如何控制组合公差框的配合公差？

为一个内部或外部特征的阵列设计匹配零件时，通常使用位置度控制。一个位置度公差控制框可以定义一个特征的实效边界。为了达到配合的目的，每一个特征都应该有一个定义的实效边界。

例如，将阵列特征更进一步地约束到一个更严的垂直度公差带内，如图7-34所示。

图7-34所示的匹配零件也应该应用这个公差控制框定义的相同的位置度的实效边界。其原因是没有公称尺寸和垂直度定义的公差带有关联。这些垂直度定义的公差带相互独立，它们可以在位置度定义的更宽泛的公差带内自由浮动。所以匹配零件的设计必须能够保证这些浮动的垂直度公差带能够浮动到位置度定义的公差带内的任何位置。一个主要的因素就是这个公差控制中位置度控制的公差带是唯一有公称尺寸定位的公差。

图7-35所示也是一个组合公差的例子。匹配零件的设计要考虑第一组公差的位置度实效边界，也要考虑第二组公差框的位置度实效边界。其原因是阵列中的特征间的公差带（第二组公差框）可以浮动在其相应的更宽泛的阵列与基准间的公差内（第一组公差框），第一组公差框的公差带又被基准尺寸定义位置。这样可以允许使用约束的实效边界设计匹配零件。如果这个组合公差框定义的是一个具有四个销钉的腔体零件（见图7-36中零件一），则与其配合的是一个方形且具有四个孔的板（见图7-36中零件二）。

图7-34 独立组合公差框

图7-35 组合公差框

图7-36 腔体零件与配合板件

a)零件 b）零件二

如果使用第一组公差框中的阵列—基准的宽泛实效边界用来作为匹配特征的设计（第二组公差框如果采用两个以上的基准，基准顺序应该和第一组的基准顺序相同，公称尺寸的参考也相同），两个零件的最大实体尺寸应该是相同的。同时也应定义两个零件的垂直度，以保证在MMC时两个零件的定向对齐，以保证装配。

实现这个约束的简单方式是在图样上声明：如果没有特殊规定，所有尺寸相关于主基准A、次基准B和第三基准C。如果使用第二组定义特征内关系的更紧的公差约束被用来设计匹配零件的孔的实效边界，那么零件二必须缩减轮廓尺寸，以便能够装配入零件一的腔体中。通常这种特征—特征约束的第二组公差框经常出现在第一个零件的销的组合公差框类型的定义中。

第二个零件的轮廓缩减的数量应该等于上、下两组公差框的位置度之差，或上、下两组公差框中定义的实效边界之差。无论是公差或是实效边界，这两种方式计算的结果相同。

这个例子，设计者应该将零件二每边去掉上面得到的差的1/2，这样可以保证零件二在零件一腔体中保持适当的均匀间隙。

也就是说，如果使用第二组公差框的定义作为匹配零件的实效边界，虽然零件二作为一个整体的阵列可以和零件一的四个销钉装配，但零件需要浮动一个位置来完成装配。因此零件的轮廓需要缩减相应的尺寸。当然，设计时孔板如果已经定义完整，使用零件一的组合公差框和使用第二组公差框计算销的实效边界，零件一的腔体轮廓尺寸必须增加上、下两组公差框的差量，以保证两个零件的装配。

如果使用尺寸的中心基准特征，并且这个基准特征有自己的轴线或中心面，当设计这个零件去匹配一个特征阵列，定义位置度参考这个尺寸特征的中心基准时，这个基准特征应该是匹配零件的实效边界尺寸（也是功能检具的尺寸）。

下面将讨论这些配合情况：

图7-37中的主零件可以满足配合零件的四个销钉装配，也能保证零件装配后的边沿平齐（或边沿间隙均匀）。

图7-38中的两个零件不能保证装配。因为配合零件有多个销，这些销的实效尺寸是φ14.6mm，不是φ15.2mm。在图7-38所示的配合零件定义中，每个孔的定向实效边界（垂直度的实效边界）匹配相对应的销的实效边界，且在位置度更宽泛的公差带内的任意位置，因此位置度的实效边界不能保证四个销同时装入孔板。

图7-39中的两个零件可以装配，并且能够保证装配后的边沿平齐。图7-39所示的零件有两个位置度实效边界，特征-特征（第二组公差框）的公差带可以处于特征阵列-基准（第一组公差框）定义的公差带内且平行于基准B的任意位置上浮动，所以可以使用特征阵列-基准的实效边界。

图7-37 配合定义（一）

a）主零件

图7-37 配合定义（一）（续）

b）配合零件

图7-38 配合定义（二）(www.xing528.com)

a）主零件

图7-38 配合定义（二）（续）

b）配合零件

图7-39 配合定义（三）

a）主零件

图7-39 配合定义（三）（续）

b）配合零件

图7-40中的零件可以和图7-39中的主零件配合，但是总成中零件的边沿可能不平齐。配合零件应用了图7-39中主零件的第二组公差框的特征内的实效边界，所以可以保证两个零件的孔销阵列的配合。但是阵列-基准的实效边界没有控制，所以装配中，零件可能在不是边沿平齐的状态下装配。

图7-40 配合定义（四）

图7-41中的零件可以和图7-39中的主零件装配。图7-41和图7-40唯一的不同是零件的公称尺寸缩减了，目的是避免在匹配件的边沿平齐。但是这仍然不是一个保证总成的边沿平齐的有效方式。

图7-41 配合定义（五）

图7-42中的第一组实效边界是φ15.8mm，第二组实效边界是φ15.2mm，所以可以满足销孔的阵列装配，但不能保证总成的零件边沿平齐。

图7-42 配合定义（六）

图7-43中的零件的实效边界是φ15.2mm，所以可以满足阵列特征的装配，但是不能保证零件在总成中的边沿平齐。

图7-43 配合定义（七）

请考虑以下问题：

1）在应用MMC条件时，如何保证受控特征会匹配且各自基准会平齐对齐（假设相应基准上的公称尺寸相同）。

2）对于图7-43中的定义，匹配件和主零件的相对于基准的实效边界不同（轴的基准上的实效边界大于孔的基准上的实效边界），如果MMC修正的实效边界能够匹配，那么特征可以匹配，但是基准不能保证平齐。

3）如果销（外部特征）位置度的特征阵列-基准的实效边界等于或小于匹配孔（内部特征）的位置度的特征阵列-基准的实效边界，那么两个零件可以满足装配，且基准也可以保证平齐。这取决于两个零件的基准设置和公称尺寸都是相同的。

4）如果MMC修正的轴位置度实效边界（不管是特征阵列-基准或特征-特征）等于或小于孔的MMC修正的最大的实效边界，它们可以满足装配，但是总成中零件的边沿不平齐。