機械製圖里共線孔的尺寸標註方法哪種最好?
在機械製圖里常常遇到一排共線孔的尺寸標註問題。
一種常把每一個孔相對於參考邊的相對位移都標註出來。像這個圖,把每一個孔相對於加工邊線的相對位移都標註出來了。缺點是加工時操作步數多。
第二種是,既然三個孔屬於共線孔,那麼就採用相對位移來確定第一個孔和最末孔的位置,再在兩點連線上,根據中間孔與首末孔的相對位置來確定。那麼問題就來了,哪一種精度高?為什麼?我傾向於第一種精度高。
1、雖然第一種標示方法沒有明確說明是共線,但是只要加工不出錯,是可以確保三孔共線的。
2、如果採用第二種標示方法,如果首末點存在加工出錯,不是誤差,那麼你所確定的這條直線是錯誤的,那麼第二孔的位置就百分之百錯了。
題主你好,非常高興看到有GDT的問題。
先聊兩句題外的,有的回答說標尺寸工差看加工過程,看加工工藝標註尺寸。也對也不對,有點本末倒置。從產品設計的角度來說,設計的時候加工工藝就應該在腦子裡形成了,但是不管是尺寸還是形位公差一定是為需求服務的。
滿足需求的同時,確保能產品能穩定的加工出來,並且保證經濟性。最後再保證可測量性,做出來的尺寸是能夠檢測的,檢測的基準是好找到的。
一個優秀的機械設計師,要考慮功能,加工,測量;缺一不可。
基於上面的原則我們再來看這道題。
如果這個孔只是個通氣孔毫無精度要求,可以按照下面的方法表示:
在這張圖裡,可以看到除了告訴加工人員孔的位置尺寸外,還告訴了測量人員測量基準是上表面和左側面,通常圖紙上還會寫上未著公差基於國標xxx,或者ISOxxx中級或者初級精度。檢測人員也會按照給定的精度來檢測尺寸是否合格。
至於加工方式,可能是直接鑄造出來的(壓鑄精度高一點,沙鑄精度差一點)。也可以是用鑽床鑽出來。在或者是銑床或者加工中心直接加工出來。
第二種,如果這三個孔是安裝螺紋的通孔,對面會擰一個零件。我會這麼標註它:
通孔之間的位置關係就比較重要了,如果超出了位置度的範圍,對配的零件螺釘就可能擰不上。所以我們標了一個基本尺寸,然後通過相對的位置度來限制孔之間的關係。只標明基準A的意思是,檢測的時候,可以用這三個孔的軸線在A表面上的投影。
由於有了位置度的要求,當然這個位置度要求並不高。壓鑄一般可以滿足,機加工的話,鑽床和加工中心都沒問題。
大批量產品檢測的時候會做一個量具,量具上有三個圓柱,零件往上一放,可以穿過就說明沒問題。小批量的三坐標測量儀,或者投影都可以。
至於三個孔的位置是斜著標,還是XY標在這裡都沒關係,因為是理論正確尺寸,你怎麼標人家就怎麼測。
第三種,如果這三個孔是定位銷孔(通常定位一個零件用兩個銷孔,或者一個銷孔一個腰孔),不僅相對位置有要求,與兩邊的位置也有要求,那麼我會這麼標:
(有個錯誤,下圖中的10.5,10也是基本尺寸,圖我就不改了。)
你會看到,首先因為是定位銷控,孔的精度變高了。同時變成了複合工差,增加了一個位置度,第二行位置度的意思就是每一個孔對應於ABC三個基準有一個位置度要求,而且這個位置度一定是比第一行的相對位置度要大的,否則沒有意義。因此這三個孔需要同時滿足兩個位置度要求。
加工方法,這裡鑽床一般就不行了,鏜床或者加工中心應該都能滿足。
這裡的ABC三個基準的選擇是基於實際使用的來選的,比如你安裝的接觸面是哪個面那麼你就選那個面。由於精度要求高,有時候也需要約束基準面的平面度,否則坑坑窪窪的,測出來位置度肯定不準。如下圖:
形位公差博大精深,比較考驗專業水平。
共勉。
@吃我傳銷三連 和 @十五劃 提到了最大實體要求,再簡單說一下。比如下圖中位置度後面的一個M畫了一個圈。
為什麼要有最大實體要求呢?我們從邏輯上縷一縷:
首先,每一個孔加工出來的大小都是有誤差的,即使你標註5.50,實際做出來可能是5.51,所以我們給每個孔標註了公差,這裡給的是H7。
然後,我們給了一個位置度,0.25,也就是說這個孔的軸線在理論位置在0.25的圓柱內。這個位置度是保證對面插的三個銷能同時進入下面這三個孔。
如果沒有那個M,檢測的時候,如果孔徑在公差內,孔的軸線在公差範圍內就認為合格,反之則不合格。
但是這樣做有時候不經濟,比如我的孔做大了,做到5.51了,也就是說,即使我的位置度超差了,做到了0.26,銷子依然可以插進去孔,因為位置度的偏差被孔做大了彌補了。而我的目的只是要銷插進孔而已。所以我標註了一個M。
當我加工的孔比基準尺寸大(但是仍要在給定的公差範圍內),我的位置度實際上是給定的值0.25+孔變大的值0.01。
這樣做的好處很明顯了,可以在保證功能的情況下得到更多的合格的零件,畢竟功能優先。而檢具也好做了,做一個高精度的銷,能插進去的就是合格品。謝邀。
更新,對於孔組複合位置度的相關知識,我打算講到哪裡算哪裡吧,邏輯上不再優化了。
ASME Y14.5M-2009的封面就是孔組位置度。
圖 1 asme Y14.5M-2009的封面
對於孔組的複合位置度公差的公差帶,如下面兩圖所示:
圖2 孔組複合位置度公差的標註
圖3 孔組複合位置度公差的公差帶示意圖
因為 @曹開元已經講得比較清楚了,我說說怎麼評定這個複合位置度誤差吧。
圖4 兩項位置度誤差的區別
我們稱之為平移-旋轉-重合-包容法。
對於第一項公差,我們在評定時:
首先將孔的中心平移(或旋轉,如果是圓周分布的孔)到同一個孔的位置處(以理論正確尺寸為平移或旋轉量)。
然後求取這些點的最小包容圓,包容圓的圓心是理論中心。
最後最小包容圓的直徑就是第一項位置度誤差。(圖4中實線的圓)
對於第二項公差,我們在評定時:
首先仍然是平移或旋轉孔的中心,這裡有兩種演算法,近似演算法和精確演算法。
近似演算法,其平移量與第一項公差的方法一樣,只是計算最小包容圓時,其圓心是不定的(如果足夠近似,也可以用最小二乘圓心替代),我們是用優化演算法計算的最小包容圓的圓心和直徑(如圖4中的虛線圓)
精確演算法,其平移量和旋轉量是通過計算得出的,目的是獲得真正的最小包容圓,此時應當將旋轉角作為優化變數,平移量是理論正確尺寸和旋轉角計算後的X、Y兩向平移量。最後重疊-包容計算最小直徑。
圖 5 複合位置度誤差的計算結果
圖5中 綠色為第一項位置度誤差的包容圓,黑色為第二項的近似演算法結果,紅色為第二項的精確演算法結果。
我們可以看出,第一項誤差是以(0,0)作為圓心,第二項的圓心則是計算所得,而第二項的兩種演算法比較近似,差別一般在20%以下。
這次更新先到這裡,往後看情況更新。 @曹開元,希望朋友們批評指正。
十分抱歉,這兩天很忙,沒有上圖更新答案,預計明天可以做相對詳細的解答。對於英語比較好的朋友,可以看asmeY14.5 asmeY14.5.1對於公差帶的解釋比國內的標準更詳細。
首先,我們是盡量避免這樣標註的,個人認為標註位置度公差更好。用位置度公差和理論正確距離來標註。所以下面我說的是位置度公差的標準,而不是題主這樣標註尺寸公差。
其次,你意識到了兩種標註方式的加工結果很可能是不同的,這很好。那麼選擇哪種標註方式,其目的是要準確反映你的設計需求。如果你需要三個孔都是對基準有位置公差要求,那麼就應該標註相對基準。如果是要求三孔之間有位置度要求,也就是你說的共線,而不需要對基準有要求,那就不標註基準。
最後,如果你既要求對基準有位置公差,而且各孔之間也有位置公差要求,應該標註兩行公差,並且相互之間的公差要求應當嚴於對基準的位置公差要求。
至於你們會問,位置度公差怎麼可以沒有基準,呵呵,位置度公差的確可以沒有基準。而應用場景就是孔組的位置度。當然,我一般都標註成第三基準。
這個問題曹開元應該回答得很清楚了。在標註幾何尺寸的時候,我是根據使用功能和裝配要求來標註的。Y14.5和GB1800系列也是有一些差別,Y14.5是根據關聯原則來的,GB是獨立原則。目前GB的行位公差種類較多,但在Y14.5 中,可以用位置度和輪廓度將幾乎所有行位要求包括在內。
非科班出身,做過一些機加工的工作。
在這裡做一點微小的貢獻。
我們不妨算一下看看。
比如圖中這個開孔,手動的話,過程這樣的。
都以先走橫坐標再走縱坐標來計算。
(因為圖片看的不是很清楚,我只計算前兩位)
孔1:x=1400,y=4200 sum=5600
歸零:x=1400,y=4200 sum=5600
孔2:x=2400 y=3200 sum=5600
歸零:x=2400 y=3200 sum=5600
孔3:x=3000 y=2500 sum= 5500
總共:27900
如果單位是mm,那麼為了這3個孔,總共走刀2米79。
但是標定三次。
第二種標註:
孔1:x=1400 y=4200 sum=5600
孔2:x=1000 y=1000 sum=2000
孔3:x=600 y=700 sum=1300
總共:8900
不到0.9米就可以搞定。
但是標定一次。
第一種精度高,但是加工慢得多。
第二種精度低,但是便於加工。
但是也有適用條件。
那就是如果孔比較多,第二種就不適用了。
因為還有一個積累誤差在裡面。
不歸零標定,那麼走的越多誤差越大。
所以這時候需要第三種方式:分組打孔。
也就是說一定數量的孔分為一組,
比如每3、5個孔重新歸零標定一次。
如何確定多少個孔重新標定一次比較好呢?
其實也簡單,算就是咯。
兩種方式按照行程列個表格,
統計一下,同樣孔數情況下,刀路長度近似設備最大行程的時候,就要標定一次了。
另外,
如果是CNC數控加工的話,直接給坐標最好。
如果是CNC數控加工的話,直接給坐標最好。
如果是CNC數控加工的話,直接給坐標最好。
我這個二把刀都看不下去。
拿到車間會被師傅直接甩臉上的再踹一腳的!
這種事情挨踹也是白挨,
告到班組長一樣一腳踢開,
告到主任連你領導一起踹,
告到廠長就準備捲鋪蓋滾蛋吧。
我覺得並沒有好壞之分,只是你的基準不一樣。由於基準不同,會選擇不同的加工路線,從而影響了精度。
這個是零件圖,和製造沒有關係的,製造的工人看的是工藝圖,這個圖是給工藝設計人員和主管看的。我覺得用公差等級標註更好,畢竟是主管審批通過才能去製造,不然還得修改,方便主管看製造成本可以省很多事。
給工人看的是工藝圖,工藝圖上要先畫毛坯件,再標註加工方法。
至於如何選擇基準就是看工件的需求了吧。比如氣缸蓋與汽缸體上
的螺柱孔,就需要與同一個基準的位置公差足夠小,不然活塞的運動就會受到影響。我覺得基準就應該是燃燒室的軸心。而鋼結構橋樑的連接,要求的就是三個孔的相對位置精確,對他們相對於某一個基準的位置公差就不那麼重要。
好吧,我也來回答一下這個問題,
剛剛蹲廁所看了一下這個問題。。。。有好多回答 ,各抒己見,意見不一。
分割線
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呃。。有點短再長一些
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我覺得吧,這個關於繪圖的 問題 ,這些都是一個機械設計或者工藝的基本功,沒有什麼可說的,前幾天剛剛在知乎上回答了一個關於機械製圖標註的問題,我個人的意見就是每個人都有自己的標註習慣,說白了,圖紙畫的再NB再美觀,它只是零件再加工前的一個介質,因為需要它所以才能做的出來,只是規範一個加工工序和流程的一個媒介。
就這樣,所以任何的圖紙都是要根據工藝來的,然後再開始分,為什麼一個零件有好多種加工辦法,然後這就該考慮一個成本的問題。
一張圖紙,一個零件,從一開始就得確定加工基準,到底是以什麼地方定位,上床子上到底該如何裝夾,是否需要做工裝,等等 ,這些都是一個機械設計應該考慮到的,所以說標註就得根據工藝來!這個是必須的。所以說一定要根據現有的工藝來決定,
3年前我在上海一家公司做部門負責的時候,有好多剛畢業或者是工作幾年的人,畫出的圖紙速度倒是挺快,然後打回去的也很多,很多都是工藝路線不對,本來自己廠里應有的加工設備很多,完全有能力自己做,但是圖紙畫出來,工藝那邊不曉得到底是什麼作用,開始報價,然後就發外加工。很多沒必要的成本就這麼上去了 ,到最後效果基本一樣,但是可見一(般)。
在我的理解中,不是不嚴謹,而是一個零件的加工以及所創造的價值就得根據現在的現實的程度來決定。比方說,一個小企業,本身資金周轉已經很巴結了,如果在一這些地方再提高成本的話,那確實 是一個問題了。現如今,工業4.0,三點:智能工廠,智能生產,智能物流。無非就是工業自動化,人機互動等等。再次減少人類的勞動力,體現出更高效、更智能、更精密的一套流程。
我認為你看似兩種標註,實際你只有一種,因為你都是以邊作為基準的。第二,你強調共線,實際沒有意義,因為第一個孔你還是以邊作為基準,然後,你需要很機加的師傅溝通下走刀。實際你出的圖紙,機加有不同的思維
正確的標法就是孔大小的公差,加孔中心的理論正確值,加孔中心的位置度公差。
不從加工工藝考慮的圖紙標註,都是扯蛋。
題主是做什麼的?內行還是外行?畢業沒有?
不知道怎麼說了,這個問題實在是太基本。待老夫忙完整理一下思緒,想想從何說起。
突然想到加一句,只有孔的位置尺寸,連孔的大小尺寸都沒有,談精度是不是不太好。
標原點,標坐標
第二個,有重複定位,不推薦。
個人認為尺寸的標註,要根據加工方法來標,個人覺得第二個標註,不易加工。一般情況採用第一種。猜測題注是做夾具的。
1.如何加工,如何標註。
2.誤差傳遞。
由以上兩點,個人傾向於有一個標準面,誤差更容易控制。也就是方案1。
如果實際生產如2,也可以這樣標註。
應該標註工件的定位基準,然後定位各個孔相對於基準的名義尺寸,最後定義各個孔的定位度。這樣最有利於每個孔都在其合適的位置。
我個人認為,尺寸標註里精確度最高的,就是直接標註相對加工參考面的相對尺寸。別的精確度都會受影響。
當然我們尺寸標註要與加工步驟保持一致。如果在生產兩個方案均同意的情況下,應該採用哪個呢?
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