示例成品 · 平台演示,按左边这组点选真跑出来的
下面按三坐标(CMM)给一套可直接用的三基准位置度检验方案。默认位置度公差带是圆柱形,即图纸标注类似:
`Φ0.100 | A | B | C`
单位统一:理论尺寸、公差用 mm;测量偏差可用 μm 显示。
例如:`0.038 mm = 38 μm`。
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## 一、按基准组合建坐标
基准顺序必须是:先 A,再 B,最后 C。顺序不能乱。
| 基准组合 | CMM 测量/构造方法 | 建坐标作用 | 容易出错点 |
|---|---|---|---|
| A 平面 + B 圆柱孔/销 + C 圆柱孔/销 | A:平面测 6~12 点;B:圆柱至少 2 层,每层 8 点或扫描;C:圆柱至少 2 层,每层 8 点或扫描 | A 找正主轴;B 定 X/Y 原点;B、C 中心连线或 C 圆心锁旋转 | B、C 距离太近时旋转误差会放大;B 或 C 孔太短,方向不稳 |
| A 平面 + B 圆柱孔/销 + C 槽/键槽 | A:平面测 6~12 点;B:圆柱至少 2 层;C:槽两侧面各测 4 点以上,构造中心面 | A 找正主轴;B 定 X/Y 原点;C 槽中心面锁旋转 | 只用槽单侧面当基准;槽口毛刺未避开 |
| A 平面 + B 平面/直边 + C 圆柱孔/销 | A:平面测 6~12 点;B:平面/直边测 4 点以上;C:圆柱至少 2 层 | A 找正主轴;B 定方向和原点;C 定剩余原点/锁旋转 | B 基准太短,方向重复性差;B、C 顺序易反 |
| A 圆柱 + B 平面 + C 圆柱/槽 | A:圆柱至少 2~3 层,层距尽量大;B:平面测 4 点以上;C:圆柱/槽按上法 | A 圆柱轴线找正并定原点;B 定第二方向/原点;C 锁旋转 | A 是短孔时当主基准,方向误差很大 |
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## 二、标准测量步骤
以最常见的 `A 平面 + B 圆柱 + C 圆柱/槽` 为例:
1. **校准测针**
测针直径根据孔/槽选择,不能太大。校准精度建议 ≤ 1 μm。
2. **先测基准 A 平面**
至少 6 点,点要覆盖实际承靠区域,不要只测一小块。
软件用该平面找正主方向,通常设为 Z 轴。
3. **测基准 B 圆柱**
至少 2 层截面,层距尽量大。每层 8 点或直接扫描。
构造 B 轴线/圆心,用于定 X/Y 原点。
4. **测基准 C**
- C 是圆柱:至少 2 层,构造 C 圆心/轴线。
- C 是槽:测两侧面,构造槽中心面。
C 的作用是锁旋转,不能省略。
5. **按 A→B→C 建立坐标系**
A 找正;B 定 X/Y 原点;C 或 B-C 连线锁旋转。
建完后检查坐标原点是否与图纸一致。
6. **测被测孔/轴**
被测孔如果深度大于直径,建议至少 2 层截面,每层 8 点或扫描。
不要只测一圈圆就评价,尤其孔较长时。
7. **输入理论正确位置尺寸**
必须输入图纸上带方框的基本尺寸。
例如:理论位置 `X=30.000 Y=20.000`。
8. **评价位置度**
软件计算实测中心相对理论位置的偏差:
- ΔX = 实测 X − 理论 X
- ΔY = 实测 Y − 理论 Y
9. **计算位置度偏差**
\[
\text{位置度偏差} = 2 \times \sqrt{\Delta X^2 + \Delta Y^2}
\]
单位 mm。如果要写 μm,乘 1000。
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## 三、合格判定示例
图纸标注:`Φ0.100 | A | B | C`
理论位置:`X=30.000, Y=20.000`
实测中心:`X=30.012, Y=19.985`
计算:
- ΔX = 0.012 mm
- ΔY = -0.015 mm
\[
位置度偏差 = 2 \times \sqrt{0.012^2 + 0.015^2}
= 0.0384 \text{ mm}
= 38.4 \text{ μm}
\]
公差带是 `Φ0.100 mm = 100 μm`。
结果 `38.4 μm ≤ 100 μm`,判定:**合格**。
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## 四、常见误差点
| 常见错误 | 后果 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 基准顺序没按 A→B→C | 位置度结果完全错误 | 坐标系里必须按图纸顺序选基准 |
| 只用一层圆评价基准 B/C 或被测孔 | 孔倾斜、方向偏差会漏判 | 基准 B/C、被测孔至少测 2 层 |
| C 基准没锁旋转 | 少一个约束,结果可能偏差 | 建坐标后检查旋转约束是否已激活 |
| 只测很少点,比如平面 3 点、圆 4 点 | 重复性差,容易被毛刺带偏 | 平面 ≥6 点,圆/圆柱 ≥8 点 |
| 理论正确尺寸输成非方框尺寸 | 评价中心位置错误 | 必须输入方框基本尺寸 |
| 单位输错 | 0.1 mm 变成 0.1 μm 或 100 mm | 统一用 mm 输入,输出 μm 时乘 1000 |
| 忽略最大实体 M 圈 | 该补偿的没补偿,误判不合格 | 孔:补偿 = 实测孔径 − 下极限孔径;轴:补偿 = 上极限轴径 − 实测轴径 |
| 测针补偿不准 | 孔内测点径向偏移,产生系统误差 | 测针必须校准,测针直径输入正确 |
| 夹持变形、温度偏差 | 基准面、孔位置变化 | 轻夹,去毛刺,恒温测量 |
| 圆柱公差带只看单方向 | X 或 Y 单方向超差看不全 | 用二维合成公式判定,不能只看 ΔX 或 ΔY |
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## 五、交付前自查清单
| 检查项 | 要求 |
|---|---|
| 基准顺序 | 与图纸 A、B、C 一致 |
| 基准 A 平面点数 | ≥6 点,覆盖实际定位面 |
| 基准 B 圆柱 | 至少 2 层,每层 ≥8 点 |
| 基准 C | 构造正确,确实锁旋转 |
| 被测孔/轴 | 深孔至少 2 层 |
| 理论位置 | 输入的是方框基本尺寸 |
| 单位 | mm;偏差输出 μm 时乘 1000 |
| M 圈补偿 | 有 M 圈时加补偿 |
| 最终判定 | 位置度偏差 ≤ 图纸公差值 |
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