位置度基礎知識(幾何公差) 2020

RationalDMIS 7.1 位置度評價2020

RationalDMIS 7.1位置度評價之參考組合類型

位置度經驗分享 ——位置度最大實體計算方式（圖文+視頻）

RationalDMIS 7.1 評定槽的位置度

RationalDMIS 7.1位置度公差參考和輪廓度公差參考註冊表設置

RationalDMIS7.0位置度評價（匯總）

RationalDMIS7.0平行平面測量（槽寬位置度（MMC/LMC）評價）

   位置度用來定義一個FOS在基準系的位置，它以真實位置為中心，定義一個公差帶，被控制形體的軸心線或中心面，必須在公差帶內。

   真實位置是由基本尺寸標註的FOS，在基準系的理論精確位置。

位置度公差帶是一個3維控制，常用公差帶形狀包括：

-2個平行平面（默認）

-一個圓柱（使用Φ）

這個形體的中平面以基準中平面為中心在0.2公差帶內。

幾何公差之基準的定義和3-2-1原則

三基面體系  以3個互相垂直的平面構成 1個基準體系——三基面體系。在三基面體系裡，基準平面按功能要求有順序之分，最主要的為第一基準平面，依次為第二和第三基準平面。如圖中孔中心線位置度的要求，由三個平面A、B、C建立起三基面體系。 

1.什麼是位置度？位置度公差有哪些不同形式的要求？

   位置度是表示零件上的點、線或面要素相對其理想位置的準確程度。

   位置度公差是被測要素的實際位置，相對於理想位置所允許的最大變動量。該理想位置是由理論正確尺寸所確定的。

   如前所述，所有零件都是由點、線、面要素有機地組合構成，相互之間都有給定的位置，如圖122所示。搖臂凸頭下端SΦ15mm球面的球心是由上端定位面定位（圖122a）；蓋板上三個Φ10mm孔的軸線是由中間轉子軸孔定位（圖122b）；V形柴油機氣缸套座孔軸線則是由主軸承孔軸線定位（圖122c）。各種零件根據其功能要求，對其上各要素間要求保持一定的位置精度，故給出位置度公差要求。

    

   各種零件的結構形式和功能要求各不相同，其上各要素間位置度公差要求的形式也各不相同。由於位置度公差都是理論正確位置確定的，故其公差帶均為相對於理論正確位置對稱分布。

（1）點的位置度公差

      被測要素為點，常見有以下兩種形式。

1）在給定平面內點的位置度公差，其公差帶是直徑為公差值t的圓所限定的區域。該圓公差帶的中心點位置是由基準的理論正確尺寸所確定。標註時應在公差值前加注「Φ」。

2）在空間上點的位置度公差，其公差帶是直徑為公差值t的球內的區域。該球公差帶中心點的位置，是由相對於基準的理論正確尺寸所確定。標註時應在公差值前加注"SΦ"。

（2）線的位置度公差 

    被測要素為一直線（中心線），根據零件功能要求不同，線的位置度公差要求有以下幾種形式。

1）給定在一個方向上線的位置度公差，其公差帶是以線的理想位置為中心對稱配置的兩平行直線所限定的區域。該中心線的位置是由相對於基準的理論正確尺寸確定，公差帶的寬度方向是框格指引線箭頭所指的方向。

2）給定在相互垂直的兩個方向上線的位置度公差，其公差帶是兩對相互垂直的，間距分別等於公差值t1和t2，且以線的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面所限定的區域。兩公差值可以不相等或相等。該線的理想位置是由相對於三基面體系的理論正確尺寸確定的。

3）在任意方向上線的位置度公差，其公差帶是直徑為公差值t的圓柱面所限定的區域。公差帶的軸線位置是由相對於三基面體系的理論正確尺寸確定。標註時應在公差值前加「Φ」。

（3）面的位置度公差 

    被測要素為一平面或中心平面，其公差帶是間距等於公差值1，且以面的理想位置為中心，對稱配置的兩平行平面所限定的區域。面的理想位置是由相對於三基面體系的理論正確尺寸確定。

2.怎樣正確標註位置度公差？

位置度公差標註主要由理論正確尺寸、公差框格和基準等部分構成。

圖樣上需給出位置度公差要求時，首先應根據零件的結構特點和功能要求，確定基準要素，然後通過理論正確尺寸確定被測要素的理想位置，根據精度要求給出適當的公差帶。

根據零件結構特點和功能要求不同，常見有以下不同形式的位置度公差標註。

（1）點的位置度公差

     標註1）給定平面內點的位置度公差標註。

     圖123所示為儀錶板上的儀表安裝座孔，中間Φ40mm為儀表體的定位孔，2xΦ8為兩個固定螺栓孔。為保證安裝時儀表裝入後，兩側螺栓孔與儀表上的孔位置對正，以順利安裝，故給出位置度公差要求。標註時，首先確定以Φ40mm孔的中心為基準，然後相對於基準用理論正確尺寸32確定兩個被測孔的理想位置。公差框格內除應注出相應基準字母外，還應在公差值前加注「」，框格指引線箭頭應指向被測孔的直徑尺寸線方向，如圖123a所示。該要求表示：兩個Φ8mm孔相對於由基準A和理論正確尺寸32所確定的理想位置的位置度公差為Φ0.5mm。由於儀錶板厚度較薄，可不考慮各孔軸向誤差的影響，因而可視為給定平面內各圓心點的位置度要求。故其公差帶為以Φ40mm圓心點和過此點三孔圓心在同一直線上（即為零距離，不標註）作為基準，由理論正確尺寸32所確定的理想中心點為圓心，直徑為公差值0.5mm圓所限定的區域，如圖123b所示。

2）空間點的位置度公差標註。

    圖124所示的搖臂凸頭是內燃機氣門驅動機構中的一個傳遞件，其上定位面A與球面中心間的相對位置，直接影響整個傳動鏈配合尺寸精度，為此圖中給出SΦ12mm球心位置度公差要求。標註時，首先選擇安裝定位平面A為第一基準，同時選用48mm軸線B作為第二基準，由此建立起三基面體系，然後通過理論正確尺寸14、確定球心點的理想位置。公差框格內除按順序注出第一、二基準字母外，還應在公差值前加注「SΦ"，框格指引線箭頭應指向球面直徑尺寸線位置處，如圖124a所示。該要求表示：SΦ12mm球心點相對其理想位置的位置度公差為sΦ0.05mm。公差帶是直徑為公差值0.05mm的球面所限定的區域，該球面公差帶的中心點位置，是由相對於基準A、B的理論正確尺寸14確定，如圖124b所示。

（2）線的位置度公差標註

  1）給定一個方向上線的位置度公差標註。

     圖125所示遊標卡尺尺身上的分度刻線，為長度尺寸測量基準，故其刻線位置應有很高的精度要求，因刻線均在尺身同一平面上，故應給出給定一個方向位置度公差要求。標註時應首先確定固定量爪測量面為基準A，然後注出被測刻線相對於基準A的理論正確尺寸10,1，由此確定被測要素的理想位置。框格指引線箭頭應垂直於被測線方向指向刻線（或其延長線）上。因被測刻線有n條，且有相同的位置度公差要求，故在框格上方注出"nx"字樣，如圖125a所示。該要求表示：每條刻線相對其理想位置的位置度公差為0.01mm。公差帶是間距等於給定的公差值0.01mm，且以理論位置為中心對稱分布的兩平行直線所限定的區域，公差帶的寬度方向是框格指引線箭頭所指的方向，如圖125b所示。

    應當指出：當理論正確尺寸排成尺寸鏈時（圖125a），位置度公差不積累。

2）給定在相互垂直的兩個方向上線的位置度公差標註。

圖126所示的閥體上2xΦ25mm兩油孔軸線位於Φ30mm滑閥座孔軸線垂直相交位置，其功用是通過裝在Φ30mm孔內的滑閥軸向位移，使滑閥上的油槽與2xΦ25mm油孔相對位置變動，以控制油路的啟閉。由於油路啟閉時間要求嚴格，故兩個Φ25mm孔沿Φ30mm孔的軸向位置有嚴格要求；而沿垂直方向位置誤差，僅對油路方位產生影響，故要求其位置精度較低。為此圖126a中給出2xΦ25mm孔在兩個垂直方向上不同的位置度公差要求。標註時首先確定Φ30mm孔的軸線A為第一基準，並以滑閥軸向定位的端面B作為第二基準，由此建立起三基面體系，然後依據基準注出理論正確尺寸30、35（兩軸線夾角90可不標註），確定被測要素的理想位置。在圖樣上兩個垂直方向視圖上分別用框格標註出兩個相互垂直方向上各自位置度公差（兩個公差值可以不相等或相等），如圖126a所示。該要求表示，兩個Φ25mm油孔軸線相對其理想位置沿Φ30mm軸線方向位置度公差為0.05mm；沿與其垂直方向上位置度公差為0.10mm。公差帶為兩相互垂直的間距分別等於公差值0.05mm和0.10mm，且以軸線的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面所限定的區域，如圖126b所示。

3）在任意方向上線的位置度公差標註。

   圖127所示端蓋用於軸端密封，為保證安裝時4xΦ10mm孔與箱體上相應孔對正，以便於安裝，故給出位置度公差要求。標註時考慮到孔位置是以中56mm凸緣定位，故首先選定Φ56mm軸線第一基準，然後以端蓋左端面B為第二基準，由此建立起三基面體系（見題22）。由此依據所給出的理論正確尺寸80，確定各孔軸線的理想位置。

標準中規定：被注位置度公差要素，除另有說明，通常為均勻分布。故圖127所示四個中10mm孔的軸線理想位置應在80均勻分布位置上。

公差框格可標註在任一孔處，指引線應指向該孔直徑尺寸線處，框格內注出相應的基準字母A、B，且在公差值前加注「Φ」。在框格上方注出"4xΦ10"，表示直徑為10mm的四個孔具有相同的位置度公差要求，如圖127a所示。該要求表示，四個Φ10mm孔的軸線應各自限定在直徑等於Φ0.5mm的圓柱面內。該圓柱面的軸線應處於由基準A、B所建立起的三基面體系和理論正確尺寸中80確定的各孔軸線的理論正確位置上，如圖127b所示。

生產中經常遇到兩相交軸線位置精度要求，如內燃機機體上氣缸套座孔與主軸承座孔間；錐齒輪箱體上兩傳動軸軸線間等。

為滿足其功能要求，都要求保持兩軸線間嚴格的位置精度，故通常採用給出兩軸線間任意方向上的位置度公差來保證其所需裝配精度要求。如圖128所示錐齒輪箱體，該零件上A、B及上端座孔用於支承兩錐齒輪傳動軸，為保證錐齒輪間正確嚙合運轉，其傳動軸支承座孔軸線間必須保持正確的垂直相交位置，為此給出任意方向上位置度公差要求。標註時首先確定一個傳動軸支承座孔A和B的公共軸線和端面C作為基準，並通過注出的理論正確尺寸150和省略注出的兩軸線夾角90、相交（零距離），確定被測軸線的理想位置。

由於兩軸線間的位置精度對兩錐齒輪正確嚙合的影響是在兩軸線交點處，而不僅僅局限於Φ50mm孔的實體範圍內，故應採用延伸公差帶注出延伸尺寸100mm，框格內注出公共基準字母"A-B"和基準平面C，且在公差值前加注「」，公差值後加注延伸公差帶代號P，框格指引線箭頭指向Φ50mm孔的尺寸線位置處，如圖128a所示。該要求表示：Φ50mm孔的軸線在延伸局部範圍尺寸100mm範圍內對"A-B"公共軸線和基準平面C的位置度公差為中0.03mm。公差帶是直徑為0.03mm圓柱面所限定的區域，公差帶範圍應延伸至100mm範圍內。公差帶的軸線位置是由相對於"A-B"公共基準軸線和基準平面C建立起的三基面體系與理論正確尺寸150以及省略注出的900、0距離所確定，如圖128b所示。

圖樣上給定的各項幾何公差如無特殊說明，其公差帶只控制零件實體的相應部分，公差帶長度僅為被測要素的全長。但在某些情況下，為了滿足裝配要求，可將位置公差（主要是位置度和對稱度）的公差帶延伸到被測要素實體之外，或根本不包括被測要素的長度，這就稱為延伸公差。

（3）面的位置度公差標註

    圖129所示花鍵的功用是聯接傳動件（如齒輪等）以傳遞運動。為此，要求相配合的內外花鍵間各鍵齒應準確、精密地配合在一起，故對各鍵齒中心面給出位置度公差要求。標註時，首先確定以定心圓Φ32mm的軸線為基準，以六鍵齒均布位置角度為理論正確尺寸（60可省略不注），確定各鍵齒中心面的理想位置，公差框格內注出相應的基準字母A，並在框格上方註明"6x8h8"字樣，框格指引線箭頭指向鍵齒寬尺寸線位置，如圖129a所示。該要求表示：該花鍵六個鍵齒中心面，相對於基準軸線A和理論正確尺寸60所確定的理想位置的位置度公差為0.02mm。公差帶是間距等於公差值0.02mm，且以面的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面所限定的區域，面的理想位置是由基準軸線A和各鍵齒間未注理論正確尺寸60所確定的。各齒有相同的位置度公差要求，如圖129b所示。

3.什麼是幾何圖框？什麼是複合位置度要求？

 多個要素由理論正確尺寸確定其相互間的理想位置，而與其他要素無基準關係時所構成的理想幾何圖形，稱為幾何圖框。圖130所示蓋板用於箱體端面觀察口的密封，為便於裝配，其上八個Φ10mm螺釘孔要求與箱體上相應螺孔位置對正即可，而其整體位置對其他要素間沒有控制要求。為此圖樣上僅注出理論正確尺寸50，80，並給出各孔軸線位置度公差Φ0.5mm要求，如圖130a所示。該要求表示：相對於由理論正確尺寸50，80構成理想圖框確定的各孔軸線的理想位置，其位置度公差為Φ0.5mm，如圖130b所示。該幾何圖框相對零件上其他要素間的位置沒有控制要求，故其可剛性地（即幾何圖框不變）產生位置變動，仍可滿足裝配要求。

如果一組要素相互間的位置關係用位置度公差標註，且整組要素（幾何圖框）相對其他要素也用位置度公差定位，稱為複合位置度要求。

複合位置度要求對一組要素內的位置度公差和整組要素的位置度公差，應分別滿足各自要求。

複合位置度公差標註可由上、下兩個框格組成：上框格給出整組要素的定位公差；下框格給出一組要素內各要素相互之間的位置度公差。

圖131所示模板用於加工孔時定位，根據被加工件功能需要，其上四個Φ8mm孔相互之間具有嚴格的位置精度要求，故應給出嚴格的位置度精度要求；而四孔相對於兩端面基準B.C也有一定的定位位置精度要求，為此圖中給出複合位置度公差要求。標註時，首先注出四孔間的理論正確尺寸30、35構成該組要素的理想圖框。然後注出基準要素A、B、C三相互垂直平面，建立起三基面體系。同時又注出理論正確尺寸15以確定四孔要素相對於三基面體系定位理想位置。公差框格由上、下兩個框格組成：上框格給出整組要素的定位公差Φ0.2mm，同時注出基準字母A、B、C；下框格則給出四孔要素內各要素相互之間位置度公差Φ0.05mm。為保持孔的軸線與底面A垂直，故同時注出基準字母A，如圖131a所示。

上述標註的兩項位置度公差應分別滿足要求，即下框格標註要求表示：四孔的每一個孔的實際軸線，應位於直徑0.05mm圓柱形公差帶內。各位置度公差帶相互間以30、35理論正確位置定位，並垂直於基準平面A，如圖131b所示。上框格標註要求表示：四孔的第一個孔的實際軸線還應位於直徑0.2mm的圓柱形公差帶內，其位置度公差帶應以A、B、C三個基準平面所建立起的三基面體系及理論正確尺寸定位。

上述要求表示：四孔實際軸線的位置，只允許在幾何圖框所確定的00.05mm公差帶範圍內變動，而整組要素可以剛性地（幾何圖框不變）在定位公差帶00.2mm範圍內變動，如圖131c所示。

應當指出：標準中不再推薦以前一直沿用的一組要素用位置度公差標註，而整組要素的位置又用尺寸公差定位的複合標註，如圖132所示，而應採用標準中規定的複合位置度公差注法（А 131a）