形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

1、形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用 形狀和位置的精度設(shè)計(jì)對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低制造成本具有十分重要的意義。其形狀和位置的精度會(huì)直接影響機(jī)器和設(shè)備的性能和各項(xiàng)精度指標(biāo)，如軸類(lèi)零件的旋轉(zhuǎn)精度、結(jié)合件的聯(lián)接強(qiáng)度和密封性、齒輪零件的承載均勻性等。 形狀和位置的精度設(shè)計(jì)主要包括形位公差項(xiàng)目的選擇、公差值的選擇、公差原則的選擇和基準(zhǔn)的選擇。 形位公差項(xiàng)目的選擇形位公差項(xiàng)目的選擇 形位公差項(xiàng)目的選擇，取決于零件的幾何特征與功能要求，同時(shí)還要考慮檢測(cè)的方便性。 形狀公差項(xiàng)目主要是按要素的幾何形狀特征制定的，因此要素的幾何特征自然是選擇形狀公差項(xiàng)目的基本依據(jù)。平面零件的形狀誤差應(yīng)選擇平面度公差；導(dǎo)軌

2、導(dǎo)向面的形狀誤差應(yīng)選擇直線度公差；圓柱形零件的形狀誤差可選擇圓度、圓柱度、軸線的直線度、素線的直線度等。 位置公差項(xiàng)目是按要素間幾何方位關(guān)系制定的，所以關(guān)聯(lián)要素的公差項(xiàng)目應(yīng)以它與基準(zhǔn)間的幾何方位關(guān)系為基本依據(jù)。對(duì)線(軸線)、面可規(guī)定定向和定位公差，對(duì)點(diǎn)要素只能規(guī)定位置度公差，只有回轉(zhuǎn)零件才規(guī)定同軸度公差和跳動(dòng)公差。 形位公差項(xiàng)目的選擇形位公差項(xiàng)目的選擇 為了檢測(cè)方便，有時(shí)可將所需的公差項(xiàng)目用控制效果相同或相近的公差項(xiàng)目來(lái)代替。例如要素為一圓柱面時(shí)，圓柱度是理想的項(xiàng)目，因?yàn)樗C合控制了圓柱面的各種形狀誤差，但是由于圓柱度檢測(cè)不便，故可選用圓度、直線度幾個(gè)分項(xiàng)，或者選用徑向跳動(dòng)公差等進(jìn)行控制。又如

3、徑向圓跳動(dòng)可綜合控制圓度和同軸度誤差，而徑向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)簡(jiǎn)單易行，所以在不影響設(shè)計(jì)要求的前提下，可盡量選用徑向圓跳動(dòng)公差項(xiàng)目。同樣可近似地用端面圓跳動(dòng)代替端面對(duì)軸線的垂直度公差要求。端面全跳動(dòng)的公差帶和端面對(duì)軸線的垂直度的公差帶完全相同，可互相替代。 形位公差值的選擇 形位公差要求的高低是用公差等級(jí)數(shù)字的大小來(lái)表示的。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)14項(xiàng)形位公差特征，除線、面輪廓度及位置度未規(guī)定公差等級(jí)外，其余項(xiàng)目均有規(guī)定。一般劃分為12級(jí)，即112級(jí)，1級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低；圓度和圓柱度則最高級(jí)為0級(jí)，劃分為13級(jí)。直線度、平面度公差值 圓度、圓柱度公差值平行度、垂直度及傾斜度公差值 同軸度

4、、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)及全跳動(dòng)公差值 選用形位公差值時(shí)，應(yīng)考慮零件的功能要求，并考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)性等情況外，還應(yīng)考慮形位公差項(xiàng)目、尺寸公差及表面粗糙度之間的情況 形位公差的選擇形位公差的選擇 1形狀公差與位置公差的關(guān)系 同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值，定向公差值應(yīng)小于定位公差值。如同一平面上，平面度公差值應(yīng)小于該平面對(duì)基準(zhǔn)平面的平行度公差值。 2形位公差和尺寸公差的關(guān)系 圓柱形零件的形狀公差一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值；線對(duì)線或面對(duì)面的平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)距離的尺寸公差值。圓度、圓柱度公差值約為同級(jí)的尺寸公差的50，因而一般可按同級(jí)選取。例如：尺寸公差為IT6，則圓

5、度、圓柱度公差通常也選6級(jí)，必要時(shí)也可比尺寸公差等級(jí)高12級(jí)。 3形位公差與表面粗糙度的關(guān)系 通常表面粗糙度Ra值約占形狀公差值的20-25。 4.考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 對(duì)于剛性較差的零件(如細(xì)長(zhǎng)軸)和結(jié)構(gòu)特殊的要素(如跨距較大的軸和孔、寬度較大的零件表面)，在滿足零件功能要求的前提下，可適當(dāng)降低成1-2級(jí)選用。形位公差的選擇形位公差的選擇 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)是確定關(guān)聯(lián)要素方向和位置的依據(jù)。在選擇選擇基準(zhǔn)時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和使用要求，并考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則以及零件的結(jié)構(gòu)特征等。 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 1根據(jù)零件的功能要求及對(duì)被測(cè)要素間的幾何關(guān)系來(lái)選擇基準(zhǔn)。如軸類(lèi)零件，常以兩個(gè)軸承為支承運(yùn)轉(zhuǎn)，

6、其運(yùn)動(dòng)軸線是安裝軸承的兩軸頸的公共軸線。因此可選這兩處軸頸的公共軸線(組合基準(zhǔn))為基準(zhǔn)。 2根據(jù)裝配關(guān)系應(yīng)選零件上相互配合、相互接觸的定位要素作為各自的基準(zhǔn)。如盤(pán)、套類(lèi)零件多以其內(nèi)孔軸線徑向定位裝配或以其端面軸向定位，因此根據(jù)需要可選其軸線或端面作為基準(zhǔn)。 3從零件結(jié)構(gòu)考慮，應(yīng)選較寬大的平面、較長(zhǎng)的軸線作為基準(zhǔn)，以使定位穩(wěn)定。 4對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，一般應(yīng)選三個(gè)基準(zhǔn)面，以確定被測(cè)要素在空間的方向和位置。 5從加工檢測(cè)方面考慮，應(yīng)選擇在夾具、量具中定位的相應(yīng)要素作基準(zhǔn)，應(yīng)盡量使工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一。 公差原則的應(yīng)用公差原則的應(yīng)用 公差原則(tolerancing principle)是

7、確定和處理尺寸(線性尺寸和角度尺寸)公差和形位公差之間關(guān)系的原則，包括獨(dú)立原則和相關(guān)要求。目前, 公差原則的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T4249-1996和GB/T16671-1996。 分類(lèi)分類(lèi)獨(dú)立原則包容要求最大實(shí)體要求最小實(shí)體要求相關(guān)原則公差原則有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-體外作用尺寸 在被測(cè)要素的給定長(zhǎng)度上，與實(shí)際內(nèi)表面（孔）體外相接的最大理想面，或與實(shí)際外表面（軸）體外相接的最小理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體外作用尺寸，即通常所稱作用尺寸。有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-體外作用尺寸圖例 50-0.025-0.050BA1A2A3A4 0.012局部實(shí)際尺寸和單一要素的體外作用尺寸有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-體外作用尺寸圖例 A1A2

8、A3BG基準(zhǔn)平面9010-0.028-0.013G0.01 G關(guān)聯(lián)體外作用尺寸關(guān)聯(lián)體外作用尺寸有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-體內(nèi)作用尺寸 在被測(cè)要素的給定長(zhǎng)度上，與實(shí)際內(nèi)表面（孔）體內(nèi)相接的最小理想面，或與實(shí)際外表面（軸）體內(nèi)相接的最大理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體內(nèi)作用尺寸。有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義實(shí)體狀態(tài) 最大實(shí)體狀態(tài)（MMC）：實(shí)際要素在給定長(zhǎng)度上具有最大實(shí)體時(shí)的狀態(tài)最大實(shí)體尺寸（MMS）：實(shí)際要素在最大實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸最小實(shí)體狀態(tài)（LMC）：零件處于允許的材料量最少時(shí)的狀態(tài)最小實(shí)體尺寸（LMS）：實(shí)際要素在最小實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸200-0.03有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義最大實(shí)體邊界 n邊界：由設(shè)計(jì)給定的具有理想形狀的極

9、限包容面。n最大實(shí)體邊界：尺寸為最大實(shí)體尺寸的邊界。有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)、尺寸 在給定長(zhǎng)度上，要素處于最大實(shí)體尺寸且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時(shí)的體外作用尺寸。 孔、軸的最大實(shí)體實(shí)效尺寸與其最大實(shí)體尺寸、形位公差之間有如下關(guān)系： - MVMDDtMVMddt有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義最大實(shí)體實(shí)效邊界 n邊界：由設(shè)計(jì)給定的具有理想形狀的極限包容面。n最大實(shí)體實(shí)效邊界：尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界。有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)、尺寸 有關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義-最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)、尺寸 尺寸代號(hào) 獨(dú)立原則n定義：圖樣上給定的每一個(gè)尺寸和形狀、位置要求均是獨(dú)立的，應(yīng)分別滿足要求。n標(biāo)注：不需加注

10、任何符號(hào)。300-0.033標(biāo)注00.015獨(dú)立原則的應(yīng)用n應(yīng)用：應(yīng)用較多，在有配合要求或雖無(wú)配合要求，但有功能要求的幾何要素都可采用。適用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無(wú)聯(lián)系，保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。n測(cè)量：應(yīng)用獨(dú)立原則時(shí)，形位誤差的數(shù)值一般用通用量具測(cè)量。包容要求n定義：實(shí)際要素應(yīng)遵守最大實(shí)體邊界，其局部實(shí)際尺寸不得超過(guò)最小實(shí)體尺寸。n標(biāo)注：在單一要素尺寸極限偏差或公差帶代號(hào)之后加注符號(hào)“ E ”n應(yīng)用：適用于單一要素。主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。n邊界：最大實(shí)體邊界。n測(cè)量：可采用光滑極限量規(guī)（專(zhuān)用量具）包容要求標(biāo)注包容要求標(biāo)注 300

11、-0.03330h7 EE包容要求應(yīng)用舉例包容要求應(yīng)用舉例 n如圖所示，圓柱表面遵守包容要求。n圓柱表面必須在最大實(shí)體邊界內(nèi)。該邊界的尺寸為最大實(shí)體尺寸20mm，n其局部實(shí)際尺寸在 19.97mm20mm內(nèi)。200-0.03EDa/mm0 20（dM）19.97-0.030.03 0.02-0.02直線度/mm 最大實(shí)體要求n定義：控制被測(cè)要素的實(shí)際輪廓處于其最大實(shí)體實(shí)效邊界之內(nèi)的一種公差要求。當(dāng)其實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，允許其形位誤差值超出其給出的公差值，即形位誤差值能得到補(bǔ)償。n標(biāo)注：應(yīng)用于被測(cè)要素時(shí)，在被測(cè)要素形位公差框格中的公差值后標(biāo)注符號(hào)“ M ”；應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí)，應(yīng)在形位公差

12、框格內(nèi)的基準(zhǔn)字母代號(hào)后標(biāo)注符號(hào)“ M ”。最大實(shí)體要求的應(yīng)用 n應(yīng)用：適用于中心要素。主要用于只要求可裝配性的零件，能充分利用圖樣上給出的公差，提高零件的合格率。n邊界：最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測(cè)要素，被測(cè)要素遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界。即：體外作用尺寸不得超出最大實(shí)體實(shí)效尺寸，其局部實(shí)際尺寸不得超出最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸。n最大實(shí)體實(shí)效尺寸：MMVS=MMSt t被測(cè)要素的形位公差，“+”號(hào)用于軸，“-”號(hào)用于孔。最大實(shí)體要求應(yīng)用舉例最大實(shí)體要求應(yīng)用舉例如圖所示，該軸應(yīng)滿足下列要求：n實(shí)際尺寸在19.7mm20mm之內(nèi)；n實(shí)際輪廓不超出最大實(shí)體實(shí)效邊界，即其體外作用尺寸不大于最大實(shí)體實(shí)效尺寸dMM

13、VS=dMMS+t=20+0.1=20.1mmn當(dāng)該軸處于最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線直線度誤差允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的直線度公差值（0.1mm）與軸的尺寸公差(0.3mm)之和 0.4mm。20 0-0.30.1 MDa/mm19.7 20（dMMS） 20.1(dMMVS)0.10.4-0.3-0.20.3直線度/mm 最大實(shí)體要求應(yīng)用實(shí)例最大實(shí)體要求應(yīng)用實(shí)例如圖所示，被測(cè)軸應(yīng)滿足下列要求：n實(shí)際尺寸在11.95mm12mm之內(nèi)；n實(shí)際輪廓不得超出關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效邊界，即關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不大于關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效尺寸dMMVS=dMMS+t=12+0.04=12.04mmn當(dāng)被測(cè)軸處在最小實(shí)

14、體狀態(tài)時(shí)，其軸線對(duì)A基準(zhǔn)軸線的同軸度誤差允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的同軸度公差（ 0.04 ）與軸的尺寸公差（0.05）之和（ 0.09 ）。12 -0. 0525 -0.05 0.04 M A 0包容要求與最大實(shí)體要求的區(qū)別包容要求與最大實(shí)體要求的區(qū)別 包容要求包容要求最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求公差原則含義公差原則含義 dm dMMS=dmax da dLMS=dmin DmDMMS=Dmin DaDLMS=Dmax邊界尺寸為最大實(shí)體尺寸邊界尺寸為最大實(shí)體尺寸MMS(dmax，Dmin) dmdMMVS=dMMS+t形位形位 dmindadmax DmDMMVS=DMMS-t形位形位 Dm

15、inDaDmax邊界尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸邊界尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸 MMVSMMSt標(biāo)注標(biāo)注單一要素單一要素在尺寸公差帶后加注 E用于被測(cè)要素用于被測(cè)要素時(shí)時(shí)在形位公差框格第二格公差值后加 M用于基準(zhǔn)要素用于基準(zhǔn)要素時(shí)時(shí)在形位公差框格相應(yīng)的基準(zhǔn)要素后加 M主要用途主要用途用于保證配合性質(zhì)用于保證零件的可裝配性軸軸孔孔公差原則或公差要求的選擇公差原則或公差要求的選擇 獨(dú)立原則 獨(dú)立原則是處理形位公差和尺寸公差關(guān)系的基本原則以下三種情況采用獨(dú)立原則： 1.尺寸精度和形位精度均有較嚴(yán)格的要求且需要分別滿足，或者二者要求相差較大例如：為了保證與軸承內(nèi)圈的配合性質(zhì)，對(duì)減速器中的輸出軸上與軸承相配合的軸頸分別提出尺寸精度和圓柱度要求；打印機(jī)、印刷機(jī)的滾筒，其圓柱度要求較高，而尺寸精度要求較低，應(yīng)分別提出要求。 2.有特殊