基準(zhǔn)帶M圈以及如何模擬此M圈

? ? ??上篇文章我們講了M圈的含義，分析了被測(cè)要素帶M圈和不帶M圈的區(qū)別。由此我們知道被測(cè)要素帶M圈時(shí)，在被測(cè)要素實(shí)際尺寸遠(yuǎn)離最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，被測(cè)要素可以獲得一個(gè)額外的公差補(bǔ)償，換句話說(shuō)被測(cè)要素帶M圈時(shí)，其本身可以獲得一個(gè)補(bǔ)償公差，該公差使得被測(cè)要素公差帶可以超出公差框內(nèi)的公差，補(bǔ)償公差的大小隨著直徑的變化而變化。但直徑不得超出被測(cè)要素要求公差范圍。接下來(lái)我們來(lái)解析基準(zhǔn)帶M圈的情況，來(lái)看看基準(zhǔn)帶M圈會(huì)產(chǎn)生什么樣的效果。本文以圖1零件作為對(duì)象，分析基準(zhǔn)帶M圈的情況。

問(wèn)題闡述

觀察以上三張圖紙，發(fā)現(xiàn)它們的標(biāo)注有所不同，圖1、3中基準(zhǔn)帶M圈，圖2中基準(zhǔn)不帶M圈。它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中具體有什么區(qū)別，在本文我們會(huì)做詳細(xì)解析。

被測(cè)要素后面加M圈，基準(zhǔn)后邊不加M圈。我們根據(jù)圖2要求來(lái)模擬——理想檢具(不考慮檢具公差)：

1、先模擬一個(gè)理想平面A,與零件A面完全貼合；

2、再模擬一個(gè)中心線與理想A平面垂直、直徑始終與基準(zhǔn)孔B的體外作用尺寸直徑相同（基準(zhǔn)孔B直徑在19.8到20.2范圍內(nèi)變動(dòng)）的檢測(cè)銷B；

3、模擬一個(gè)中心線與A理想平面垂直；與檢測(cè)銷B平行，且與檢測(cè)銷B中心距離為160mm、直徑始終與基準(zhǔn)孔C的體外作用尺寸直徑相同（基準(zhǔn)孔C直徑在19.6到20.2范圍內(nèi)變動(dòng)）的檢測(cè)銷C；

4、模擬一個(gè)銷組，該銷組所有銷中心線與A平面垂直，各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100，直徑為均為14.4mm，且該銷組與檢測(cè)銷B中心距為25mm（銷組）各銷直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

? ? ? 將模擬的零件用模擬的理想檢具進(jìn)行檢測(cè)，具體過(guò)程如上圖所示。根據(jù)零件2的圖紙要求，基準(zhǔn)孔B、C始終卡死在檢具對(duì)應(yīng)的檢具銷上，被測(cè)孔公差帶中心位置不變。檢測(cè)中只要零件被測(cè)孔中心不超出紅圈表示的公差帶，就說(shuō)明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發(fā)生變化，是因?yàn)楸粶y(cè)孔位置度后面加了M圈。

圖3零件檢具模擬

被測(cè)要素后面加M圈，有一個(gè)基準(zhǔn)后邊加M圈。我們根據(jù)圖3要求來(lái)模擬——理想檢具(不考慮檢具公差)：

1、先模擬一個(gè)理想平面A,與零件A面完全貼合；

2、再模擬一個(gè)中心線與理想A平面垂直、直徑始終與基準(zhǔn)孔B的體外作用尺寸直徑相同（基準(zhǔn)孔B直徑在19.8到20.2范圍內(nèi)變動(dòng)）的檢測(cè)銷B；

3、模擬一個(gè)中心線與A理想平面垂直；與檢測(cè)銷B平行，且與檢測(cè)銷B中心距離為160mm、直徑為一個(gè)固定值19.6的檢測(cè)銷C（銷C直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.2=19.8-0.2=19.6mm）；

4、模擬一個(gè)銷組，該銷組所有銷中心線與A平面垂直，各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100，直徑為均為14.4mm，且該銷組與檢測(cè)銷B中心距為25mm（銷組）各銷直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

? ? ? 將模擬的零件用模擬的理想檢具進(jìn)行檢測(cè)，具體過(guò)程如上圖所示。根據(jù)零件3的圖紙要求，基準(zhǔn)孔B始終卡死在檢具檢具銷上，基準(zhǔn)C孔相對(duì)基準(zhǔn)B孔中心有一個(gè)旋轉(zhuǎn)，被測(cè)孔中心公差帶跟著浮動(dòng)。檢測(cè)中基準(zhǔn)孔C公差帶中心不超出對(duì)應(yīng)紅圈代表的公差帶，同時(shí)零件被測(cè)孔中心也不超出紅圈表示的公差帶，就說(shuō)明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發(fā)生變化，是因?yàn)榛鶞?zhǔn)C孔位置度與被測(cè)孔位置度后面加了M圈。

圖1零件檢具模擬

? ? ? ? 被測(cè)要素后面加M圈，有兩個(gè)基準(zhǔn)后邊加M圈。我們根據(jù)圖1要求來(lái)模擬——理想檢具(不考慮檢具公差)：

1、先模擬一個(gè)理想平面A,與零件A面完全貼合；

2、再模擬一個(gè)中心線與理想A平面垂直、直徑為一個(gè)定值19.6的檢測(cè)銷B（銷B直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.2=19.8-0.2=19.6mm）；

3、模擬一個(gè)中心線與A理想平面垂直；與檢測(cè)銷B平行，且與檢測(cè)銷B中心距離為160mm、直徑為一個(gè)固定值19.6的檢測(cè)銷C（銷C直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.2=19.8-0.2=19.6mm）；

4、模擬一個(gè)銷組，該銷組所有銷中心線與A平面垂直，各銷之間Y方向中心距110、X方向中心距100，直徑為均為14.4mm，且該銷組與檢測(cè)銷B中心距為25mm（銷組）各銷直徑=最大實(shí)體實(shí)效邊界=MMC（最大實(shí)體）-0.3=14.7-0.3=14.4mm。

? ? ? 將模擬的零件用模擬的理想檢具進(jìn)行檢測(cè)，具體過(guò)程如上圖所示。根據(jù)零件1的圖紙要求，基準(zhǔn)孔B相對(duì)檢具銷有一個(gè)X或Y方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)基準(zhǔn)C孔相對(duì)基準(zhǔn)B孔中心還可以有一個(gè)旋轉(zhuǎn)，被測(cè)孔公差帶中心跟基準(zhǔn)B、C孔公差中心的偏移而浮動(dòng)。檢測(cè)中基準(zhǔn)孔B、C公差帶中心不超出對(duì)應(yīng)紅圈代表的公差帶，同時(shí)零件被測(cè)孔中心也不超出紅圈表示的公差帶，就說(shuō)明零件是合格的。其中紅圈的直徑大小發(fā)生變化，是因?yàn)榛鶞?zhǔn)B、C孔位置度與被測(cè)孔位置度后面加了M圈。

基準(zhǔn)不帶M圈：理想檢具模擬過(guò)程中，模擬的檢具銷直徑不是一個(gè)定值，它始終要與零件基準(zhǔn)孔體外作用尺寸相等，即檢測(cè)過(guò)程中檢具銷始終卡死在零件基準(zhǔn)孔中。

基準(zhǔn)帶M圈：理想檢具模擬過(guò)程中，模擬的檢具銷直徑是一個(gè)定值，該值等于孔的最大實(shí)體實(shí)效邊界尺寸。

由以上可知，基準(zhǔn)帶不帶M圈，直接影響理想檢具模擬中基準(zhǔn)孔對(duì)應(yīng)檢具銷的直徑是不是一個(gè)定值。

? ? ? ?若基準(zhǔn)孔對(duì)應(yīng)檢具銷直徑為定值（該值等于最大實(shí)體實(shí)效邊界尺寸），當(dāng)基準(zhǔn)孔的直徑大于對(duì)應(yīng)檢具銷直徑時(shí)，基準(zhǔn)孔相對(duì)檢具銷有一個(gè)間隙余量，這時(shí)檢具銷可以在基準(zhǔn)孔約束的方向上平移或者轉(zhuǎn)動(dòng)。a

? ? ? ?上篇文章中提到被測(cè)要素帶M圈本質(zhì)上就是補(bǔ)償公差帶使得公差帶增大，公差帶的大小隨著直徑的變化而變化。但直徑不得超出被測(cè)要素要求的尺寸公差范圍。從以上描述中可知，補(bǔ)償使公差帶寬度增加了，但是公差帶的位置固定不變?；鶞?zhǔn)帶M圈時(shí)，檢具銷直徑是一個(gè)定值（該值等于基準(zhǔn)孔的最大實(shí)體實(shí)效邊界值），當(dāng)基準(zhǔn)孔實(shí)際直徑大于檢具銷直徑時(shí)，基準(zhǔn)孔相對(duì)檢測(cè)銷可以有一個(gè)浮動(dòng)。而GDT標(biāo)注中，基準(zhǔn)孔公差帶中心與被測(cè)孔公差帶中心距離是一個(gè)理論尺寸。所以當(dāng)基準(zhǔn)孔浮動(dòng)時(shí)，被測(cè)孔公差帶中心位置也會(huì)有一個(gè)偏移，相應(yīng)的公差帶也會(huì)跟著偏移，這個(gè)公差帶的偏移可以使之前公差帶以外的元素，移動(dòng)到公差帶中。一個(gè)基準(zhǔn)孔最多可以約束2個(gè)自由度，則基準(zhǔn)孔最多也只能在兩個(gè)方向平移或旋轉(zhuǎn)，因此被測(cè)孔公差帶也只能在基準(zhǔn)孔約束的方向上平移或旋轉(zhuǎn)。由以上可知，基準(zhǔn)帶M圈其實(shí)就是被測(cè)要素公差帶位置可在基準(zhǔn)約束的方向上平移或者旋轉(zhuǎn)，即被測(cè)要素公差帶有一個(gè)位置的變動(dòng)，也可以說(shuō)是位置的補(bǔ)償。該補(bǔ)償?shù)拇笮‰S基準(zhǔn)孔直徑的變化而變化，直徑不得超出基準(zhǔn)孔尺寸公差范圍。

實(shí)例分析

? ? ?由圖7可知，基準(zhǔn)B孔約束被測(cè)要素公差帶X、Y兩個(gè)方向的平移；基準(zhǔn)C孔約束被測(cè)要素公差帶繞Z方向的旋轉(zhuǎn)。圖紙中C基準(zhǔn)孔帶M圈，說(shuō)明C基準(zhǔn)孔對(duì)應(yīng)的理想檢具檢測(cè)銷直徑是一個(gè)定值。當(dāng)C基準(zhǔn)孔的實(shí)際直徑大于檢測(cè)銷直徑時(shí)，C基準(zhǔn)孔相對(duì)檢測(cè)銷可以有一個(gè)旋轉(zhuǎn)偏移，則各被測(cè)要素公差帶也會(huì)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償。

總結(jié)

? ? ? ?綜上所述，當(dāng)基準(zhǔn)帶M圈時(shí)，基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的檢具檢測(cè)部件的尺寸是一個(gè)定值（最大實(shí)體實(shí)效邊界值） ，當(dāng)基準(zhǔn)的實(shí)際尺寸遠(yuǎn)離檢具檢測(cè)部件的尺寸時(shí)，基準(zhǔn)相對(duì)檢具檢測(cè)部件可以有一個(gè)約束方向上的平移或旋轉(zhuǎn)，則被測(cè)要素公差帶也會(huì)獲得一個(gè)基準(zhǔn)約束方向上的位置補(bǔ)償。