画图是不可能画图的:论过定位和欠定位-冰衡咨询GD&T系列

1427人感兴趣发表于:2020-05-06

摘要: 画图是不可能画图的,这辈子都不可能画图的,但定位还是要注意的:过定位和欠定位都不妥。特别讨厌两种人:插队的人和不让我插队的!也特别讨厌两种图纸:欠定位和过定位。学员问:零件需要多少定位基准才是合适的,徐老师的观点是:不多不少,合适就好!


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画图是不可能画图的,这辈子都不可能画图的,但定位还是要注意的:过定位和欠定位都不妥。


画图是不可能画图的,这辈子都不可能画图的



特别讨厌两种人:插队的人和不让我插队的!也特别讨厌两种图纸:欠定位和过定位。学员问:零件需要多少定位基准才是合适的,徐老师的观点是:不多不少,合适就好!



讨论,得有规矩...

目的:

争取把欠定位、过定位和基准的关系整明白。


范围:

依据标准包括美标标准ASME Y14.5-2018和ISO GPS标准,探讨形状、方向、位置公差的的欠定位和过定位问题以及如何避免。


术语:

1.     基准

见冰衡咨询公众号文章:基准标注就是这么任性!- 工程师的恶习批判系列


1.     基准是理想要素

2.     基准用于定义方向公差或位置公差的公差带(注意:标准没有提形状公差,为啥?)

3.     基准用于约束必要的自由度,用于获得可重复的几何公差的测量 (徐老师补充)


2. 自由度 Degree of freedom  (反义词为: Invariance Degree 恒定度)



3. 七种恒定类(Invariance Classes, 欧标)


4. 三种方位要素(Situation Features,欧标) 


举例:

第一基准要素属于平面恒定类,方位要素为平面PL,恒定度为Tx, Ty, Rz ,自由度为: Tz, Rx, Ry



过定位和欠定位

1. 为什么需要定位

  1. 设计人员需要:否则功能要求不清楚

  2. 装配人员需要:否则装配要求不清楚

  3. 测量人员需要:否则测量结果不唯一

  4. 里面的小伙伴们都需要...

2. 什么是过定位:


后面基准完全重复前面基准约束过的自由度,不知敬畏。

解释:第二基准B在完全重复第一基准A所约束的所有自由度,所以基准B属于过定位。


3. 什么是欠定位:


欠定位:需要约束的自由度没有约束够,造成被测要素没有约束住,测量结果不唯一。

如果期望的控制要求是控制上面大孔的上下左右位置,那么仅靠基准A定位无法约束其左右位置(被测要素可绕基准旋转),所以,被测要素的位置度公差存在欠定位。


下面我们针对形状、方向、位置三类公差展开解释过定位和欠定位。



形状公差的过定位和欠定位


根据上面过定位和欠定位的定义,有一个共同的结论:得有基准才有资格谈定位


学员问:平面度会过定位吗?

徐老师答:劳资连基准都木有,怎么过定位!?

你才过定位!你们全家都过定位!

归纳:

所有形状公差都没有基准,所以不存在过定位或欠定位问题。




方向公差的过定位和欠定位

学员问:方向公差有基准吗?

徐老师答:你见过一个人自己和自己垂直吗?


结论:所有的方向公差必须要有基准。


方向公差是否存在欠定位,取决于功能所需要控制的范围:

如果希望只控制对于基准A对方向,那么该平行度没有欠定位,标注正确。


希望控制对于基准A和B的方向,那么该平行度欠定位(无法控制对基准B的平行度)。更改如下:

学员问:上图加基准C算过定位吗?

徐老师答:可以加或不加,对测量结果无任何影响。不存在完全重复约束问题,所以没有过定位,见下图:



 位置度的过定位和欠定位 

1. 位置公差欠定位

图纸:


结果:


图纸更改如下:


解释:

  1. 虽然美标存在默认同时要求原则,理论上可以控制孔和周边的位置关系,但对于复杂零件图纸而言,这种默认的同时要求对供应商图纸理解以及检测人员三坐标检测都是巨大的挑战。So, 徐老师建议:如果美标确实需要强调小孔和四边的同时要求,建议特意加上“SIM REQT”标注。否则检测人员不会按同时要求原则去测量。

  2. 欧标”SIM”是ISO5458-2018新符号,属于莆田高仿。

活学活用:

请问下图纸是否真的能够保证三个孔直线排列同时穿过基准B轴线?


答复:

美标:能。理由:同时要求原则

欧标:不能。理由:独立要求原则

2. 位置公差过定位

图纸:

解释:

基准A和基准B(一面两孔)约束了所有的六个自由度,所以基准C是多余的,也就是过定位。


学员问:如何改图?

徐老师答:删除基准C,或者...., 见下:



如何避免过定位

1. 方向约束符号 (>< Orientation Only, 欧标):

解释:

基准B定向,基准A定位(不定向)

学员问:美标咋办?

徐老师答:抄!相信美标高仿符号也在路上...


天下标准,唯抄不破


注:虽然美标有神奇的复合公差,用起来一点也不必你家熊娃省心。


2. 自由度约束符号 (美标或欧标):

美标和欧标自由度表达符号区别:

美标: X, Y, Z, u, v, w

欧标: Tx, Ty, Tz, Rx, Ry, Rz


3. 方位要素符号(situation class: PL, SL, PT)(欧标)


问题:请问下图是否存在过定位?

答案:下次见面聊



归纳

  1. 过定位的前提条件是: 

    a. 必须要有基准

    b. 基准必须要有先后次序

    c. 后面的基准必须是完全重复前面基准所约束过的自由度。

  2. 欠定位的前提条件是:

    a. 方向和位置需要得到唯一控制,否则会影响功能(期望的功能)

    b. 标注的基准约束的自由度不足以满足控制要求

  3. 过定位和欠定位只针对方向公差和位置公差,不针对形状公差。

  4. 解决过定位方法:方向约束符号, 自由度约束符号,方位要素符号.



冰衡咨询的观点:

  1. 不了解功能就不允许画图!

  2. 不经过尺寸链计算的图纸不允许发布!

  3. 只要控制了位置度和轮廓度,你就控制了一切。

  4. 彪悍的图纸不需要解释!

  5. 任何一个零件图纸都代表是合同或法律文件,存在未来潜在的法律风险,包括索赔和召回的风险,企业管理层应充分重视图纸的重要性。


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