機械精度設計形位公差

1、形位公差重慶大學機械工程學院 張偉1二、形狀和位置公差二、形狀和位置公差形位公差的要素形位公差的要素定義：構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面。v分類：（一）按結(jié)構(gòu)特征分： 輪廓要素、中心要素；（二）按存在狀態(tài)分： 實際要素、理想要素；（三）按所處地位分： 被測要素、基準要素；（四）按功能關系分： 單一要素、關聯(lián)要素。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉21. 形位公差的項目及符號形位公差的項目及符號(表表4-1)形位公差重慶大學機械工程學院 張偉32.形位公差的標注形位公差的標注v以公差框格的形式標注（兩格或多格） 0.05 A公差特征符號 公差值 基準 指引線(從表4-1中選) (以mm為單位) (

2、由基準字母表示) (指向被測要素)注意注意:公差值公差值 如果公差帶為圓形或圓柱形，公差值前加注，如果是球形，加注?；鶞驶鶞?單一基準用大寫表示；公共基準由橫線隔開的兩個大寫字母表示；如果是多基準，則按基準的優(yōu)先次序從左到右分別置于各格。指引線指引線 用細實線表示。從框格的左端或右端垂直引出，指向被測要素。指引線的方向必須是公差帶的寬度方向。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉4形位公差標注v重要提示：指引線指向被測要素時，要注意區(qū)分輪廓要素和中心要素?；鶞史栍脦A的大寫字母以細實線與粗的短實線相連，基準要素也要注意區(qū)分輪廓要素和中心要素。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉53.3.形位公差

3、形位公差v形狀公差形狀公差v單一要素對其理想要素允許的變動量。其公差帶只有大小和形狀，無方向和位置的限制。v直線度、平面度、圓度、圓柱度直線度公差直線度公差v直線度公差用于控制直線和軸線的形狀誤差，根據(jù)零件的功能要求，直線度可以分為在給定平面內(nèi)，在給定方向上和在任意方向上三種情況。v在給定平面內(nèi)的直線度在給定平面內(nèi)的直線度v在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度 v任意方向上的直線度任意方向上的直線度形位公差重慶大學機械工程學院 張偉6 在給定平面內(nèi)的直線度在給定平面內(nèi)的直線度v其公差帶是距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域。如圖所示，圓柱表面上任一素線必須位于軸向平面內(nèi)，且距離為公差值0.

4、02mm的兩平行直線之間。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉7在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度v當給定一個方向時，公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域；當給定互相垂直的兩個方向時，公差帶是兩對給定方向上距離分別為公差值t1和t2的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖是一個方向的示例，棱線必須位于箭頭所指方向距離為公差值0.02mm的兩平行平面內(nèi)。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉8在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度v如圖是兩個方向的示例，棱線必須位于水平方向距離為公差值0.02mm，垂直方向距離為公差值0.1mm的兩對平行平面之內(nèi)。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉9任意方向上

5、的直線度任意方向上的直線度 v其公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示，d圓柱體的軸線必須位于直徑為公差值0.04mm的圓柱體，標準規(guī)定，形位公差值前加注“”，表示其公差帶為一圓柱體。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉10平面度平面度 v平面度公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖所示，表面必須位于距離為公差值0.1mm的兩平行平面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉11圓度圓度 v圓度公差帶是垂直于軸線的任一正截面上半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。如圖所示，在垂直于軸線的任一正截面上，實際輪廓線必須位于半徑差為公差值0.02mm的兩同心圓內(nèi)。 形位公差重慶大學

6、機械工程學院 張偉12圓柱度圓柱度 v圓柱度公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。如圖所示，實際圓柱表面必須位于半徑差為公差值0.05mm的兩同軸圓柱面之間。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉132）形狀或位置公差v線輪廓度和面輪廓度有兩種情況：無基準要求的和有基準要求的。故其公差帶有大小和形狀要求外，位置可能固定，也可能浮動。v無基準要求時，理想輪廓線（面）用尺寸并加注公差來控制，這時理想輪廓線（面）的位置是不定的（形狀公差），有基準要求的理想輪廓線（面）用理論正確尺寸并加注基準來控制，這時理想輪廓線（面）的位置是唯一的，不能移動。（位置公差）形位公差重慶大學機械工程學院 張偉1

7、4線輪廓度線輪廓度 v線輪廓度公差帶是包絡一系列直徑為公差值t的圓的兩包絡線之間的區(qū)域，諸圓的圓心應位于理想輪廓線上。如圖所示。v無基準的理想輪廓線用尺寸并加注公差來控制，其位置是不定的；有基準的理想輪廓線用理論正確尺寸加注基準來控制，其位置是唯一的。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉15面輪廓度面輪廓度 v面輪廓度公差帶是包絡一系列直徑為公差值t的球的兩包絡面之間的區(qū)域，諸球的球心應位于理想輪廓面上。如圖所示。v面輪廓度也分無基準要求的面輪廓度公差、有基準要求的面輪廓度公差。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉163）位置公差）位置公差 定向公差定向公差 1、平行度 2、垂直度 3、傾斜度 定

8、位公差定位公差 1、同軸度 2、對稱度 3、位置度跳動公差跳動公差 1、圓跳動公差 2、全跳動公差形位公差重慶大學機械工程學院 張偉17定向公差定向公差v關聯(lián)被測要素對基準要素在規(guī)定方向上允許的變動量，v特點：定向公差相對于基準有確定的方向，公差帶的位置可以浮動；定向公差具有綜合控制被測要素的方向和形狀的職能。v分為：平行度、垂直度和傾斜度。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉18 平行度（一）平行度（一）v當兩要素要求互相平行時，用平行度公差來控制被測要素對基準的方向誤差。當給定一個方向上的平行度要求時，平行度公差帶是距離為公差值t，且平行于基準平面（或直線或軸線）的兩平行平面（或軸線）之間的

9、區(qū)域。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉19平行度平行度 （二）v當給定互相垂直的兩個方向時，平行度公差帶是兩對互相垂直的距離分別為t1和t2且平行于基準直線的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖所示，d孔軸線必須位于公差值為0.1mm和0.2mm且平行于基準軸線的兩對平行平面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉20平行度（三）v當給定任意方向時，平行度公差帶是直徑為公差值t且平行于基準軸線的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示，d孔軸線必須位 于 直 徑 公 差 值 0.1mm，且平行于基準軸線的圓柱面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉21垂直度（一）垂直度（一） v當兩要素互相垂直時，用垂直度公差來控制被

10、測要素對基準的方向誤差。當給定一個方向上的垂直度要求時，垂直度公差帶是距離為公差值t，且垂直于基準平面（或直徑、軸線）的兩平行平面（或直線）之間的區(qū)域。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉22垂直度（二）v當給定任意方向時，平行度公差帶是直徑為公差值t，且垂直于基準平面的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示, d孔軸線必須 位 于 直 徑 公 差 值 0.05mm，且平行于基準平面的圓柱面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉23傾斜度傾斜度 （一）v當兩要素在090之間的某一角度時，用傾斜度要求時，傾斜度公差帶是距離為公差值t，且與基準平面(或直線、軸線)成理論正確角度的兩平行平面(或直線) 之間的區(qū)域

11、。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉24傾斜度（二）v當給定任意方向時，傾斜度公差帶是直徑為公差值t，且與基準平面成理論正確角度的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示，D孔軸線必須位于直徑公差值0.05mm，且與A基準平面成45角，平行于B基準平面的圓柱面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉25定位公差定位公差v關聯(lián)實際要素對基準在位置上所允許的變動量。v定位公差帶具有確定的位置，相對于基準的尺寸為理論正確尺寸；定位公差帶具有綜合控制被測要素位置、方向和形狀的功能。v分為：位置度、同軸度和對稱度。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉26同軸度同軸度 v同軸度用于控制軸類零件的被測軸線對基準軸線的同軸度誤

12、差。v同軸度公差帶是直徑為公差值t，且與基準軸線同軸的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示。d孔軸線必須位于直徑為公差值0.1mm，且與基準軸線同軸的圓柱面內(nèi)。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉27對稱度對稱度 v對稱度用于控制被測要素中心平面（或軸線）對基準中心平面（或軸線）的共面（或共線）性誤差。v如圖所示，其公差帶為距離為公差值0.1且相對基準的中心平面對稱配置的兩平行平面之間的區(qū)域。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉28位置度位置度 v位置度用于控制被測要素（點、線、面）對基準的位置誤差。位置度多用于控制孔的軸線在任意方向的位置誤差。這時，孔軸線的位置度公差帶是直徑為公差值t，且軸線在理想位置的圓

13、柱面內(nèi)的區(qū)域。 形位公差重慶大學機械工程學院 張偉29位置度v位置度常用于控制孔組的位置誤差。對零件上的一組孔的位置的精度要求通?？梢苑譃閮蓚€方面：組內(nèi)各孔間的位置精度和孔組相對于基準面的位置精度。當兩者要求不同時，可采用復合位置度來明確對孔組的位置要求。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉30跳動公差v跳動公差用來控制跳動，是以特定的檢測方式為依據(jù)的公差項目。跳動公差包括圓跳動公差和全跳動公差。v是關聯(lián)實際要素繞基準軸線回轉(zhuǎn)一周或幾周時所允許的最大跳動量。v跳動公差帶相對于基準軸線有確定的位置；可以綜合控制被測要素的位置、方向和形狀。v圓跳動 全跳動 1.徑向圓跳動 2.端面圓跳動 1.徑向全

14、跳動 3.斜向圓跳動 2.端面全跳動形位公差重慶大學機械工程學院 張偉31徑向圓跳動v徑向圓跳動 公差帶是在垂直于基準軸線的任一測量平面內(nèi)半徑差為公差值t，且圓心在基準軸線上的兩同心圓。如圖所示，d圓柱面繞基準軸線作無軸向移動回轉(zhuǎn)時，在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動量不得大于公差值0.05mm。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉32端面圓跳動v端面圓跳動公差帶是在與基準軸線同軸的任一直徑的測量圓柱面上，沿母線方向?qū)挾葹楣钪祎的圓柱面區(qū)域。如圖所示。當零件繞基準軸線作無軸向移動回轉(zhuǎn)時，左端面上任一測量直徑處的軸向跳動量均不得大于公差值0.05mm。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉33斜向圓跳動v斜

15、向圓跳動公差帶是在與基準主軸線同軸的任一測量圓錐面上，沿母線方向?qū)挾葹楣钪祎的圓錐面區(qū)域，如圖所示，除特殊規(guī)定外，其測量方向是被測面的法線方向。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉34全跳動v全跳動分為徑向全跳動公差和端面全跳動公差。v徑向全跳動的公差帶與圓柱度公差帶的形狀是相同的，但前者的軸線與基準軸線同軸，后者的軸線是浮動的，隨圓柱度誤差形狀而定。v端面全跳動的公差帶與端面對軸線的垂直度公差帶是相同的，因此兩者控制位置誤差的效果也是一樣的。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉35徑向全跳動v徑向全跳動的公差帶是半徑差為公差值t，且與基準軸線同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。如圖所示d圓柱面繞基準軸線

16、作無軸向移動的連續(xù)回轉(zhuǎn)，同時，指示表作平行于基準軸線的直線移動，在整個測量過程中，指示表的最大讀數(shù)差不得大于公差值0.05mm。徑向全跳動是被測圓柱面的圓柱度誤差和同軸度誤差的綜合反映。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉36端面全跳動v端面全跳動的公差帶是距離為公差值t，且與基準軸線垂直的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖所示，端面繞基準軸線作無軸向移動的連續(xù)回轉(zhuǎn)，同時，指示表作垂直于基準軸線的直線移動，在整個測量過程，指示表的最大讀數(shù)差不得大于公差值0.05mm。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉371) 與理想要素比較原則與理想要素比較原則將被測要素與理想要素相比較，量值由直接法或間接法獲得。將被

17、測要素與理想要素相比較，量值由直接法或間接法獲得。應用最廣泛的方法，理想要素可用不同的方法獲得，如用刀口應用最廣泛的方法，理想要素可用不同的方法獲得，如用刀口尺的刃口，平尺的工作面，平臺和平板的工作面以及樣板的輪尺的刃口，平尺的工作面，平臺和平板的工作面以及樣板的輪廓面等實物體現(xiàn)，也可用運動軌跡來體現(xiàn)，如：精密回轉(zhuǎn)軸上廓面等實物體現(xiàn)，也可用運動軌跡來體現(xiàn)，如：精密回轉(zhuǎn)軸上的一個點（測頭）在回轉(zhuǎn)中所形成的軌跡（即產(chǎn)生的理想圓）的一個點（測頭）在回轉(zhuǎn)中所形成的軌跡（即產(chǎn)生的理想圓）為理想要素，還可用束光、水平面（線）等體現(xiàn)。為理想要素，還可用束光、水平面（線）等體現(xiàn)。2)測量坐標值原則測量坐標值原

18、則測量被測實際要素的坐標值，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得形位誤差值。測量被測實際要素的坐標值，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得形位誤差值。幾何要素的特征總是可以在坐標中反映出來，用坐標測量裝置幾何要素的特征總是可以在坐標中反映出來，用坐標測量裝置（如三坐標測量儀、工具顯微鏡）測得被測要素上各測點的坐（如三坐標測量儀、工具顯微鏡）測得被測要素上各測點的坐標值后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理就可獲得形位誤差值。該原則對輪廓度、標值后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理就可獲得形位誤差值。該原則對輪廓度、位置度測量應用更為廣泛。如圖所示，用測量坐標值原則測量位置度測量應用更為廣泛。如圖所示，用測量坐標值原則測量位置度誤差。位置度誤差。形位公差重慶大學機械工程學院 張偉38測量被測實際要素具有代表性的參數(shù)表示形位誤差值。測量被測實際要素具有代表性的參數(shù)表示形位誤差值。用該原則所得到的形位誤差值與按定義確定的形位誤差值相比，只是一個用該