基准是否应设定公差的思考

[摘 要]基准是用来制造、测量其他元素的参考，通常公差设定为0，但实际任何基准都不可避免地存在误差，当用它作测量基准时，其误差会带入测量值中，实际中我们经常首先来判断基准是否正确，它的误差是否在我们接受的范围，如果认为不可接受，得首先精加工或改进基准，再去加工或测量判断其他要素，那到底多大才可接受，为能够有效的指导实践，本文认为应该给基准明确公差，本文建议取所有测量要素中最小公差值的1/5-1/3作为基准的公差。

[关键词]基准 公差 检测或发现

中图分类号：TQ421.3+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0110-01

基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，机械产品从设计时零件尺寸的标注，制造时工件的定位，校验时尺寸的测量，一直到装配时零部件的的装配位置确定等，都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点，线或面。通常认为基准没有公差，或将基准公差设定为0，在各种培训中，老师也会经常讲到基准没有公差。

目前尺寸工程正在汽车制造领域广泛推广实施，其中在制定整车DTS及设计GD&T文件时，一般也不给基准设定公差（或设定为0），只给出次基准的公差，这是目前大家较普遍的做法。如下表所示：

但实际中大家是怎么做的呢，实际中我们经常首先来判断基准是否正确，它的误差是否在我们接受的范围，如果认为不可接受，得首先改进或精加工基准，再去测量、加工其他要素。下面举几个实例来说明此问题：

实例一：这是我公司开发的一款轿车的翼子板冲压件，放到检具上后发现整体与检具产生了2毫米左右的偏移，经分析是冲压件基准孔处有反弹变形，使得基准孔产生了较大误差。处理方法是以其他要素为基准改变了定位孔的位置。再测量绝大部分要素都合格了，只有局部的几个点再改就可以了。此问题在冲压件的检测中会经常遇到。

实例二：这是一套检具在检测货箱外板，定位销设定在轮旋两端的两个孔，在检测时发现当把定位销插上后其他检测销都进不去，而不插定位销时其他的检测销都能进去且各个其他如灯口等处型面、元素也很好。

此时判断是定位销位置错了，需改定位销孔位置，而不是把定位孔销处认为0误差，而去判断其他要素都超差。

实例三：白车身骨架的检测：

我公司在埃及建立了一条焊装线，当分析车身的测量数据时发现车身有整体旋转的趋势，整体合格率较低，经测量检测支架尺寸没问题，后在车身主线上发现有一个检测时用的定位点与夹具的基准面有5毫米左右的间隙，对车身的定位面改进后再测量，整体数据符合精度标准要求。在汽车白车身的测量中，尤其是试制期间，白车身在测量前先要建立基准，无论哪种方法一般都要首先判断一下是否存在由基准带来的系统误差。

基准公差的给定。由上面三个实例可看出，当我们采用的基准“粗糙”到我们不可接受时，我们要首先“精加工”基准，但到底到多少为才可接受呢，就需要给基准一个公差，本文建议采用大学课本《互换性与技术测量》中给出的基准件误差，基准公差应小于测量数据中的最小公差的1/5-1/3。

实际中在冲压件检具中对冲压件的定位基准给出了公差如下：

实际中在焊接夹具中对作为定位基准的定位销给出了如下的技术要求：

基准的误差如何测量或发现，基准所带来的误差一般是恒定偏差值或恒定旋转角度后带来的偏差值，一般常用的有以下几种方法确定：第一：用三坐标检测，在冲压件检具及焊接夹具的验收中都是采用此种方法。第二：应用Geomagic Qualify软件将零件扫描后与数模自动比对到最接近状态，然后测量基准的误差，此种方发一般用于冲压件的检测中。第三：用分析测得的一组数据与理论值之间的偏差，看是否存在恒定方向的偏差值或恒定旋转角度的偏差，从而判断是否存在定位基准（或测量工具）的误差，并判断其是否合格。

结论：我们用到的基准基本都是实体基准，即操作层面的基准都是实际存在的点、线、面等，而任何作为基准的实体要素都是存在加工公差的，实际中这个误差往往还不可忽略，有时是绝对不能接受的。硬性的将基准公差设定为0，并不符合实际，也不能指导实际，本文建议一般采用测量数据中的最小公差的1/5-1/3作为基准的最大允许误差或如焊接夹具及冲压件检具一样按行业规范标准给定，通常认为的基准没有公差适用于理论基准，或已经满足了公差要求的基准，此时其虽有公差但相对于其它要素很小被忽略了。

参考文献

[1] 吴玉光，张根源.基于几何要素控制点变动的公差数学模型.《机械工程学报》.2013年5期.

[2] 宋欣颖.机械零件精度设计中形位公差的合理选择.《价值工程》.2012年11期.