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[摘要]：本文通過分析和探討對稱度的定義、公差技術要求，力求在日常工作中能正確、簡便、快捷的檢測對稱度公差。

 

[關鍵詞]：對稱度；對稱度公差；對稱度的測量。

 

對稱度不僅決定傳動軸扭矩的傳遞精度、而且還是影響鍵槽工作壽命的重要機加工控制參數(shù)；同時，對稱度誤差對相互配合工件的互換精度的影響也是致命的，如果控制不好將給工件配合帶來較大的誤差，即使其它位置加工得再精確也會出現(xiàn)配合精度較低的狀況。

 

如圖1所示，因對稱度誤差而影響工件互換性的案例。一對配合的凹凸部件在加工過程中形成的對稱度誤差有0.05mm且在同一個矢量方向，當原配合位置達到間隙要求時則兩側面平齊；如果將其中一件旋轉180度重做配合時，就會發(fā)現(xiàn)兩基準面產(chǎn)生相互錯位現(xiàn)象，其誤差值為0.10mm，這樣將使工件兩側面上下不平整。

 

 

圖1

 

在日常的檢測實踐中，我們時常碰到：有些CMM操作員、QC同事，因為沒有深入地了解對稱度的概念和技術要求，所選用的測量方法(或計算方法)致使測量精度較低；為了實現(xiàn)簡便快捷的對稱度測量，我們有必要對工作中的一些對稱度問題加以分析和探討。

 

一、對稱度定義

 

對稱度是用于控制被測要素與基準要素之間對稱于中心平面的共面性要求(或對稱于中心線、軸心線的共線性要求)。對稱度公差帶是指相對于基準中心平面(或中心線、軸心線)對稱配置的兩個平行平面之間的區(qū)域，兩平行面間的距離即為公差值。

 

1.1中心平面的對稱度公差

 

公差帶是距離為公差值t且相對基準的中心平面對稱配置兩平行平面之間的區(qū)域，如圖2所示。

 

 

圖2

 

1.2釋義

 

被測中心平面必須位于距離為公差值0.08且相對于基準中心平面A對稱配置的兩平行平面之間，如圖3所示公差要求。

 

 

圖3

 

1.3對稱度公差圖

 

本文將以軸線為基準要素的情況加以描述對稱度公差，而對其它情況不作公差圖示說明。

 

特別說明：是否可以用中心點元素作基準評價被測元素的對稱度呢？

 

雖然在對稱度相關標準中是用平面或線元素作為評價的基準元素，但在日常工作中使用的2D圖紙上有一些的對稱度公差是以中心點來標注計算的，一方面可以理解為2D圖紙中標示的中心點的是經(jīng)過該點的中心平面或中心線，PC Dmis軟件可以據(jù)此進行測量和評價。另一方面可以認為兩點相對于第三點在某一工作平面上存在對稱的關系進行處理，事實上有些測量軟件允許評價以點作為評價基準的對稱度公差。

 

1.3.1以軸線為基準的點中心元素的對稱度。

 

 

圖4

 

1.3.2以軸線為基準的線中心元素的對稱度。

 

 

圖5

 

在圖5中L1＞L2，則對稱度= L1

 

1.3.3以軸線為基準的面中心元素的對稱度。

 

圖6中所示L1＜L2，則對稱度= L2

 

 

圖6

 

二、對稱度的加工計算

 

在實際工作中經(jīng)常碰到具有對稱度要求的工件，如圖7所示。在這里先分析一下對稱度的加工過程，從而更進一步了解對稱度的成因。

 

 

圖7

 

一般工作情況，常用間接的測量方法來控制工件的尺寸精度。當加工時既要保證對稱度要求同時又要控制好尺寸精度；那么，間接測量的有關工藝尺寸就有需要進行尺寸鏈的計算。

 

而對稱度誤差是指兩被測表面的對稱中心平面與基準平面的對稱中心平面的最大偏離距離△，△=t/2(對稱度公差值t的一半)。

 

當被測表面的對稱中心平面與基準平面的對稱中心平面相重合時△=0。故在尺寸鏈的計算過程中對稱度的基本尺寸應為“0”，對稱度的最大極限尺寸和最小極限尺寸為對稱度公差的一半“+△”和“-△”，這也就是說對稱度尺寸可表示為“0±△”。

 

 

圖8

 

如圖8所示，在加工時，如先將基準平面之間的尺寸L加工到設計要求，然后再去除一角，通過控制間接工藝尺寸M，來控制對稱度要求和尺寸精度。這樣對稱度是最后形成的，因此對稱度在尺寸鏈中是封閉環(huán)，如圖9所示。

 

 

圖9

 

利用封閉環(huán)的計算公式可知：

 

Mmax=Tmin/2+L/2+△

 

Mmin=Tmax/2+L/2-△

 

式中

 

M：對稱度間接工藝控制尺寸；

 

L：兩基準間尺寸；

 

T：兩被測面間尺寸；

 

△：對稱度誤差最大允許值；

 

三、對稱度的測量

 

3.1方法一：測量中心要素的偏差

 

 

圖10

 

如圖10所示。使用測高儀、指示表等測量被測幾何元素的中心值與基準中心要素的偏差值△i，取其偏離基準的最大值作為參數(shù)△值，然后通過公式計算得到對稱度公差：T= 2*△；

 

需要說明的是當我們使用測高儀測量對稱度時，如將基準的對稱中心作為測高儀的測量零位，則探頭在被測元素上所測得的值是被測元素相對基準的偏差值△i，而非圖紙設計的對稱度公差“T”。

 

3.2 方法二：測量軟件計算

 

使用CMM測量時，CMM軟件通過對碰數(shù)點的坐標值進行數(shù)據(jù)處理、計算而獲得對稱度公差。由于不同測量軟件在計算對稱度公差時的處理方法上有所差別，因此獲得的測量結果有可能存在一定的差異；但通常狀況下，可不考慮或忽略測量軟件所帶來的計算誤差。

 

PCDims測量軟件關于對稱度的計算要求：各測驗點需在基準周圍均勻排列，并能查找各點之間的對稱中點，所以，必須選擇包含交替點的特征組或點數(shù)相同的兩條反向直線，如圖11所示。

 

 

圖11

 

1 - 基準特征A的中心平面。

 

2 - 點測量的順序。

 

3 - 0.8寬度公差范圍。

 

4 - 對應的原理，與交互的點。

 

5 - 衍生中間點。

 

3.3 方法三：極限量規(guī)法測量

 

使用對稱度專用檢具測量被測要素是否超過實效邊界，并以此來判斷工件對稱度合格與否？極限量規(guī)法檢測對稱度雖然存在一定的局限性，但該測量方法不僅直觀而且檢測效率較高。