定位特征，真的可以提高零件之间的装配位置精度吗？
这是很多工程师的疑问。
本文将通过一个案例的公差分析计算来证明这一点。
知其然、并知其所以然，我们才能把产品结构设计做好。
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没有定位，装配精度会怎么样？
没有定位的设计，零部件之间的装配位置精度很差。
如图1所示，两个零件之间的右侧端面对齐很重要。而两个零件之间没有定位，直接通过4颗螺丝紧固。
螺丝外径为2.90±0.05mm，螺丝孔直径为3.50±0.05mm。尺寸A是零件1右侧端面到最远处螺丝孔的中心，大小为50.00±0.30mm；尺寸B是零件2右侧端面到最远处螺丝孔的中心，大小为50.00±0.30mm；尺寸C是螺丝与零件2螺丝孔的装配偏移。
▲ 图1--无定位
如图2所示，通过公差分析，我们可以计算得到：在没有定位的情况下，两个零件右侧端面的装配位置精度为0±0.95mm（极值法，下同），即两个零件不对齐的范围可以达到1.90mm。
▲ 图2--无定位，装配精度低
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有定位之后，装配精度怎么样？
有定位的设计，零部件之间的装配位置精度很高。
如图3所示，我们在两个零件之间增加两对定位柱和定位孔，在零件1上增加两个定位柱，在零件2上增加定位孔。其中，一对定位柱和定位孔靠近零件右侧端面的位置。
▲ 图3--使用定位柱和定位孔
定位柱外径为3.90±0.05mm，定位孔直径为4.00±0.05mm。尺寸A是零件1右侧端面到定位柱的中心，大小为5.00±05mm；尺寸B是零件2右侧端面到定位孔的中心，大小为5.00±0.05mm.
如图4所示，通过公差分析，我们可以计算得到：在增加定位的情况下，两个零件右侧端面的装配位置精度为0±0.20mm，即两个零件不对齐的范围可以为0.40mm。
▲ 图4--有定位，装配精度高
从0±0.950mm提升到0±0.20mm，这证明了定位特征可以大幅度减少零件之间的累积尺寸误差，提高装配位置精度。
在该例中，定位特征主要从以下两个方面来实现装配位置精度的提高：
1）定位柱和定位孔之间较小的间隙设计。
2）把定位柱和定位孔放置在靠近有装配位置精度要求的附件区域。
注1：可能有的工程师可能会说，在原来的设计中，可以把螺丝孔直径做小吗，例如3.00mm，2.95mm？把螺丝当成定位，这样就可以提高装配位置精度了。
单纯从装配精度来说，这样确实可以。然而，我们可能会因为螺丝孔之间的位置尺寸误差，而使得螺丝孔无法对齐的情况，造成无法拧紧螺丝。
注2：本文中的公差分析具体计算涉及到装配偏移，关于装配偏移的定义以及详细的算法，请参考《面向制造和装配的产品设计指南》一书，本文篇幅有限。也请浏览本文的工程师，不要私信我解释什么是装配偏移。相信我，书中解释更全面。
注3：本文中的公差分析仅考虑了1维线性尺寸；
注4：本文中的公差分析仅考虑了尺寸公差，未包括形位公差；
最后的话
定位，这是产品结构设计中非常重要的特征。
任意两个零件之间的装配，特别是那些有精度要求的装配，如果设计定位特征不会增加过多成本，那么我都建议一律需要考虑。
否则，公差累积大，即使我们对零部件精密的尺寸要求，使得供应商不停的改模修模等，也非常有可能满足不了精度要求。
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作者简介： 钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》
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