第4章-幾何公差(4+5)

1、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.4 公差原則公差原則 確定零件的形狀、方向、位置及跳動公差和確定零件的形狀、方向、位置及跳動公差和尺寸尺寸 公差公差之間相互關(guān)系的原則。之間相互關(guān)系的原則。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.4.1 與公差原則有關(guān)的術(shù)語和定義與公差原則有關(guān)的術(shù)語和定義 1. 作用尺寸（作用尺寸（Function Size） （1）體外作用尺寸）體外作用尺寸 在被測要素的在被測要素的給定長度上給定長度上，與實際內(nèi)表面，與實際內(nèi)表面體外相接體外相接 的最大理想面的最大理想面 或或 與實際外表面體外相接與實際外表面體外相接 的最小理想面的最小理想面的直徑或?qū)?/p>

2、度的直徑或?qū)挾取?互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （2）體內(nèi)體內(nèi)作用尺寸作用尺寸 在被測要素的在被測要素的給定長度上給定長度上，與實際內(nèi)表面，與實際內(nèi)表面體內(nèi)相體內(nèi)相 接接的最小理想面或與實際外表面體內(nèi)相接的最大的最小理想面或與實際外表面體內(nèi)相接的最大 理想面的直徑或?qū)挾壤硐朊娴闹睆交驅(qū)挾取?對于關(guān)聯(lián)要素，理想面的軸線或中心平面必須與對于關(guān)聯(lián)要素，理想面的軸線或中心平面必須與 基準保持圖樣給定的幾何關(guān)系?；鶞时３謭D樣給定的幾何關(guān)系。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 實效狀態(tài)與實效尺寸實效狀態(tài)與實效尺寸 （1）最大實體最大實體實效狀態(tài)（實效狀態(tài)（MMVC） n 在給定長度上，

3、實際要素處于在給定長度上，實際要素處于最大實體狀態(tài)；最大實體狀態(tài)； n 且其中心要素的且其中心要素的幾何誤差等于給出公差值幾何誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)。時的綜合極限狀態(tài)。 最大實體實效尺寸最大實體實效尺寸(MMVS)是：是： 最大實體實效狀態(tài)下的最大實體實效狀態(tài)下的體外作用尺寸體外作用尺寸。 條件：條件： 回顧：最大實體回顧：最大實體狀態(tài)：實際要素在給定長度上處處位于尺寸狀態(tài)：實際要素在給定長度上處處位于尺寸 極限之內(nèi)并具有材料量最多時的狀態(tài)。極限之內(nèi)并具有材料量最多時的狀態(tài)。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （2）最小實體最小實體實效狀態(tài)（實效狀態(tài)（LMVC） 最小實體最

4、小實體實效尺寸實效尺寸(LMVS) 在給定長度上，實際要素處于在給定長度上，實際要素處于最小實體狀態(tài)最小實體狀態(tài)且其中心且其中心 要素的要素的幾何誤差等于給出公差值時幾何誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)。的綜合極限狀態(tài)。 最小實體實狀態(tài)下的最小實體實狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸體內(nèi)作用尺寸。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) tDD LLV L tdd LLV L 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 3. 邊界（邊界（Boundary） 零件實際要素總是同時存在著尺寸偏差和幾何誤零件實際要素總是同時存在著尺寸偏差和幾何誤 差，而其功能取決于二者的綜合效果。差，而其功能取決于二者的綜合效

5、果。 “邊界邊界”可可 用于用于綜合控制實際要素的尺寸偏差和幾何誤差綜合控制實際要素的尺寸偏差和幾何誤差。 指由設(shè)計給定的具有指由設(shè)計給定的具有理想形狀的極限包容面理想形狀的極限包容面。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 對于關(guān)聯(lián)要素，邊界除具有一定的對于關(guān)聯(lián)要素，邊界除具有一定的尺寸尺寸大小和大小和 正確幾何形狀外，還必須正確幾何形狀外，還必須與基準保持圖樣上給定的與基準保持圖樣上給定的 幾何關(guān)系幾何關(guān)系。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 理想邊界分為下列理想邊界分為下列 4 種：種： （1）最大實體邊界；）最大實體邊界； （2）最小實體邊界；）最小實體邊界； （3）最大實

6、體實效邊界；）最大實體實效邊界； （4）最小實體實效邊界。）最小實體實效邊界。 Dmin dmax Dmax dmin Dmin-t dmax +t Dmax-t dmin+t 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.4.2 公差原則公差原則 1. 獨立原則獨立原則 圖樣上給定的每一個尺寸和方向、形狀及位置要圖樣上給定的每一個尺寸和方向、形狀及位置要 求均是獨立的，應(yīng)分別滿足要求。求均是獨立的，應(yīng)分別滿足要求。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 2. 相關(guān)要求相關(guān)要求 尺寸公差與幾何公差尺寸公差與幾何公差相互有關(guān)相互有關(guān)的公差要求。的公差要求。 包容要求；包容要求； 最大實體要求

7、；最大實體要求；（包括（包括可逆要求可逆要求應(yīng)用應(yīng)用 于最大實體要求）于最大實體要求） 最小實體要求；最小實體要求；（包括（包括可逆要求可逆要求應(yīng)用應(yīng)用 于最小實體要求）于最小實體要求） 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （1）包容要求）包容要求 ：僅適用于單一要素僅適用于單一要素 被測實際要素處處被測實際要素處處不得超越最大實體邊界不得超越最大實體邊界的一種要求。的一種要求。 實際要素應(yīng)遵守最大實體邊界，實際要素應(yīng)遵守最大實體邊界，局部實際尺寸局部實際尺寸不得不得 超出最小實體尺寸。超出最小實體尺寸。 E MMSa dfd形 LMSa dd aMMS ddf形 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互

8、換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （1）包容要求）包容要求 ：僅適用于單一要素僅適用于單一要素 E MMSa dfd形 LMSa dd aMMS ddf形 含義：含義：采用包容要求時，表示當實際尺寸處處為最大實體尺寸采用包容要求時，表示當實際尺寸處處為最大實體尺寸 時，其形狀誤差為時，其形狀誤差為0，當實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許當實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許 形狀誤差可以相應(yīng)增大，形狀誤差可以相應(yīng)增大，當實際尺寸處處為最小實體尺寸時，當實際尺寸處處為最小實體尺寸時， 允許的形狀誤差最大，等于要素的尺寸公差允許的形狀誤差最大，等于要素的尺寸公差。 常用光滑極限量規(guī)來檢測遵守包容要求的要素常用光滑極限

9、量規(guī)來檢測遵守包容要求的要素。（通規(guī)、止規(guī)）。（通規(guī)、止規(guī)） 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （2）最大實體要求）最大實體要求 M ：適用于中心要素 被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得 超出超出最大實體實效邊界最大實體實效邊界, 且其局部實際尺寸不得且其局部實際尺寸不得 超出最大實體尺寸和最小實體尺寸。超出最大實體尺寸和最小實體尺寸。 tddfd MMSMVa 直 tddf aMMS )( 直 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 零形位公差零形位公差 被測要素的最大實體實效邊界等于最大實體邊界；被測要素的最大實體實效邊界等于最大實體

10、邊界； 最大實體實效尺寸等于最大實體尺寸。最大實體實效尺寸等于最大實體尺寸。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 最大實體要求應(yīng)用于基準要素最大實體要求應(yīng)用于基準要素: 基準要素本身采用最大基準要素本身采用最大 實體要求實體要求 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 最大實體要求僅用于導出要素（中心要素）。最大實體要求僅用于導出要素（中心要素）。 應(yīng)用最大實體要求的目的是保證裝配互換。應(yīng)用最大實體要求的目的是保證裝配互換。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （3）最小實體要求）最小實體要求 L 被測要素的實際輪廓應(yīng)遵守其被測要素的實際輪廓應(yīng)遵守其最小實體實效邊界最小實體實效邊

11、界， 當實際尺寸偏離最小實體尺寸時，允許其幾何誤差值當實際尺寸偏離最小實體尺寸時，允許其幾何誤差值 超出在最小實體狀態(tài)下給出的公差值。超出在最小實體狀態(tài)下給出的公差值。 最小實體要求應(yīng)用于被測要素最小實體要求應(yīng)用于被測要素; 零形位公差零形位公差; 最小實體要求應(yīng)用于基準要素最小實體要求應(yīng)用于基準要素; 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 舉例：舉例： 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （4）可逆要求）可逆要求 R 在不影響零件功能的前提下，當被測軸線或中心在不影響零件功能的前提下，當被測軸線或中心 平面的平面的幾何誤差值小于幾何誤差值小于給出的幾何給出的幾何公差值公差值時，允許

12、相時，允許相 應(yīng)的應(yīng)的尺寸公差增大尺寸公差增大，稱為可逆要求。，稱為可逆要求。 可逆要求通常與最大實體要求或最小實體要求可逆要求通常與最大實體要求或最小實體要求 一起應(yīng)用，且一起應(yīng)用，且只應(yīng)用于被測要素只應(yīng)用于被測要素。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 舉例：舉例： 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.5 幾何公差數(shù)值及應(yīng)用幾何公差數(shù)值及應(yīng)用 4.5.1 幾何公差項目的選擇幾何公差項目的選擇 1. 根據(jù)零件的幾何特征選擇；根據(jù)零件的幾何特征選擇； 2. 根據(jù)零件的使用要求選擇；根據(jù)零件的使用要求選擇； （零件的工作精度、聯(lián)接強度、密封性、（零件的工作精度、聯(lián)接強度、密封性、

13、 耐磨性、使用壽命等）耐磨性、使用壽命等） 3. 根據(jù)檢測的方便性選擇；根據(jù)檢測的方便性選擇； 4. 根據(jù)幾何公差的控制功能選擇。根據(jù)幾何公差的控制功能選擇。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.5.2 幾何公差值的選擇幾何公差值的選擇 幾何公差有兩種形式：幾何公差有兩種形式：未注公差未注公差值和值和注出公差注出公差值。值。 一般劃分為一般劃分為12級，即級，即1 級級12 級，級，1 級精度最高，級精度最高， 12 級精度最低；級精度最低； 圓度和圓柱度則最高級為圓度和圓柱度則最高級為0 級，共劃分為級，共劃分為13級；級； 線、面輪廓度及位置度未規(guī)定公差等級。線、面輪廓度及位置度

14、未規(guī)定公差等級。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.5.3 未注幾何公差未注幾何公差 許多要素的幾何公差，采用常用設(shè)備和工藝既能許多要素的幾何公差，采用常用設(shè)備和工藝既能 保證，因此不必標注保證，因此不必標注 。 H、K、L為未注公差的三個公差等級。為未注公差的三個公差等級。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.6 幾何誤差的檢測幾何誤差的檢測 1. 幾何誤差及其評定幾何誤差及其評定 形狀誤差、方向誤差、位置誤差及跳動誤差形狀誤差、方向誤差、位置誤差及跳動誤差 2. 基準的建立和實現(xiàn)基準的建立和實現(xiàn) 3. 幾何誤差的檢測原則幾何誤差的檢測原則 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與

15、測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.6.1 幾何誤差及其評定幾何誤差及其評定 1. 形狀誤差及其評定形狀誤差及其評定 形狀誤差是指被測提取要素對其擬合要素的變動量，形狀誤差是指被測提取要素對其擬合要素的變動量， 擬合要素的位置應(yīng)符合擬合要素的位置應(yīng)符合最小條件最小條件。 a） 對于提取對于提取組成要素組成要素，最小條件就是其擬合要素位于，最小條件就是其擬合要素位于 實體之外實體之外且與被測提取組成要素且與被測提取組成要素相接觸相接觸，并使被測，并使被測 提取組成要素對其擬合要素的提取組成要素對其擬合要素的最大變動量為最小最大變動量為最小。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) b ) 對于提取導出要素對于提

16、取導出要素(中心線、中心面等中心線、中心面等)，其擬合，其擬合 要素位于被測要素位于被測提取導出要素之中提取導出要素之中,擬合要素應(yīng)擬合要素應(yīng)穿過穿過 被測提取中心線被測提取中心線，并使被測提取中心線對其擬合，并使被測提取中心線對其擬合 要素的最大變動量為最小。要素的最大變動量為最小。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 2. 方向誤差、位置誤差及其評定方向誤差、位置誤差及其評定 （1）方向誤差方向誤差: 被測提取要素對一具有確定方向的被測提取要素對一具有確定方向的 擬合要素的變動量，擬合要素的方向由基準確定。擬合要素的變動量，擬合要素的方向由基準確定。 方向誤差值用方向誤差值用定向最小

17、包容區(qū)域定向最小包容區(qū)域(簡稱定向最小簡稱定向最小 區(qū)域區(qū)域)的寬度或直徑表示。的寬度或直徑表示。 在 實 際 位 置 上 的 點 f 定 位 最 小 區(qū) 域 在 擬 合 位 置 上 的 點 基 準 基 準 f 被 測 提 取 組 成 要 素 定 向 最 小 區(qū) 域 與 基 準 平 面 平 行 的 擬 合 要 素 基 準 平 面 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （2）位置誤差位置誤差: 被測提取要素對一具有確定位置被測提取要素對一具有確定位置 的擬合要素的變動量，擬合要素的的擬合要素的變動量，擬合要素的位置由基準和位置由基準和 理論正確尺寸確定理論正確尺寸確定。 位置誤差值用位置誤差

18、值用定位最小包容區(qū)域定位最小包容區(qū)域(簡稱定位最小簡稱定位最小 區(qū)域區(qū)域)的寬度或直徑表示。的寬度或直徑表示。 在 實 際 位 置 上 的 點 f 定 位 最 小 區(qū) 域 在 擬 合 位 置 上 的 點 基 準 基 準 f 被 測 提 取 組 成 要 素 定 向 最 小 區(qū) 域 與 基 準 平 面 平 行 的 擬 合 要 素 基 準 平 面 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 3. 跳動誤差及其評定跳動誤差及其評定 圓跳動圓跳動：被測提取要素繞基準軸線做無軸向移：被測提取要素繞基準軸線做無軸向移 動回轉(zhuǎn)一周時，由位置固定的指示計在動回轉(zhuǎn)一周時，由位置固定的指示計在給定方向給定方向 上上測

19、得的測得的最大與最小示值之差最大與最小示值之差。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 全跳動：全跳動：被被測提取要素繞基準軸線做無軸向移動測提取要素繞基準軸線做無軸向移動 回轉(zhuǎn)，同時回轉(zhuǎn)，同時指示計沿給定方向的理想直線連續(xù)移動指示計沿給定方向的理想直線連續(xù)移動 (或被測提取要素每回轉(zhuǎn)一周，指示計沿給定方向的或被測提取要素每回轉(zhuǎn)一周，指示計沿給定方向的 理想直線做間斷移動理想直線做間斷移動)，由指示計在給定方向上測得，由指示計在給定方向上測得 的最大與最小示值之差。的最大與最小示值之差。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.6.2 基準的建立和體現(xiàn)基準的建立和體現(xiàn) 1. 基準的建

20、立基準的建立 由基準要素建立基準時，由基準要素建立基準時，基準為該基準要素的擬基準為該基準要素的擬 合要素合要素。擬合要素的。擬合要素的位置應(yīng)符合最小條件位置應(yīng)符合最小條件。 （1）基準點）基準點; （2）基準直線）基準直線; （3）基準軸線）基準軸線; （4）公共基準軸線）公共基準軸線; （5）基準平面）基準平面; （6）公共基準平面）公共基準平面; （7）基準中心平面）基準中心平面; （8）公共基準中心平面）公共基準中心平面; （9）三基面體系）三基面體系; 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 2. 基準的體現(xiàn)基準的體現(xiàn) 模擬法、模擬法、 直接法、直接法、 分析法、分析法、目標法目標

21、法 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.6.3 幾何誤差的檢測原則幾何誤差的檢測原則 1與擬合要素比較原則；與擬合要素比較原則； 2測量坐標值原則；測量坐標值原則； 3測量特征參數(shù)原則；測量特征參數(shù)原則； 4測量跳動原則；測量跳動原則； 5控制實效邊界原則控制實效邊界原則 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 4.6.4 舉例舉例 1. 平面度誤差的測量平面度誤差的測量 *按按“與擬合要素比較原則與擬合要素比較原則” ； *以精密平板模擬理想平面；以精密平板模擬理想平面； *被測面大致與平板平行；被測面大致與平板平行； *某一角點指示表示值調(diào)零；某一角點指示表示值調(diào)零； *依次測出各測點的量值；依次測出各測點的量值； *按基面轉(zhuǎn)換原理旋轉(zhuǎn)基面。按基面轉(zhuǎn)換原理旋轉(zhuǎn)基面。 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) （1）平面度誤差的評定方法平面度誤差的評定方法 最小區(qū)域法最小區(qū)域法 三角形準則；三角形準則；