基础篇：6.6）形位公差-基准Datum

基础篇：6.6）形位公差-基准Datum
本章⽬标：了解形位公差基准及运⽤。

1.前⾔
基准是形位公差专有的东西，是公差标注的⼀个重要的升级。

没错，以前的线性公差是没有基准的，因为线性公差代表的是两个特征之间的距离。

原因在于，没有基准的符号。

虽然线性公差在实际的运⽤中，⼤家都早早明⽩的基准的重要性，也有在运⽤基准的概念，但并没有归类成理论。

所以这种线性公差有基准的概念是很暧昧的，哪怕是在尺⼨链标注中。

如下图，
虽然⼤家都知道轴端是基准，但也不是不能狡辩。

但形位公差有了基准符号，就不⼀样了。

任何⼈都能明⽩什么是基准。

这章就是专门讲述如何标注基准的。

2.基准定义
2.1 基准
— 与被测要素有关且⽤来定义其⼏何位置关系的⼀个⼏何理想要素(如轴线、直线、平⾯等)；
— 可由零件上的⼀个或多个基准要素构成。

2.2 模拟基准要素
— 在加⼯和检测过程中⽤来建⽴基准并与基准要素相接触，且具有⾜够精度的实际表⾯。

//有些⽹络的资料和培训教材是错的，特别坑，要注意。

如下图：
2.3 检测⽰例
---在加⼯和检测过程中，往往⽤测量平台表⾯、检具定位表⾯或⼼轴等⾜够精度的实际表⾯来作为模拟基准要素。

---模拟基准要素是基准的实际体现。

3.类型
3.1 单⼀基准
-- ⼀个要素做⼀个基准；
3.2 组合(公共)基准
--⼆个或⼆个以上要素做⼀个基准；
//⼀般A.B轴皆为装配⾯。

3.3 基准体系
--由⼆个或三个独⽴的基准构成的组合；
//多基准体系注意设计要求，你有这个要求，才要多个基准，否则只是累赘。

三基⾯体系 Datum Reference Frame — 三个相互垂直的理想(基准)平⾯构成的空间直⾓坐标系。

见图21。

4. ⾃由度与基准限制
⼀个物体有6个⾃由度。

4.1 基准限制⾃由度举例
①⼀个平⾯基准形体确定的模拟基准形体建⽴了⼀个基准平⾯，它限制了三个⾃由度（⼀个平移，两个旋转）。

②⼀个宽度的基准形体（两个对⽴的平⾏表⾯）确定的模拟基准形体建⽴了⼀个基准中⼼平⾯，它限制了三个⾃由度（⼀个平移，两个旋转）。

③⼀个球⾯的基准形体确定的模拟基准形体建⽴了⼀个基准中⼼点，它限制了三个平移⾃由度。

④⼀个圆柱的基准形体（两个对⽴的平⾏表⾯）确定的模拟基准形体建⽴了⼀条基准中⼼轴，它限制了四个⾃由度（两个平移，两个旋转）。

⑤⼀个圆锥的基准形体（两个对⽴的平⾏表⾯）确定的模拟基准形体建⽴了⼀条基准中⼼轴和⼀个基准中⼼点，它限制了五
个⾃由度（三个平移，两个旋转）。

⑥⼀个线性拉伸的基准形体确定的模拟基准形体建⽴了⼀个基准平⾯和⼀条基准中⼼轴，它限制了五个⾃由度（两个平移，三个旋转）。

//⽆法第⼀时间判断被限制的⾃由度，就看物体有哪些⾃由度没有被限制（也就是还能怎么动）。

还有，上述视图也是标注基准的好例⼦。

并且，从后⼏张图可以看出，基准本⾝就有要求，如⾯就需要平⾯度等。

5.三基⾯体系举例
5.1 板类零件三基⾯体系
//思考题：
①设计中是否⼀定要求孔的轴线与D⾯垂直，同时与E⾯、F⾯平⾏？若没有，孔的位置度标注需要三基⾯体系么？
②若设计中⼀定要求孔的轴线与D⾯垂直，同时与E⾯、F⾯平⾏。

但D⾯与E⾯已经标注有垂直度要求，孔的位置度标注需要三基⾯体系么？
5.2 盘类零件三基⾯体系
5.2.1 I类
//还剩⼀个⾃由度指盘可以⾃由旋转。

加⼯孔时候，未加⼯完成的盘状零件可以⽤任何⼀个⾓度放⼊夹具并开孔。

从设计⾓度看，四个孔的轴线都有与K⾯垂直，与外圆轴线平⾏的要求。

孔的位置度有最⼤实体的补偿。

5.2.2 II类
//作者看来,这是⼀个错误的解释！
设计要求：3孔的轴线都有与U⾯垂直，与⼩圆轴线V平⾏的要求，与W⾯平⾏。

孔的位置度有最⼤实体的补偿。

从加⼯⾓度看，3孔相对此盘转零件定位是D型⾯的位置是要求的，不能随意定位就开孔加⼯。

5.3 三基准体系结论
资料结论：
由上可知：三基⾯体系不是⼀定要⽤三个基准框格来表⽰的。

对于板类零件，⽤三个基准框格来表⽰三基⾯体系；对于盘类零件，只要⽤⼆个基准框格，就已经表⽰三基⾯体系了。

上⾯是从三基⾯体系的原理来论述基准框格的表⽰数量。

在实际使⽤中，只需能满⾜零件的功能要求，⽆需强调基准框格的数量多少。

作者结论：
就作者看来，正好反过来，从功能⾓度决定基准框的多少，若没有这个功能的要求，就不要多加基准⽽导致正确的零件被判错错误，降低良品率。

6.基准⽬标 Datum Target
— ⽤于体现某个基准⽽在零件上指定的点、线或局部表⾯。

分别简称为点⽬标、线⽬标和⾯⽬标。

1. 点⽬标可⽤带球头的圆柱销体现；
2. 线⽬标可⽤圆柱销素线体现；
3. ⾯⽬标可为圆柱销端⾯，也可为⽅形块端⾯或不规则形状块的端⾯体现。

//不必强记，3d软件标注时会有帮助。

基准⽬标的位置必须⽤理论正确尺⼨表⽰。

⾯⽬标还应标注其表⾯的⼤⼩尺⼨。

6.1 基准⽰例(图26)
1）
2）TE的接插⼝图纸114-18679-3,就⼤量采⽤基准⽬标来体现基准。

7.基准选取先后顺序
基准体系中基准的顺序前后表⽰了不同的设计要求。

见图30。

8.基准的选择 Datum Selection
8.1 考虑功能Function
• 基准应该考虑选择在零件装配的配合⾯上；//装配⾯选取，这⼀条⽐重占所有的8成。

• 被选做基准特征的基准应该最⼩化装配偏差；//公差分析的优化，减少尺⼨链。

• 零件的基准应该能够代表实际零件的某特征关系。

8.2 考虑基准的可重复性Repeatability
• 基准特征⾃⾝必须在制造过程中保持尺⼨稳定；
• 基准特征必须具有可重复性，不会因装配等⽽变化；
• 基准平⾯应该对各种偏差不敏感。

//这⼀条不如说是稳定性。

8.3 考虑基准的⼀致性Coordinated
• 建⽴的基准参考体系应该尽可能在零件的设计、制造、检验和装配过程中共⽤且⼀致；
8.4 结
1）最终被选定的基准是综合考虑以上因素的结果
2）⼀个零件可能有多种定位⽅式
//⼝诀“功稳⼀”
9.作者⼩记：基准要素选取⼩技巧
如果怎么选取合适的基准要素让你⽐较为难，不妨反过来思考。

如：当基准⾯倾斜时，会发⽣什么情况，还能满⾜设计要求么？
基准要素的选取多列举⼀些坏的情况是其的捷径,很难想象的话可以⽤三个⽊板⾃⼰演⽰⼀下。

⼀般装配⾯有⼏个，基准⾯就有⼏个（偷懒的办法，不值得提倡）。