位置度公差的理論與應用(二)

位置度公差的理論與應用（二） 論基本標注原理與方法全國產(chǎn)品尺寸和幾何技術規(guī)范標準技術委員會李曉沛在產(chǎn)品幾何精度設計中常有位置度的要求。位置度是形位公差標準給出的14個項目中應用難度最大、變化最多且應用最廣的項目之一。不少工程技術人員認為它的常用方法太靈活多樣，不知如何運用其基本概念去解決生產(chǎn)中各式各樣的具體問題。針對位置度公差應用中的典型問題，從本期起將分幾部分論述位置度公差的理論與應用，以幫助廣大工程技術人員正確應用位置度公差。本文是第一部分，主要論述標注原理與方法。位置度公差是指各實際要素相互之間或它們相對一個或多個基準位置所允許的變動全量，也就是加工后實際存在的位置相對設計上規(guī)定的理想位置所允許偏離的極限范圍。在位置度公差標注中，理想位置由理論正確尺寸和基準來確定，位置度公差帶相對于理想位置為對稱分布，用以限定各實際要素相互之間和（或）它們相對基準的位置。在位置度公差標注中，理論正確尺寸的標注、位置度公差的給定及基準的正確選擇和應用是三個最關鍵的環(huán)節(jié)，設計時應抓住這三個環(huán)節(jié)。1．理論正確尺寸的注法理論正確尺寸的方法與一般的定位尺寸標注相似，可以采用直角坐標注法、極坐標注法或者混合注法，也可以采用表格的形式標注。理論正確尺寸的標注主要用于確定成組要素中各要素之間的理想位置關系（見圖1）和各要素相對基準的理想位置關系（見圖2）。設計選用時，應根據(jù)零件功能要求選取。O□□廠十四□口卜（b）極坐標注法（O□□廠十四□口卜（b）極坐標注法（c）混合注法（a）直角坐標注法圖1

(a)直角坐標注法圖2 (a)直角坐標注法圖2 (b)極坐標注法理論正確尺寸標注時應注意的問題：理想位置不受理論正確尺寸形式的影響，無論采用鏈式標注還是采用同一基準式標注，其理想位置都是一樣的(見圖3)。采用哪種形式標注，取決于加工檢驗的方式。如圖3中鏈式標注有利于逐個孔依相鄰距離確定位置的加工方式，而同一基準式標注有利于坐標法加工與測量，免去了坐標尺寸累加計算的繁雜過程，避免計算出錯造成廢品。(a)鏈式標注(b)同一基準式標注圖(a)鏈式標注(b)同一基準式標注圖3對于僅用來確定要素之間位置關系的理論正確尺寸標注可以不必給出基準，但當要素之間的位置關系還需要由其它要素來定位，或無原則建立尺寸坐標系時，就應加注基準。這是因為應用基準概念能夠建立起排除形狀和誤差的理想坐標系，準確唯一地確定理想位置關系。加工檢驗時也應盡可能以注出的基準作為定位部位。注出基準后的理論正確尺寸標注所得到的幾何圖框是個相對基準浮動的框架，而沒給出基準的理論正確尺寸標注得到的幾何圖形框則是可以整體浮動的。注不注出基準，其幾何圖框的位置有所不同，不同的標注方法反映的設計意圖不同。實際應用中有些理論正確尺寸被省略沒有注出，如有共面、共線要求的要素之間，其定位尺寸應為零，由于圖樣繪制的關系已經(jīng)很明確，故將該尺寸“□”。另外，如垂直相交的軸線之間的定位尺寸“□”和“□”均被省略。理論正確尺寸在生產(chǎn)實際中的體現(xiàn)是個相對準確的概念，體現(xiàn)的準確程度與相應的公差值大小有關，公差越小越準確，但體現(xiàn)的準確程度只要在允許的誤差范圍之內(nèi)，就足以滿足要求。2．公差注法給定理論正確尺寸之后，只能確定出要素的理想位置，公差注法是對實際要素偏離其理想位置的允許變動區(qū)域(即公差帶)的規(guī)定。公差注法是確定公差帶大小、方向和形狀的重要步驟。根據(jù)被控制對象不同、功能不同等因素，公差注法可分為給定方向上的公差注法和任意方向上的公差注法。給定方向的公差注法當僅需要控制實際要素在某個方向上的變化時，應用給定方向上的位置度公差注法，公差帶是距離為公差值t,且以理想位置為中心對稱配置的兩平行直線(或兩平行平面)之間的區(qū)域，公差帶的寬度方向是框格指引線箭頭所指的方向(圖4)。 圖4任意方向上的公差注法當需要控制實際要素在任意方向上變化時，應用任意方向上的位置度公差注法，公差帶是直徑為公差值t,且以理想位置為中心的圓、球或圓柱的區(qū)域。圖5a所示為平面點的任意方向上的位置度公差注法，其公差帶為圓形區(qū)域；圖5b所示為窨點的任意方向上的位置度公差注法，其公差帶為球形區(qū)域。(a)平面點的注法圖5(b)(a)平面點的注法圖5(b)空間點的注法（3） 給定位置度公差時應注意的問題9當應用給定旗幟的位置度公差注法時，一定要注意公差框格指引線箭頭的標注方向應為公差帶的寬度方向，否則會引起誤解，從而造成不必要的損失。對圓柱形相配要素的位置關系，多數(shù)采用控制任意方向位置誤差的圓柱形公差帶。因為圓柱形相配要素裝配或配合間隙是在圓柱上均勻分布的，不具有特定的方向性，最適合采用圓柱形公差帶。位置度公差注法中，各種公差帶均是對稱配置在理想位置的兩側(cè)。給出的公差數(shù)值是指公差帶的總寬度或直徑，而不是單側(cè)寬度或半徑。3．基準注法在位置度公差注法中，基準是用來確定理想要素的方向或（和）位置。若僅確定一組要素內(nèi)部各要素相互之間的理想位置關系，用理論正確尺寸就可以滿足要求，此時可不注基準。但要確定一個要素相對其它要素（不同組的要素）的位置關系，則必須指明基準要素?；鶞实淖⒎煞譃樽⒊鲆粋€基準、注出三基面體系和注出成組要素基準三種情況。（1）注出一個基準注出一個基準通常有兩種作用，一是確定理想要素的方向（垂直或平行關系）；二是確定理想要素的位置。系）；二是確定理想要素的位置。圖6圖7圖6所示為注出一個基準確定與理想要素垂直關系的圖例，這是在位置度公差注法中較常用的基準標注形式，它反映了一組要素除位置尺寸有一定要求外，還有與一個基準要素保持垂直關系的設計意圖。此時的位置度公差能在控制位置的同時控制與基準的垂直誤差。一般情況下，用為基準的要素是個裝配定位面，與其垂直的各要素具有直接的裝配關系。圖7所示為注出一個基準確定與理想要素平行關系的圖例。在位置度公差注法時，為了

反映有位置關系的一組要素除了需要保證組內(nèi)各要素之間的位置外，還要求整組要素相對其它要素(指有裝配或功能關系的組外要素)保持一定的平行關系，但又不必嚴格控制它們之間的距離尺寸，此時最宜采用這樣的標注。(2)注出基準確定的位置在標注位置公差時有相互位置要求的一組要素一般不是孤立地存在于零件之上，它們與相鄰要素存在關一定的聯(lián)系。當這種聯(lián)系較緊密，甚至對成組要素之間的關系造成某種影響時，就必須指明與相鄰要素之間的關系，既給出基準，建立確定理想位置關系的坐標系，作為設計、工藝和檢測共同遵守的理想尺寸起始基準。H(a)輪廓要素基準圖8 (b)中心要素基準實際需要基準的個數(shù)，取決于零件上確定要素理想位置的需求，可給定一個基準，兩個基準或三基準體系。注出的基準可以是輪廓表面基準、中心要素基準和圓周方向基準。一個基準一般至少可建立一個坐標方向的理論正確尺寸的起始面，而一根圓柱軸線則可確定兩個坐標方向的位置，三基面體系的理論正確尺寸起始面。圖H(a)