1.3.0 线性尺寸功能分类
子谦同Mike走进实验室时,一位新检验员正在忙碌着什么。
检验员:“图1-6所示的零件不合格,但是为何封存的样件复测也不合格。”
子谦:“怎么不合格?”
检验员:“(20±0.05)mm不合格,所有产品都有图1-7所示的波动。”
图1-6(圆圈见ASME Y14.5标准,后同)
图1-7
子谦跟着检验员来到测量台。
子谦看完说:“你用卡尺测(图1-8)不就行了吗?为什么要用大理石平台和高度尺(图1-9)呢?测这么多点,然后还要计算,太麻烦了。”
检验员:“检验书上这么写的,所以不敢用卡尺测。”
图1-8
图1-9
子谦正在琢磨其中的原因。
Mike:“这个零件必须按图1-9测,因为图样上标明,下面是基准,上表面为被控对象。”
子谦说:“把图样改双箭头,可以吗?”
Mike:“不行,这个零件的毛坯是精密铸造的,铸造表面(基准面是铸造出来的)已达到与底座装配的要求,但功能面(上表面)需要机械加工才能达到装配要求,所以,只机加工一个面,可以节约成本。”
子谦:“原来这样标是有特别用意的呀!”
Mike:“当然,你知道尺寸标注分几种类型吗?”
子谦:“我猜,有长度、宽度、角度等吧。”
Mike:“错了,线性尺寸分为实体尺寸、位置尺寸、方向尺寸和形状尺寸四种,今天这种标注就是位置尺寸,表示上下两表面是位置关系,换言之,一个是被控对象,另一个是基准。”
子谦:“那昨天的图1-10,孔中心到底边的尺寸也是位置尺寸吗?但我没标图1-11中的圆圈呀?而我的意图是以底边为基准,那会对测量产生影响吗?”
图1-10
图1-11
Mike:“虽然测量员已经习惯了这种零件,知道以底边为测量基准,但最好像图1-11一样标出基准,以免基准混淆。”
子谦:“Mike,那我就有了一个很好奇的问题,位置尺寸和实体尺寸在工程实际应用中有什么区别呢?工程师要注意什么呢?”
Mike:“好问题,我们从标注、测量和装配三个维度分析一下。从图1-12中我们可以看到:
第一,测量方法不同。
第二,实体尺寸标注的情况下,两个测量合格零件叠加后高度 L 为(20±2)mm,对吧?但是,在标准位置尺寸的情况下,两个合格件叠加后,总高度 H 是多少呢?”
图1-12
子谦愣住了。
Mike:“如果有图1-13中的零件,装配为图1-14所示,则总高度只有17mm,那么是什么导致的呢?”
图1-13
图1-14
子谦:“哦,我明白了。图1-13中的零件按实体尺寸的两点法测量,则不合格,不会流入装配现场。而标位置尺寸后,则是有不平的下表面建基准,就会合格,将流入装配现场。”
Mike:“完全正确。请你记住两点:一是标注方法不同,则测量方法不同;二是设计工程师绘制图样时,一定要严格唯一地表达出装配意图。”
子谦:“嗯,我明白了,位置尺寸标注要表达清楚基准在哪里,否则会导致测量失效。”
Mike:“别急,为了方便你们理解实体,我给你们下个定义:实体通常是装配后起对称作用的,表现形式通常有5种:孔、轴、板、槽和球。”
下班后,子谦找到一张图(图1-15),正好上面有两个角度,也就是方向尺寸。这两个方向线性尺寸的缺点是:没有明确的基准,给设计和测量带来了不便。
于是翻阅了一下国标 GB/T 38762.3—2020、国际标准 ISO 14405-3:2016 和ASME Y14.5—2018(5.2节),都推荐图1-16 所示的标注方法,这样解决了测量基准不明确的问题。
图1-15
图1-16
形状尺寸公差有两个地方使用起来非常有效,即倒角和圆角,如图 1-17所示。
图1-17