Proe/Creo 产品结构设计-形位公差-基准面
本章目标：了解几何公差基准及其应用。
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1.前言
基准是形位公差的专属物，是公差标记的重要升级。
没错，之前的线性容差没有基准，因为线性容差代表两个特征之间的距离。原因是没有参考符号。
虽然在实践中使用了线性公差，但大家早就明白基准的重要性，也有使用基准的概念，但不归类为理论。因此，即使在尺寸链标记中，对于这种线性公差具有基准的概念也是非常模糊的。如下所示，
虽然大家都知道轴端是标杆，但也不是不争的。
但是对于几何公差的参考符号，它是不同的。任何人都可以理解什么是基准。
本章专门介绍如何标记基准。
2.基准定义2.1个基准
——与被测元素相关的几何理想元素检具设计，用于定义其几何位置关系（如轴、直线、平面等）；
— 可由零件上的一个或多个基准元素组成。
2.2个仿真基准元素
— 在加工和测试过程中用于建立基准和与基准元素接触的具有足够精度的实际表面。
//部分网络资料和培训资料有误，特别坑，注意。如下所示：
2.3 测试示例
---在加工和检测过程中，经常使用具有足够精度的实际表面，如测量平台表面、量规或芯棒的定位表面作为模拟参考元件。
---模拟的基准元素是基准的实际体现。
3.类型3.1 单一基准
- 为一个元素制定一个基准；
3.2 组合（公开）基准
- 用两个或多个元素做一个基准；
//一般AB轴为装配面。
3.3 基准系统
- 两个或三个独立基准的组合；
//注意多基准系统的设计要求。如果你有这个需求，就需要多个benchmark，否则就是麻烦。
三基平面基准参考框架 — 由三个相互垂直的理想（参考）平面组成的空间直角坐标系。参见图 21。
4. 自由度和基准限制
一个物体有 6 个自由度。
4.1 参考极限自由度示例
① 由平面基准形状确定的模拟基准形状建立基准平面，限制三个自由度（一个平移和两个旋转）。
②由宽度参考体（两个相对的平行面）确定的模拟参考体建立一个参考中心平面，限制了三个自由度（一个平移，两个旋转）。
③由球面参考形确定的模拟参考形建立一个参考中心点，限制了三个平移自由度。
④由圆柱参考体（两个相对的平行面）确定的模拟参考形状建立了一个参考中心轴，限制了四个自由度（两个平移和两个旋转）。
⑤ 圆锥参考形状（两个相对的平行表面）定义模拟参考形状，该形状建立参考中心轴和参考中心点，限制五个自由度（三个平移，两个旋转）。
⑥由线性拉伸的参考体确定的模拟参考体建立了一个参考平面和一个参考中心轴，限制了五个自由度（两个平移，三个旋转）。
//被限制的自由度不能第一次判断，要看物体没有被限制的自由度（也就是怎么运动）。
此外，上述视图也是标记数据的一个很好的例子。并且，从接下来的几张图可以看出，基准本身是有要求的，比如表面的平整度。
5.三种基本面系示例5.1 板件的三种基本面系
//思考题：
①设计是否要求孔的轴线垂直于D面，同时平行于E面和F面？如果不是，孔位标记是否需要三基面系统？
②如果设计必须要求孔的轴线垂直于D面，同时平行于E面和F面。但是，D面和E面已经标注了垂直度要求。孔位打标是否需要三基面系统？
5.2 盘式零件三基本平面系统5.2.1 Class I
//还剩一个自由度表示圆盘可以自由旋转。加工孔时，可将未加工的圆盘形零件以任意角度放入夹具内开孔。
从设计上看，四个孔的轴线垂直于K平面，平行于外圆的轴线。孔的位置具有最大的物理补偿。
5.2.2 类型 II
//在作者看来，这是一个错误的解释！
设计要求：3个孔的轴线垂直于U面，平行于小圆轴V，平行于W面。孔的位置具有最大的物理补偿。
从加工上看，3孔相对于这个圆盘转动部分的定位是D形面的位置是需要的，孔不能任意定位。
5.3 三大基准系统总结
数据结论：
由上可知，三基平面系统并不一定要用三个基准框来表示。对于板类零件，使用三个基本网格来表示三基面系统；对于圆盘类零件，只要使用两个基本网格，就已经表示了三基面系统。
以上是从三基平面系统的原理来讨论基准窗框的表示数。在实际使用中，只需要满足零件的功能要求即可，无需强调参考坐标系的数量。
作者的结论：
从作者的角度来看，恰恰相反。参考帧的数量是从功能角度确定的。如果对这个功能没有要求检具设计，不要添加更多的基准，导致正确的零件被错误判断，降低良率。
6.基准目标
— 在零件上指定的点、线或部分表面以反映某个基准。分别称为点目标、线目标和面目标。
1. 点目标可以用带球头的圆柱销来体现；
2. 线靶可以用圆柱销来体现；
3. 曲面目标可以是圆柱销的端面，也可以是方形块的端面或异形块的端面。
//不要死记硬背，标注时3d软件会有帮助。
参考目标的位置必须由理论上正确的尺寸表示。表面目标还应标出其表面的大小。
6.1 基准测试示例（图 26)
1）
2）TE 的连接器图纸 114-18679-3 使用了大量的基准目标来反映基准。
7.benchmark选择顺序
基准系统中基准的顺序表示不同的设计要求。参见图 30。
8.基准面选择8.1 考虑功能
• 基准点应考虑在零件装配的配合面上；//选择装配面，占总数的80%。
• 选择作为基准特征的基准应尽量减少装配偏差；//优化公差分析，减少尺寸链。
• 零件的基准面应能代表实际零件的某种特征关系。
8.2 考虑基准的可重复性
• 参考特征本身在制造过程中必须尺寸稳定；
• 基准特征必须是可重复的，不会因装配等原因而改变；
• 参考平面应对各种偏差不敏感。
//这个比稳定性还差。
8.3 考虑基准的一致性 Coordinated
• 建立的基准参考体系在零件的设计、制造、检验和装配过程中应尽可能共享和一致。
8.4 节
1）最终选定的benchmark是综合以上因素综合考虑的结果
2）一个零件可能有多种定位方式
//咒语“稳定工作”
9.作者注：选择基准元素的技巧
如果你很难选择合适的基准元素，你不妨反其道而行之。例如：当参考平面倾斜时会发生什么，它仍然可以满足设计要求吗？
基准元素的选择是列出一些不好的情况的捷径。如果很难想象，可以用三块板子自己演示一下。
一般有几个装配面，有几个参考面（懒人的方式不值得推广）。
