中國(guó)對(duì)于新能源汽車頒布GBT2020234.3-2015 直流充電接口標(biāo)準(zhǔn)，充電接口的質(zhì)量直接關(guān)系到充電式汽車的使用性能，充電接口使用頻繁，承載電壓電流過(guò)大（上限1000V，250A），并且要求很高的互換性，這些性能離不開合理的GD&T幾何尺寸公差設(shè)計(jì)和可靠的檢測(cè)方法。

      這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大量的設(shè)定了充電接口的GD&T尺寸要求，本文目的深入討論這些GD&T尺寸意義及解決方案。

圖1：按照GBT2020234.3-2015尺寸要求生成的接口結(jié)構(gòu)

圖2：接口國(guó)標(biāo)中使用了基準(zhǔn)框架A|B|C定義接口的GD&T尺寸

圖3：國(guó)標(biāo)中A基準(zhǔn)定義具有歧義，兩個(gè)中心線有可能是兩個(gè)中間的導(dǎo)電銷，也可能是兩個(gè)同心的銷孔。按照尺寸控制的更好的可重復(fù)性和模塑的制造工藝，選擇兩個(gè)銷孔作為主基準(zhǔn)較好，兩個(gè)孔形成的中心線定義了這個(gè)接口的高對(duì)稱性。另外在這個(gè)接口和公口的結(jié)合過(guò)程中，銷孔最先對(duì)齊，然后是銷的操作功能上來(lái)說(shuō)，使用銷孔作為主基準(zhǔn)比較合適。

圖4：通過(guò)國(guó)標(biāo)的另一視圖判斷，國(guó)標(biāo)中不能明確到底哪個(gè)特征創(chuàng)建了A基準(zhǔn)。這個(gè)設(shè)計(jì)意味著其中任何一個(gè)作為基準(zhǔn)A，那么主基準(zhǔn)將不得不參考自身，即可能被銷參考，又被銷孔參考，對(duì)于基準(zhǔn)設(shè)計(jì)這是不合適的，基準(zhǔn)不能參考自身，如果主基準(zhǔn)定義有問(wèn)題，那么后續(xù)的公差都存在關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤，任何檢測(cè)方案和檢測(cè)工具都不能實(shí)現(xiàn)這個(gè)視圖中尺寸的測(cè)量，更談不上質(zhì)量控制。所以國(guó)標(biāo)中雖然給出了尺寸要求，但是無(wú)法按圖加工出，需要各個(gè)廠家自己解決這些問(wèn)題，也可以判斷當(dāng)前各個(gè)廠家的接口產(chǎn)品一致性必定差異很大。

但是如果通過(guò)這個(gè)接口的功能、工藝分析和國(guó)標(biāo)中關(guān)于尺寸的要求信息，以最好的裝配性能、制造工藝和測(cè)量可行性要求還是可以找到接口的設(shè)計(jì)解決方案。

圖3：適當(dāng)?shù)腁基準(zhǔn)定義方法，這里使用兩個(gè)底孔φ25.9作為基準(zhǔn)，這個(gè)位置度不需要帶基準(zhǔn)，表示兩個(gè)孔在空間上互為基準(zhǔn)，相對(duì)位置取標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的φ0.3公差帶。因?yàn)檫@個(gè)銷孔有拔模角，另一端φ25.4使用相對(duì)底孔的同心控制即可。

廠家在開發(fā)這個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候要首先解決基準(zhǔn)的問(wèn)題，對(duì)于基準(zhǔn)設(shè)計(jì)要滿足3-2-1原則，國(guó)標(biāo)對(duì)于3-2-1原則的定義比較模糊，圖4的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的方式也是常出現(xiàn)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，結(jié)果是無(wú)法設(shè)置測(cè)量，質(zhì)量得不到適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)。直接將基準(zhǔn)指定在中心線而非實(shí)際零件特征上的時(shí)候，GD&T是明確不允許的，GPS確實(shí)有這樣的標(biāo)注方法，但是GPS也指出，設(shè)計(jì)者有責(zé)任在這種情況下要格外說(shuō)明這個(gè)中心線形成的實(shí)際特征是哪個(gè)（或哪些）。

圖4：對(duì)于第二基準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)指定在中心線位置

如果考慮上下方向控制，兩個(gè)主基準(zhǔn)孔A已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)約束了，不需要這個(gè)B基準(zhǔn)的出現(xiàn)。實(shí)際上A基準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方向上的約束，6個(gè)自由度中的另外三個(gè)平移和旋轉(zhuǎn)最適當(dāng)?shù)奈恢脩?yīng)該是A基準(zhǔn)的垂直方向。

圖5：B基準(zhǔn)按照裝配功能要求、模具的加工工藝、測(cè)量可行性最佳位置這個(gè)法蘭平面（注意這個(gè)圖紙尺寸不完善，在后續(xù)中逐步完成）

圖6：國(guó)標(biāo)的基準(zhǔn)C也是這個(gè)平面

通過(guò)基準(zhǔn)A和B建立的基準(zhǔn)框架已經(jīng)滿足3-2-1要求，無(wú)論三坐標(biāo)測(cè)量坐標(biāo)系的建立，還是模具加工工藝要求都已經(jīng)條件足夠了，不需要第三個(gè)基準(zhǔn)。

綜合評(píng)估國(guó)標(biāo)中的基準(zhǔn)框架A|B|C，雖然定義上邏輯有不清楚的問(wèn)題，但是A|C基準(zhǔn)確實(shí)是這個(gè)產(chǎn)品的重要特征，再結(jié)合國(guó)標(biāo)產(chǎn)品的公差要求，是可以按照當(dāng)前的國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)信息開發(fā)出高質(zhì)量的充電接口，能夠解決問(wèn)題的人，任何資料都有價(jià)值，中國(guó)現(xiàn)在需要每個(gè)人團(tuán)結(jié)起來(lái)，真正去一起解決問(wèn)題。再?gòu)?qiáng)調(diào)一下以上也是問(wèn)題圖紙的分析方法思路：重要的是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并能夠提煉出有用的設(shè)計(jì)信息，解決現(xiàn)有的生產(chǎn)問(wèn)題。

圖7：基準(zhǔn)定義好后的效果，A為主基準(zhǔn)，B為次基準(zhǔn)，

下次繼續(xù)完善這個(gè)接口的GD&T設(shè)計(jì)。

為了中國(guó)工業(yè)升級(jí)，工程師們加油！