产品几何技术规范(GPS)-几何公差-形状、方向、位置和跳动公差尺寸(标准编号GB/T 1182-2018)已正式发布,实际上已从ISO 1101:2017进行了转换。与GB/T 1182-2008标准相比,该标准进行了一些修改,只有熟悉最新的绘图标准,才能使图纸尺寸更加准确和全面。
本文主要介绍表1中列出的5个新添加的修改符号。
表1 5个修改器符号
表1中的所有五个修饰符号都以测试的特征为目标,所有这些测试的特征都由提取特征以不同的方式拟合。介绍之前,我们先看一下一般的图纸。
图1普通纸张位置要求
在图1中,孔的位置表示圆柱公差带、圆柱公差带和基准A、B保持理想的方向关系。此公差带是测量孔的提取中心特征(提取中心线),其约束范围如图2所示。
图2公差带和提取中心线
如图2所示,只要实际测量的孔的提取中心线在直径0.15公差带内,零件的位置就符合要求。再次强调,公差区域中的受约束对象或测量时评估对象(测量的特征)是测量孔的提取中心线。
理解上述通用公差的含义后,我们来看一下新添加的五个修改符号。
1.最小区域(切比雪夫)要素c元
“最小区域特征”(Minimax Feature)的符号是可用于公称直线、平面、圆、圆柱体和圆环的Chebyshev的第一个字母圆圈。下面的图3是此特征的位置公差的阵列尺寸。
图3最小面积(Chebisef)拟合测试要素——图案尺寸
下图4中的“位置约束”对象是chebby主厨圆柱体的轴。
图4最小面积(Chebishef)拟合测试要素——说明
2.最小二乘(高斯)因子g圆
“最小二乘特征”(Least Square Feature)的符号在高斯高斯(Gaussian)的第一个字母上圈出。此特征可用于标称线、平面、圆和圆柱、圆锥和圆环等特征。具体事例见下文图5。
图5最小平方(高斯)拟合测试的特征——图案尺寸
与前面提到的概念不同,测试的特征是提取特征的拟合特征。只是拟合方法不同。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),)此时,位置的受约束物体是测量孔的最小平方圆柱体的轴,如下图6所示。
图6最小二乘法(高斯)拟合测试特征——描述
3.最小外部元素n圆
最小外部特征的符号是Minimum Circumscribed feature中的第三个字符n环。最小外部特征配合可在此配合特征位于不需要的特征外部的约束条件下最小化大小,仅在以下情况下可用:
线性尺寸要素。具体案列见下图:图7 最小外接拟合被测要素——图样标注
类比前面的说明,加了N圈后,被测要素也不再是被测孔的提取中心线,而是最小外接圆柱轴线。见图8:
图8 最小外接拟合被测要素——说明
4. 最大内切要素X圈
最大内切要素符号是Maximum inscribed feature中第三个字母X加圈。最大内切要素的拟合使该拟合要素在内切于非理想要素的约束下的尺寸最大化,仅用于线性尺寸要素。具体案例见图9:
图9 最大内切拟合被测要素——图样标注
图9中的被测孔位置度要求采用了修饰符号X圈,表示该位置度公差带约束的对象不再是实际被测孔的提取中心线(提取中心要素),而是被测孔的拟合要素,官方术语就是提取要素的拟合要素,拟合的方法是最大内切法。也就是说,公差带的约束对象就是实际被测孔的最大内切圆柱轴线,站在测量的角度, 该位置度的评价对象就是该最大内切圆柱的轴线。见下图10.
图10最大内切拟合被测要素——说明
5. 贴切要素T圈
最大内切要素符号是Tangent feature中第一个字母T加圈。该要素应约束在非理想要素实体外部。具体案例见下图11:
图11贴切拟合被测要素——图样标注
图12贴切拟合被测要素——说明
a ——基准A
b ——实际要素或滤波要素
c ——贴切要素(被测要素)
拟合被测要素与要素类型的应用关系总结如表2所示。
表2 拟合被测要素与要素类型的应用关系总结
以上便是对新国标的5个修饰符号进行的说明。那么为什么新的国标或者ISO标准里会增加这些修饰符号,对实际的加工、装配有什么意义?
下面我们举个例子:比如说位置度采用最小二乘要素,通常应用的场合是,当塑料件上有一个轴承孔,要压进去一个深沟球轴承(孔和轴承外圈紧配),这时如果该塑料件上轴承孔的位置度采用修饰符号G圈,就来得更加务实。因为在微观世界里,塑料的轴承孔圆柱面上少数的异常凸起部分会被轴承外圈压塌,而属于绝大多数的点会撑住轴承,决定了轴承的位置,这种状态和最小二乘法的"民主性"非常接近,所以采用了G圈后,对配件轴承的位置就被间接约束了,这正是产品功能所需要的。
图13 最小二乘要素G的实际应用 ——示意图
图14 最小二乘要素G的实际应用——实物图
本章小结
本篇文章介绍了新的国标GB/T 1182-2018中出现的部分修饰符号,X圈, N圈, G圈, C圈和T圈的具体含义。总的说来,这些修饰符号指的被测要素是通过不同的算法拟合出来的,一旦加了这些修饰符号后,它的意义就和原来不一样了,最主要的是公差带约束对象(被测要素)不一样。
下一章节将介绍不对称轮廓的面轮廓度标注形式。