位置误差是形位误差中的一部分,因各种机械零部件加工误差而产生,是影响精密机械及仪器功能的关键因素之一。
设计图中在一个几何要素或一组几何要素上所标注的几何参数称为理论正确尺寸,理论正确尺寸规定各几何要素的理论正确位置、方向和形状等。符合理论正确尺寸的几何要素称为理论正确要素。
位置误差的评价是以理论正确要素为中心,包容被测要素的定位、定向、轮廓或跳动特征的两个理想圆/圆柱/球的最小直径差、平行理想直线/平行理想平面间距离或理想轮廓的等距包络线/包络面之间的最小距离。
平行度是位置误差的一种。图1为平行度的示意图,两个平行于基准平面的平行理想平面包容被测平面。当两个理想平面之间的距离p最小时,p为被测平面对基准平面的平行度。
位置误差的测量方法与尺寸和形状误差测量一样,基于对几何要素的测量,分传统测量方法和坐标测量法。但是位置误差的测量首先要考虑测量的基准,即测量的基准确定了理论正确要素的形状、方向和位置。
位置误差的传统测量方法通过机械方法模拟基准,如使用平板模拟基准平面(图2),使用导轨模拟基准直线等。
位置误差的坐标测量法通过测量被测几何要素的点集,以数学方法拟合基准几何要素,并作为参考要素,计算被测几何要素的误差,确定位置误差的大小。以图1所示平行度测量为例,在基准平面上均匀分布测量一个点集,用数学方法(通常是最小二乘法)拟合平面作为实际基准平面(没有形状误差);在被测平面均匀分布测量一个点集,作为实际被测平面;计算实际被测平面每个测量点到实际基准平面的距离,其中的最大值与最小值之差即为该被测平面的平行度。换一种表述方式:如果通过到实际基准平面距离为最大值和最小值的两个测量点做平行于实际基准平面的理想平面,这两个理想平面间的距离,即为该被测平面的平行度。由于这两个理想平面平行于基准平面,所以其对称面(中心平面)平行于基准平面。
位置误差按其特性分为有基准的轮廓度、定向误差、定位误差和跳动误差等4种类型,包括有基准的线轮廓度、有基准的面轮廓度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴(同心)度、对称度、圆跳动、全跳动,见下表。
位置误差 | 特征项目 | 符号 |
轮廓度 (有基准) | 线轮廓度 | ![]() |
面轮廓度 | ||
定向 | 平行度 | |
垂直度 | ||
倾斜度 | ||
定位 | 位置度 | |
同轴(同心)度 | ||
对称度 | ||
跳动 | 圆跳动 | |
全跳动 |
理论正确要素是位置度评价的中心,有基准的轮廓度,其理论正确要素的轮廓线或轮廓面的形状是无偏差的;定向误差,其理论正确要素与基准之间的夹角是无偏差的;定位误差,其理论正确要素相对于基准的位置是无偏差的;跳动误差,其理论正确要素相对于基准轴线的跳动是无偏差的。