特征轴与基准面的垂直度优化方案

孔或销轴的轴线到一个基准面的垂直度控制在工程应用中也是比较常见的。如图6-8所示，孔的轴线垂直于基准面C，垂直度公差值为一个直径为φ0.3mm的圆柱。在这种类型的控制中，孔的尺寸可以被MMC条件修正。当孔的尺寸为最大实体尺寸（MMC）φ15.5mm时，轴线的垂直度公差为φ0.3mm。其意义是孔的轴线必须位于一个圆柱面公差带内，这个圆柱面公差带直径为φ0.3mm，理想状态是垂直于由基准特征面C上至少3个高点形成的基准面。基准特征C不是一个尺寸特征，所以基准特征不能使用MMC或LMC修正。

图6-7 垂直度对特征面垂直于基准面的控制

图6-8 垂直度对特征轴到基准面的控制

当孔特征由最大实体尺寸（MMC）φ15.5mm向最小实体尺寸（LMC）φ16.0mm变化时，垂直度公差带获得相应的公差补偿，例如：

当孔的实际尺寸为φ16.0mm（MMC）时，公差带为φ0.8mm。

当孔的实际尺寸为φ15.8mm时，公差带为φ0.7mm。

当孔的实际尺寸为φ15.7mm时，公差带为φ0.5mm。

当孔的实际尺寸为φ15.6mm时，公差带为φ0.4mm。

当孔的实际尺寸为φ15.5mm时，公差带为φ0.3mm。(www.xing528.com)

可以理解为孔的轴线可以在圆柱面公差带内有一定的倾斜度。这个特征轴线和基准面之间的内在关系创建了一个实效边界。这个实效边界等于最大实体尺寸（MMC）φ15.5mm减去最大实体条件下的垂直度公差φ0.3mm，等于φ15.2mm（=φ15.5mm-φ0.3mm），是这个孔的配合边界，当然这个实效边界也垂直于基准面C。

作为一个独立的尺寸特征，在做垂直度的检测之前，应该先验证这个孔的尺寸是否合格。不考虑这个孔和基准C的关系，应当确认这个孔的整体没有小于φ15.5mm（MMC）。然后进行LMC检查，就是每个截面直径方向上的相对点不能大于φ16.0mm，如图6-9所示。

图6-9 包容法则与垂直度

垂直度控制是一个定向控制方式，所以公差控制框中至少应有一个公差控制符号、一个公差值和一个基准。如果受控特征是一个圆柱面特征尺寸（孔或销轴的），适当的时候也可能需要一个直径符号。对于平面特征，没有直径符号修正的需要。

并且，垂直度允许参考不止一个基准特征。按需要，可以给一个特征更多的定向参考。如果是一个尺寸特征，必须先验证尺寸的约束，再进行受控特征到基准的垂直度的检查。最大实体材料符号可以被用在一个尺寸特征修正公差带内，当特征的尺寸从MMC向LMC变化时，垂直度公差带可以获得相应的公差补偿。通过提高低成本加工的尺寸公差精度，从而放宽高成本的垂直度公差约束，而不影响零件的功能，可以大大减少零件的加工成本。如果公差控制框中没有使用MMC或LMC修正，那么即默认为尺寸不相关原则（RFS）。这时尺寸公差和垂直度各自独立检测，没有公差补偿。

图6-8中的垂直度控制应用特征轴线垂直于参考基准面的倾斜度控制，公差框中的直径符号规定了公差带形状。当孔特征的直径尺寸为最大实体尺寸φ15.0mm时，此控制的公差带为φ0.3mm的圆柱面。零件公差带的圆柱面长度要大于或等于零件厚度32.7mm。这个圆柱面公差带定向约束垂直于基准参考面C。

特征轴到基准面的应用要素如下：

1）特征轴垂直于基准面，在规定的公差带（圆柱面）内，圆柱面长度大于或等于特征长度。

2）垂直度可应用尺寸相关或不相关原则。