定位特徵，真的可以提高零件之間的裝配位置精度嗎？

這是很多工程師的疑問。

本文將透過一個案例的公差分析計算來證明這一點。

知其然、並知其所以然，我們才能把產品結構設計做好。

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沒有定位，裝配精度會怎麼樣？

沒有定位的設計，零部件之間的裝配位置精度很差。

如圖1所示，兩個零件之間的右側端面對齊很重要。而兩個零件之間沒有定位，直接透過4顆螺絲緊固。

螺絲外徑為2。90±0。05mm，螺絲孔直徑為3。50±0。05mm。尺寸A是零件1右側端面到最遠處螺絲孔的中心，大小為50。00±0。30mm；尺寸B是零件2右側端面到最遠處螺絲孔的中心，大小為50。00±0。30mm；尺寸C是螺絲與零件2螺絲孔的裝配偏移。

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圖1——無定位

如圖2所示，透過公差分析，我們可以計算得到：在沒有定位的情況下，兩個零件右側端面的裝配位置精度為0±0。95mm（極值法，下同），即兩個零件不對齊的範圍可以達到1。90mm。

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圖2——無定位，裝配精度低

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有定位之後，裝配精度怎麼樣？

有定位的設計，零部件之間的裝配位置精度很高。

如圖3所示，我們在兩個零件之間增加兩對定位柱和定位孔，在零件1上增加兩個定位柱，在零件2上增加定位孔。其中，一對定位柱和定位孔靠近零件右側端面的位置。

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圖3——使用定位柱和定位孔

定位柱外徑為3。90±0。05mm，定位孔直徑為4。00±0。05mm。尺寸A是零件1右側端面到定位柱的中心，大小為5。00±05mm；尺寸B是零件2右側端面到定位孔的中心，大小為5。00±0。05mm。

如圖4所示，透過公差分析，我們可以計算得到：在增加定位的情況下，兩個零件右側端面的裝配位置精度為0±0。20mm，即兩個零件不對齊的範圍可以為0。40mm。

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圖4——有定位，裝配精度高

從0±0.950mm提升到0±0.20mm，這證明了定位特徵可以大幅度減少零件之間的累積尺寸誤差，提高裝配位置精度。

在該例中，定位特徵主要從以下兩個方面來實現裝配位置精度的提高：

1）定位柱和定位孔之間較小的間隙設計。

2）把定位柱和定位孔放置在靠近有裝配位置精度要求的附件區域。

注1：可能有的工程師可能會說，在原來的設計中，可以把螺絲孔直徑做小嗎，例如3。00mm，2。95mm？把螺絲當成定位，這樣就可以提高裝配位置精度了。

單純從裝配精度來說，這樣確實可以。然而，我們可能會因為螺絲孔之間的位置尺寸誤差，而使得螺絲孔無法對齊的情況，造成無法擰緊螺絲。

注2：本文中的公差分析具體計算涉及到裝配偏移，關於裝配偏移的定義以及詳細的演算法，請參考《面向製造和裝配的產品設計指南》一書，本文篇幅有限。也請瀏覽本文的工程師，不要私信我解釋什麼是裝配偏移。相信我，書中解釋更全面。

注3：本文中的公差分析僅考慮了1維線性尺寸；

注4：本文中的公差分析僅考慮了尺寸公差，未包括形位公差；

最後的話

定位，這是產品結構設計中非常重要的特徵。

任意兩個零件之間的裝配，特別是那些有精度要求的裝配，如果設計定位特徵不會增加過多成本，那麼我都建議一律需要考慮。

否則，公差累積大，即使我們對零部件精密的尺寸要求，使得供應商不停的改模修模等，也非常有可能滿足不了精度要求。

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作者簡介：

鍾元，著有書籍《面向製造和裝配的產品設計指南》和《面向成本的產品設計：降本設計之道》

推行降本設計，

助力工程師成長，

共同為中國製造貢獻力量。

關注降本設計，一起洞察降本本質