自由状态详解及应用

零件在实际应用中，会存在实体原则的选择，很多设计人员在图纸标注时，形位公差框内会无标注实体原则，此种情况我们默认为零件采用了自由状态，即与实体无关的原则。

与尺寸要素无关的原则（RFS）

尺寸和几何公差要求是独立的，无论尺寸要素的尺寸变化多少，其应用的形位公差不会变化的状态。

如下图所示，对孔位的位置度要求是2.0mm,孔径公差为±0.2mm，未标注修正符号。

此种情况，默认的公差原则为RFS原则，若是需要MMC或是LMC修正时，需增加修正符号。此种情况有个特殊性，若是检具检测零件时，零件的检测销不可以用圆柱销进行定量检测，检测销需根据孔径的大小进行变化对位置度进行检测。检具的检测销是变化的，这种情况对检具的制作有一定的困难。

RFS的应用

   当RFS应用于基准要素的公差且适用于公差框架中的基准参照要素时，对应的理论几何要素无固定的尺寸。对应的理论几何要素须收缩到与外基准要素匹配以及扩张到与内基准要素匹配。对于外要素，有一个最大外边界，为尺寸、形状以及相对于上级基准适用的几何公差的组合效应.如下图，当基准尺寸要素基于RMB应用时，工艺设备中的机加工或检测元素需能够根据需求扩张或收缩，以建立模拟基准。

RFS应用于直线度

   当基于RFS应用时，如下图所示，最大直线度公差为规定的公差。实际RFS要素的导出中位线需在规定的圆柱形公差带范围内。当RFS直线度公差与RFS方向公差或RFS位置度公差共同使用时，规定的直线度公差值应与规定的方向或位置公差值合并计入位置或方向公差的IB或OB。

RFS应用于平面度

   平面度可基于RFS应用于宽度尺寸要素，并且公差值可大于尺寸公差；不应用MMC下的理想形状边界要求。如下图所示，导出中位线需在两个平行平面的公差带范围内，其分开的距离等于公差值

RFS 的 TOP应用

控制更严格，检验变复杂。

存在三种状态：

1，公差带控制中心线/面；

2，公差值的大小与FOS的误差大小无关；

3，检具大小是变化的。

RFS 的 TOP 公差带：

固定直径的圆柱体，固定距离的平行平面。

孔的位置受控于TOP(RFS)，公差带形状是一个圆柱体，公差带的位置是基准到公差带中心用基本尺寸标定的距离，公差带应用于RFS，孔的中心面和基准A之间是暗指的基本尺寸90度，没有基准偏移，公差带同时控制孔相对于主基准的方向，规则1适用，WCB受影响6.0-0.2=5.8。

矩阵孔的位置受控于TOP(RFS)：

公差带形状是圆柱体的，公差带的位置用基本尺寸标定，公差带应用于RFS，公差带和基准A之间是暗指的基本尺寸90度，公差带同时控制孔相对于主基准的方向规则1适用。

同轴直径的位置受控于TOP(RFS)：

公差带形状是圆柱体的，公差带应用于RFS，所控直径位置和基准之间是暗指的基本尺寸0，公差带同时控制直径相对于基准的方向，没有基准偏移，规则1适用。