方博

摘 要：在公差相關要求中，零件目標要素的幾何公差受到基準要素的影響，當目標要素被一個基準要素所限制時，基準要素的幾何誤差未達到設置的數(shù)值，多出的富余量可以補償給目標要素。這樣就會降低工藝裝備的精度要求，也能提高零件的加工生產(chǎn)率。但是，當兩個或者三個基準要素的公差遵循相關要求時，基準要素多出的公差富余量該如何補償給目標要素？為了得到具體的計算方法，需要對大量的試件進行測量。找到一種零件模擬方法用于模擬不同基準組合的試件，就能解決加工專用試件的麻煩。

關鍵詞：相關要求；試件；基準組合；模擬

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

1 引言

模擬實際零件，只需要模擬零件基準要素的輪廓，因此要先明確零件基準要素的類型。常見零件的基準要素有球、圓柱、直槽這三種類型，因此，模擬試件的關鍵之一就是使用專用裝置模擬球、圓柱、直槽這三類基準要素的輪廓。將用于模擬基準要素的專用裝置稱為模擬單體。由于試件上的基準要素之間有相對位置要求，因此還要設計專用的安裝平臺用于安裝模擬單體。

2 模擬單體用于模擬球

兩個交叉成90度的V型塊用來模擬球的輪廓，實際裝置如下圖1所示。交叉成90度放置的兩個V型塊，當左右兩個V型塊有一定的距離時，如果使球面與空間的四個平面均相切，就能在空間上確定模擬的球的大小和位置。左邊的V型塊固定放置，右邊的V型塊與螺桿形成螺紋配合并且底部與空槽形成間隙配合。由于螺紋的螺距為0.5mm，螺桿旋轉一圈，與螺桿相配合的V型塊就平移0.5mm。相鄰兩條刻度線的距離為0.5，在實際調整時不容易觀察。所以在固定不動的V型塊的機架兩端均有刻度，用來讀取當螺桿轉動整數(shù)圈時的兩個V型塊之間的距離。下圖1中，其中一端顯示的數(shù)字從0到49，表示刻度從0.5mm開始至49.5mm結束，另一端顯示的數(shù)字是從0到50，表示刻度從0mm開始至50mm結束，兩端相鄰兩條刻度線之間相距1mm。在此基礎上，將圓柱形螺桿平均分成50等份，每旋轉一個刻度就表示右邊可移動的V型塊移動了0.01mm，則旋轉不足一圈時移動的距離也能精確把握，這樣就提高了整個模擬裝置的精度。

3 模擬單體用于模擬圓柱

圓柱體是由無數(shù)個大小一致的圓在同一個方向上堆疊而成。因此，用來模擬圓柱的裝置需要先在平面上確定一個圓，之后將該圓在空間上進行堆疊。同一個平面上的三個不共線的點能確定一個圓。在空間上設置三條不共面且相互平行的直線來模擬圓柱的輪廓，這樣就能在空間上確定圓柱的大小和位置。三根母線分別安裝在對應的活動體上，活動體與螺桿之間是螺紋配合。與模擬球的裝置類似，該螺桿上的螺紋是螺距為0.5mm的梯形螺紋，該螺紋的具體參數(shù)也在工程圖中給出。圖中也給出了基于模擬裝置而建立的空間坐標系，結合運動體與螺桿之間的螺紋配合以及螺桿上的刻度，就能將三根母線精確的調整到目標位置。

4 模擬直槽的模擬單體

與模擬圓柱和球的輪廓類似，直槽的模擬方式相對來說要比以上兩個簡單。兩塊平板平行放置，隨著兩塊平板的遠離和靠近就能模擬直槽的寬度。在兩塊平板上開中心孔并車出內螺紋，平板上的內螺紋與螺桿上的外螺紋形成螺紋連接，進而精確的控制兩塊平板間的距離。如圖3所示，螺桿兩端螺紋的旋向不同，但是螺距都是一樣，因此當轉動螺桿時，裝置通過螺紋配合實現(xiàn)了兩塊平板在螺桿軸向上的開合且能移動相同的距離。

5 模擬單體的安裝平臺

模擬單體只是用來模擬單個基準要素的實際輪廓，但是零件的基準組合最多涉及到三個基準且基準組合方式也是有很大的不同。所以當零件中目標要素的參考基準不止一個時，那就需要多個模擬單體進行組合，從而達到模擬實際零件的目的。根據(jù)零件中基準組合形式和

基準要素的數(shù)量，設計了如圖4所示的模擬單體安裝平臺。圖4中的凹槽1、2、3是為了安裝模擬球的模擬單體。凹槽4、5、6是用來安裝使用母線來模擬圓柱的模擬單體。凹槽7、8用來安裝模擬直槽或者基準要素為平面的模擬單體。由于零件上的基準要素之間存在相對位置關系，為了能將基準要素的位置關系重現(xiàn)在安裝平臺上，因此，以安裝平臺的中心為原點建立如圖4所示的空間坐標系。平臺上的凹槽代表模擬單體的安裝位置，以安裝平臺的坐標系為參考，凹槽的位置都能確定，因此模擬單體的位置也能在安裝平臺的坐標系下確定。

6 結論

該方法能夠模擬不同基準組合形式的零件，能為多個基準要素滿足相關要求時，公差富余量如何補償給目標要素提供分析樣例。將各個模擬單體安裝在平臺上，結合各個凹槽在平臺上的具體位置就能得到所要模擬的目標零件。由于這是一種組合裝置，能夠重復使用，這就省去了加工專用試件的費用，能減少試件的數(shù)量和測試時間。

參考文獻：

[1]吳玉光，顧齊齊.基于構造元素的基準參考框架通用建立方法[J]. 計算機集成制造系統(tǒng)，2016，22（01）：241-247.