针旋转30°,如图6所示。

步骤3：直接测量被测要素，评定被测要素与测量坐标系Y轴的差值Δx。

轮廓度公差=2×Δx

(4)

计算结果显示,被测要素的变动范围为0.005in,也就是0.127mm。这对一般设备的加工能力来说是完全没有问题的。

3 结束语

综上所述，理论正确尺寸是用来定义理想的形状、方向和位置的，是用来给实际加工要素提供参照依据的，是形位要求必不可少的组成部分，必须按照正确方法来测量和评定。只有从定义出发，结合生产过程中的实际情况，选择正确并合理的测量和评定方法，才能确保理论尺寸公差的正确性，才能对生产过程起到正确的指导作用。

[1] 庞美娟，李丽娟.对理论正确尺寸应用的分析与探讨[J].长春理工大学学报，2003,26(1)：69-70.

[2] 刘伯奇.产品标准化审查中常见问题分析[J].煤矿机械,1994(6)：14-16.

[3] 廖念钊，古莹菴，莫雨松,等. 互换性与技术测量[M].6版.北京：中国质检出版社，2012:77.

Analysis on the method of managing theoretically exact dimensions tolerance in the production process

PENG Lixia

(Xi'an International University, Shaanxi Xi'an, 710077, China)

It discusses the requirement of the theoretical exact dimensions in the production process, points out the existing problems of the theoretically correct dimensions in the measurement and evaluation. Combining with the actual situation of production process, it takes true position and profile as example, analyzes the theory of the correct size in the production processes of measurement and evaluation method.

theoretical dimensions; tolerance; basic size; method of control

10.3969/j.issn.2095-509X.2015.02.021

2014-12-06

彭丽霞(1978—),女,内蒙古巴彦淖尔人，西安外事学院讲师，硕士，主要研究方向为机械设计制造及自动化。

TG801

A

2095-509X(2015)02-0083-03