位置公差是指关联要素的方向或位置对基准所允许的变动全量,用来限制位置误差。位置误差是指被测实际要素对理想要素位置的变动量。根据关联要素对基准的功能要求的不同,位置公差可分为定向公差、定位公差和跳动公差。
1.基准及分类
1)基准的建立及分类
基准是具有正确形状的理想要素,是确定被测要素方向或位置的依据,在规定位置公差时,一般都要注出基准。实际应用时,基准由实际基准要素来确定。
基准分以下4类。
(1)单一基准。由实际轴线建立基准轴线时,基准轴线为穿过基准实际轴线,且符合最小条件的理想轴线,如图4-22(a)所示;由实际表面建立基准平面时,基准平面为处于材料之外并与基准实际表面接触、符合最小条件的理想平面,如图4-22(b)所示。
(2)组合基准(公共基准)。由两条或两条以上实际轴线建立而作为一个独立基准使用的公共基准轴线时,公共基准轴线为这些实际轴线所共有的理想轴线,如图4-22(c)所示。
(3)基准体系(三基面体系)。当单一基准或组合基准不能对关联要素提供完整的走向或定位时,就有必要采用基准体系。基准体系即三基面体系,它由三个互相垂直的基准平面构成,由实际表面所建立的三基面体系如图4-22(d)所示。
图4-22 基准和基准体系
应用三基面体系时,设计者在图样上标注基准应特别注意基准的顺序,在加工或检验时,不得随意更换这些基准顺序。确定关联被测要素位置时,可以同时使用三个基准平面,也可使用其中的两个或一个。由此可知,单一基准平面是三基准体系中的一个基准平面。
(4)任选基准。任选基准是指有相对位置要求的两要素中,基准可以任意选定。它主要用于两要素的形状、尺寸和技术要求完全相同的零件,或在设计要求中,各要素之间的基准有可以互换的条件,从而使零件无论上下、反正或颠倒装配仍能满足互换性要求。
2)基准的体现
建立基准的基本原则是基准应符合最小条件,但在实际应用中,允许在测量时用近似方法体现。基准的常用体现方法有模拟法和直接法。
(1)模拟法。通常采用具有足够几何精度的表面来体现基准平面和基准轴线。用平板表面体现基准平面,如图4-23(a)所示;用心轴表面体现内圆柱面的轴线,如图4-23(b)所示;用V形块表面体现外圆柱面的轴线,如图4-23(c)所示。(www.xing528.com)
图4-23 模拟法体现基准
(a)用平板表面体现基准平面;(b)用心轴表面体现基准轴线;(c)用V形块表面体现基准轴线
图4-24 直接法体现基准
(2)直接法。当基准实际要素具有足够形状精度时,可直接作为基准。若在平板上测量零件,可将平板作为直接基准,如图4-24所示。
2.定向公差
定向公差是指被测要素相对于基准要素在给定方向上允许的变动量,它用来控制线或面的定向误差。理想要素的方向由基准及理论正确角度确定,公差带相对于基准有确定的方向。按照被测要素与基准要素的方向不同分为平行度、垂直度和倾斜度三类,它们都有面对面、面对线、线对面、线对线,还有线对基准体系的关系。
平行度公差用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离0°的变动;垂直度用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离90°的变动;倾斜度用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离某一给定角度时(0°~90°)的变动。
3.定位公差
定位公差是指被测要素相对于基准要素在给定位置上允许的变动量,它用来控制点、线或面的定位误差。理想要素的位置由基准及理论正确尺寸(角度)确定,公差带相对于基准有确定位置。定位公差包括位置度、同轴(同心)度和对称度。
位置度公差用于控制点、线、面的实际位置对其公称位置的变动量;同轴(同心)度公差用于控制被测轴线(圆心)相对于基准的变动量;对称度公差用于控制被测中心平面或中心线相对于基准中心平面或中心线的变动量。
4.跳动公差
跳动公差为关联实际被测要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大变动量,它可用来综合控制被测要素的形状误差和位置误差。与前面各项公差项目不同,跳动公差是针对特定的测量方式而规定的公差项目。跳动误差就是指示表指针在给定方向上指示的最大与最小读数之差。
跳动公差有圆跳动公差和全跳动公差。圆跳动公差是指关联实际被测要素相对于理想圆所允许的变动全量,其理想圆的圆心在基准轴线上。测量时实际被测要素绕基准轴线回转一周,指示表测量头无轴向移动。根据允许变动的方向,圆跳动公差可分为径向圆跳动公差、端面圆跳动公差和斜向圆跳动公差三种。全跳动公差是指关联实际被测要素相对于理想回转面所允许的变动全量。当理想回转面是以基准轴线为轴线的圆柱面时,称为径向全跳动;当理想回转面是与基准轴线垂直的平面时,称为端面全跳动。
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