互換性與測(cè)量技術(shù)03-幾何公差及檢測(cè)(康)

1、第三章第三章定向、定位、跳動(dòng)定向、定位、跳動(dòng) （獨(dú)立原則、（獨(dú)立原則、相關(guān)原則相關(guān)原則）幾何誤差的由來(lái)：幾何誤差的由來(lái)：機(jī)床機(jī)床-夾具夾具-刀具、加工力、熱刀具、加工力、熱變形、振動(dòng)、變形、振動(dòng)、 磨損等。磨損等。 要素要素-構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面 組成要素組成要素（輪廓）（輪廓） 導(dǎo)出要素導(dǎo)出要素（中心）（中心） 單一要素單一要素（形狀）（形狀） 關(guān)聯(lián)要素關(guān)聯(lián)要素（位置）（位置）形狀公差形狀公差-單一單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)量，用形狀公差帶表達(dá)。實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)量，用形狀公差帶表達(dá)。位置公差位置公差-關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置相對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)

2、量。實(shí)際要素的位置相對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)量。注意基準(zhǔn)標(biāo)注形式的變化注意基準(zhǔn)標(biāo)注形式的變化6 種形狀公差l直線度直線度l平面度平面度l圓度圓度l圓柱度圓柱度l線輪廓度線輪廓度l面輪廓度面輪廓度6 0.01 0.01 0.01（+） 0.03（-） 100 : 0.01 0.02 0.03 0.04 0.02認(rèn)識(shí)符號(hào)認(rèn)識(shí)符號(hào)直線度公差直線度公差（控制直線、軸線控制直線、軸線）1、在給定平面內(nèi)、在給定平面內(nèi)2、在給定方向上、在給定方向上3、在任意方向上、在任意方向上平面度公差平面度公差（厚度為厚度為 t 的的“小薄板小薄板”）注意：注意：如果圖樣上標(biāo)注的形位公差有如果圖樣上標(biāo)注的形位公差有附加說(shuō)明，則

3、表示被測(cè)要素任一給定附加說(shuō)明，則表示被測(cè)要素任一給定范圍的要求。范圍的要求。圓度公差圓度公差（寬度為寬度為 t 的的“小圓環(huán)小圓環(huán)”）圓柱度公差圓柱度公差（厚度為厚度為 t 的的“薄壁筒薄壁筒”）1、垂直于軸線的任意正截面上、垂直于軸線的任意正截面上2、圓柱度控制圓柱形、圓錐形等、圓柱度控制圓柱形、圓錐形等 它它綜合控制綜合控制圓柱面的圓柱面的縱橫截面縱橫截面輪廓度公差輪廓度公差線輪廓度線輪廓度“理論正確尺寸理論正確尺寸”表達(dá)設(shè)計(jì)的理想表達(dá)設(shè)計(jì)的理想要求，不帶公差要求，不帶公差R25R1022既控制輪廓形狀既控制輪廓形狀 又控制位置又控制位置輪廓度公差輪廓度公差面輪廓度面輪廓度（厚度為（厚度為

4、 t t 的的 “薄壁殼兒薄壁殼兒” ） 當(dāng)被測(cè)輪廓面對(duì)基準(zhǔn)有位置要求的時(shí)候當(dāng)被測(cè)輪廓面對(duì)基準(zhǔn)有位置要求的時(shí)候標(biāo)注方法與線輪廓度相同。標(biāo)注方法與線輪廓度相同。R8 種位置公差8 認(rèn)識(shí)符號(hào)認(rèn)識(shí)符號(hào) 0.03 A / 0.05 A / 0.05 A 0.03 A 0.1 A 0.1 A B定向公差定向公差平行度平行度垂直度垂直度傾斜度傾斜度 0.03 A B 0.1 A 0.1 A B C定位公差定位公差同軸度同軸度對(duì)稱度對(duì)稱度位置度位置度 0.03 A B 0.03 A 0.05 A B 0.05 A 跳動(dòng)公差跳動(dòng)公差圓跳動(dòng)圓跳動(dòng)全跳動(dòng)全跳動(dòng)1 1平行度公差平行度公差2 2垂直度公差垂直度公差3

5、 3傾斜度公差傾斜度公差4 4同軸度公差同軸度公差5 5對(duì)稱度公差對(duì)稱度公差A(yù)B 0.03 A BAB 公共基準(zhǔn)軸線公共基準(zhǔn)軸線 0.03 0.1 A基準(zhǔn)中心面基準(zhǔn)中心面0.1A6 6位置度公差位置度公差 位置度通常用于控制孔組位置度通常用于控制孔組各孔軸線的位置誤差。位置精各孔軸線的位置誤差。位置精度要求有兩個(gè)方面：度要求有兩個(gè)方面：1、各孔之間相互位置精度；、各孔之間相互位置精度；2、孔組相對(duì)于基準(zhǔn)面的精度。、孔組相對(duì)于基準(zhǔn)面的精度。P7 7圓跳動(dòng)公差圓跳動(dòng)公差 跳動(dòng)公差的檢測(cè)方式是特定的，簡(jiǎn)單而實(shí)用，并具有綜合控跳動(dòng)公差的檢測(cè)方式是特定的，簡(jiǎn)單而實(shí)用，并具有綜合控制功能，能綜合反映某些形

6、位誤差，應(yīng)用廣泛。制功能，能綜合反映某些形位誤差，應(yīng)用廣泛。比較：比較：端面圓跳動(dòng)端面圓跳動(dòng)公差與端面相對(duì)于基準(zhǔn)軸線的公差與端面相對(duì)于基準(zhǔn)軸線的垂直度垂直度公差公差徑向徑向端面端面8 8全跳動(dòng)公差全跳動(dòng)公差 徑向全跳動(dòng)徑向全跳動(dòng)公差帶與公差帶與圓柱度圓柱度的公差帶形狀相同，但是前者的軸線與的公差帶形狀相同，但是前者的軸線與基準(zhǔn)軸線同軸，而后者軸線是浮動(dòng)的，隨著誤差形狀而定。徑向全跳動(dòng)基準(zhǔn)軸線同軸，而后者軸線是浮動(dòng)的，隨著誤差形狀而定。徑向全跳動(dòng)是被測(cè)圓柱面的是被測(cè)圓柱面的圓柱度圓柱度和和同軸度同軸度誤差的綜合反映。誤差的綜合反映。 端面全跳動(dòng)端面全跳動(dòng)公差帶公差帶 等同于等同于 端面對(duì)軸線的端

7、面對(duì)軸線的垂直公差帶垂直公差帶公公 差差 原原 則則 基基 本本 術(shù)術(shù) 語(yǔ)語(yǔ) 作用尺寸作用尺寸 最大實(shí)體實(shí)效邊界與最大實(shí)體實(shí)效尺寸最大實(shí)體實(shí)效邊界與最大實(shí)體實(shí)效尺寸 最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)與最小實(shí)體實(shí)效尺寸最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)與最小實(shí)體實(shí)效尺寸 理想邊界理想邊界公公 差差 原原 則則公差原則公差原則 - 確定形位公差與尺寸公差之間的相互關(guān)系確定形位公差與尺寸公差之間的相互關(guān)系獨(dú)立原則：獨(dú)立原則：圖樣上給定的形位公差與尺寸公差沒(méi)有關(guān)系，各自滿足要求。圖樣上給定的形位公差與尺寸公差沒(méi)有關(guān)系，各自滿足要求。相關(guān)原則：相關(guān)原則：根據(jù)被測(cè)要素遵守的根據(jù)被測(cè)要素遵守的理想邊界理想邊界的不同分為以下幾種的不同分為以下

8、幾種1）包包 容容 要要 求求2）最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求3）最小實(shí)體要求最小實(shí)體要求4）可可 逆逆 要要 求求EMLR用于有配合要求，并且其極限間隙或過(guò)用于有配合要求，并且其極限間隙或過(guò)盈必須嚴(yán)格得到保證的場(chǎng)合。盈必須嚴(yán)格得到保證的場(chǎng)合。僅用于中心要素僅用于中心要素。采用最大實(shí)體要求的。采用最大實(shí)體要求的目的是保證裝配互換。目的是保證裝配互換。僅用于中心要素僅用于中心要素。采用最小實(shí)體要求的。采用最小實(shí)體要求的目的是保證零件的最小璧厚和設(shè)計(jì)強(qiáng)度目的是保證零件的最小璧厚和設(shè)計(jì)強(qiáng)度用于最大實(shí)體要求用于最大實(shí)體要求，對(duì)尺寸公差和配合，對(duì)尺寸公差和配合無(wú)嚴(yán)格要求，僅要求保證裝配互換場(chǎng)合無(wú)嚴(yán)格要求，僅

9、要求保證裝配互換場(chǎng)合公公 差差 原原 則則獨(dú)立原則獨(dú)立原則 - 形位公差與尺寸公差之間的沒(méi)有關(guān)系形位公差與尺寸公差之間的沒(méi)有關(guān)系公公 差差 原原 則則包容要求包容要求 - 要求實(shí)際要素遵守要求實(shí)際要素遵守（不超出）（不超出）最大實(shí)體邊界最大實(shí)體邊界 注意：注意：包容要求僅用于形狀公差包容要求僅用于形狀公差。當(dāng)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)在被測(cè)要。當(dāng)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)在被測(cè)要素的尺寸極限偏差處或在公差帶的代號(hào)后面加注符號(hào)素的尺寸極限偏差處或在公差帶的代號(hào)后面加注符號(hào) “ ”E最大實(shí)體邊界最大實(shí)體邊界：最大實(shí)體最大實(shí)體尺寸形成的有正確幾何形尺寸形成的有正確幾何形狀的理想包容面狀的理想包容面實(shí)際輪廓在包容面之內(nèi)，實(shí)際輪廓在包

10、容面之內(nèi)，局部不超最小實(shí)體尺寸。局部不超最小實(shí)體尺寸。E最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下所具有的下所具有的邊界尺寸邊界尺寸：對(duì)于孔：對(duì)于孔： DMV = DM t 最小孔再小一圈最小孔再小一圈 t對(duì)于軸：對(duì)于軸： dMV = dM + t 最大軸再大一圈最大軸再大一圈 t公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求 - 要求實(shí)際要素遵守要求實(shí)際要素遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界最大實(shí)體實(shí)效邊界最大實(shí)體實(shí)效尺寸最大實(shí)體實(shí)效尺寸形成的有正確幾何形狀的理想包容面形成的有正確幾何形狀的理想包容面M注意：注意：箭頭位箭頭位置和符號(hào)位置置和符號(hào)位置公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求的應(yīng)用舉例：的應(yīng)用

11、舉例：1、應(yīng)用于被測(cè)要素、應(yīng)用于被測(cè)要素1）軸的實(shí)際輪廓須在尺寸為）軸的實(shí)際輪廓須在尺寸為 20.1（dMV）最大實(shí)體實(shí)效邊界內(nèi)；最大實(shí)體實(shí)效邊界內(nèi)；2）局部尺寸須）局部尺寸須在在 20 與與 19.8 之間；之間；3）因?yàn)檩S線的直線度公差）因?yàn)檩S線的直線度公差 0.1 是被測(cè)軸處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)給定的，是被測(cè)軸處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)給定的， 故，當(dāng)實(shí)際軸偏離了故，當(dāng)實(shí)際軸偏離了MMC時(shí)，軸線的直線度公差就獲得了額外的時(shí)，軸線的直線度公差就獲得了額外的 補(bǔ)償，最大補(bǔ)償量為補(bǔ)償，最大補(bǔ)償量為 0.2（尺寸公差）（尺寸公差）允許的最大直線度誤差允許的最大直線度誤差 0.3。P. 96軸線的直線度為被測(cè)

12、要素軸線的直線度為被測(cè)要素M公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求的應(yīng)用舉例：的應(yīng)用舉例：2、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素 被測(cè)軸和基準(zhǔn)軸都應(yīng)用最大實(shí)體要求，被測(cè)軸遵守最大實(shí)體實(shí)被測(cè)軸和基準(zhǔn)軸都應(yīng)用最大實(shí)體要求，被測(cè)軸遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界效邊界 12.04（dMV） ；而基準(zhǔn)軸遵守最大實(shí)體邊界；而基準(zhǔn)軸遵守最大實(shí)體邊界 25（dM）。）。P. 97大直徑軸線為大直徑軸線為基準(zhǔn)基準(zhǔn)，小直徑軸線同軸度為，小直徑軸線同軸度為被測(cè)要素被測(cè)要素M被測(cè)要素被測(cè)要素應(yīng)用最大實(shí)體要求應(yīng)用最大實(shí)體要求基準(zhǔn)要素基準(zhǔn)要素也用最大實(shí)體要求也用最大實(shí)體要求公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求的應(yīng)用舉

13、例：的應(yīng)用舉例：2、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素P. 91M 1）當(dāng)被測(cè)軸和基準(zhǔn)軸都為最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，）當(dāng)被測(cè)軸和基準(zhǔn)軸都為最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)， 其同軸度的公差其同軸度的公差為為 0.04 ，也就是圖上的給定值。，也就是圖上的給定值。公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求的應(yīng)用舉例：的應(yīng)用舉例：2、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素P. 97M 2）當(dāng)基準(zhǔn)軸為）當(dāng)基準(zhǔn)軸為最大實(shí)體狀態(tài)，而被最大實(shí)體狀態(tài)，而被測(cè)軸為最小實(shí)體狀態(tài)測(cè)軸為最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其同軸度的允許時(shí)，其同軸度的允許誤差可達(dá)誤差可達(dá) 0.09 。 當(dāng)基準(zhǔn)軸為最大實(shí)體狀態(tài)，而被測(cè)軸為最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，被測(cè)軸當(dāng)基準(zhǔn)軸為最大實(shí)體狀態(tài)，而被

14、測(cè)軸為最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，被測(cè)軸實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體狀態(tài)的偏離量為其尺寸公差實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體狀態(tài)的偏離量為其尺寸公差 0.05 ，該偏離量該偏離量可以補(bǔ)償給同軸度誤差，此時(shí)同軸度的誤差允許量達(dá)到可以補(bǔ)償給同軸度誤差，此時(shí)同軸度的誤差允許量達(dá)到 0.04 + 0.05 。公公 差差 原原 則則最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求的應(yīng)用舉例：的應(yīng)用舉例：2、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素、應(yīng)用于基準(zhǔn)要素P. 97M 3）當(dāng)基準(zhǔn)軸和被測(cè)軸）當(dāng)基準(zhǔn)軸和被測(cè)軸都為最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，都為最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)， 被被測(cè)軸同軸度的允許誤差可測(cè)軸同軸度的允許誤差可達(dá)達(dá) 0.12 。 基準(zhǔn)軸實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體狀態(tài)，因而基準(zhǔn)軸線可以有其尺寸基準(zhǔn)軸實(shí)

15、際尺寸偏離最大實(shí)體狀態(tài)，因而基準(zhǔn)軸線可以有其尺寸公差公差 0.03大小的浮動(dòng)量；同時(shí)，被測(cè)軸也有其尺寸公差大小大小的浮動(dòng)量；同時(shí)，被測(cè)軸也有其尺寸公差大小 0.05的的偏離量。該偏離量和浮動(dòng)量都可以補(bǔ)償給同軸度誤差，此時(shí)同軸度的偏離量。該偏離量和浮動(dòng)量都可以補(bǔ)償給同軸度誤差，此時(shí)同軸度的誤差允許量達(dá)到誤差允許量達(dá)到 0.04 + 0.05 + 0.03 。 最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下所具有的下所具有的邊界尺寸邊界尺寸：對(duì)于孔：對(duì)于孔： DLV = DL + t 最大孔再大一圈最大孔再大一圈 t對(duì)于軸：對(duì)于軸： dLV = dL - t 最小軸再小一圈最小軸再小一圈 t公公 差差 原原

16、則則最小實(shí)體要求最小實(shí)體要求 - 要求實(shí)際要素遵守要求實(shí)際要素遵守最小實(shí)體實(shí)效邊界最小實(shí)體實(shí)效邊界最小實(shí)體實(shí)效尺寸最小實(shí)體實(shí)效尺寸形成的有正確幾何形狀的理想包容面形成的有正確幾何形狀的理想包容面L公公 差差 原原 則則可逆要求可逆要求 ： 一種反補(bǔ)償要求，形位誤差補(bǔ)給尺寸誤差一種反補(bǔ)償要求，形位誤差補(bǔ)給尺寸誤差可逆要求很少用于最小實(shí)體要求可逆要求很少用于最小實(shí)體要求 ！R形形 位位 公公 差差 的的 選選 擇擇各種形位公差分為各種形位公差分為 112 級(jí)，圓度和圓柱度增級(jí)，圓度和圓柱度增 0 0 級(jí)。級(jí)。按類比法應(yīng)考慮：按類比法應(yīng)考慮： 同要素形狀公差值應(yīng)小于位置公差。同要素形狀公差值應(yīng)小于位

17、置公差。 圓柱零件形狀公差應(yīng)小于尺寸公差。圓柱零件形狀公差應(yīng)小于尺寸公差。 平行度公差值應(yīng)小于兩者間距離公差。平行度公差值應(yīng)小于兩者間距離公差。 根據(jù)加工等因素在滿足功能條件下適當(dāng)降低根據(jù)加工等因素在滿足功能條件下適當(dāng)降低 12 級(jí)。級(jí)。 孔相對(duì)于軸孔相對(duì)于軸 細(xì)長(zhǎng)比較大的孔和軸細(xì)長(zhǎng)比較大的孔和軸 距離較大的軸和孔距離較大的軸和孔 寬度較大的零件表面寬度較大的零件表面 線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的平行度線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的平行度 線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的垂直度線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的垂直度形形 位位 誤誤 差差 的的 檢檢 測(cè)測(cè)形位誤差及其評(píng)定之形位誤差及其評(píng)定之 形狀誤差形狀

18、誤差 “最小條件最小條件” 評(píng)判準(zhǔn)評(píng)判準(zhǔn)則則“最小條件最小條件” 可分為兩種情況：可分為兩種情況：1、輪廓要素、輪廓要素（線輪廓和面輪廓除外）（線輪廓和面輪廓除外） “最小條件最小條件”就是：理想要素位于位于零件實(shí)體之外與實(shí)際要素相接觸，就是：理想要素位于位于零件實(shí)體之外與實(shí)際要素相接觸，并使得被測(cè)要素對(duì)理想要素的最大變動(dòng)量為最小。并使得被測(cè)要素對(duì)理想要素的最大變動(dòng)量為最小。2、中心要素、中心要素 “最小條件最小條件”就是：理想要素應(yīng)穿過(guò)實(shí)際中心要素，并使得實(shí)際中心要素就是：理想要素應(yīng)穿過(guò)實(shí)際中心要素，并使得實(shí)際中心要素對(duì)理想要素的最大變動(dòng)量為最小。對(duì)理想要素的最大變動(dòng)量為最小。形形 位位 誤

19、誤 差差 的的 檢檢 測(cè)測(cè)形位誤差及其評(píng)定之形位誤差及其評(píng)定之 形狀誤差形狀誤差 “最小包容區(qū)域最小包容區(qū)域” 表示表示形狀誤差的值用形狀誤差的值用“最小包容區(qū)域最小包容區(qū)域” 的寬度或直徑表示。的寬度或直徑表示。 “最小包容區(qū)域最小包容區(qū)域”就是：包容被測(cè)實(shí)際要素，并具有最小寬度或直徑的區(qū)域就是：包容被測(cè)實(shí)際要素，并具有最小寬度或直徑的區(qū)域。 “最小包容區(qū)域最小包容區(qū)域”的形狀和形狀公差帶相同，但是它的大小、方向的形狀和形狀公差帶相同，但是它的大小、方向及位置是隨著實(shí)際要素的實(shí)際情況而定。及位置是隨著實(shí)際要素的實(shí)際情況而定。（最小區(qū)域法是最嚴(yán)格的評(píng)定法最小區(qū)域法是最嚴(yán)格的評(píng)定法）形形 位位 誤誤 差差 的的 檢檢 測(cè)測(cè)形位誤差及其評(píng)定之形位誤差及其評(píng)定之 位置誤差位置誤差的的 “最小包容區(qū)域最小包容區(qū)域”1、定向誤差、定向誤差-被測(cè)要素對(duì)由基準(zhǔn)確定了方向的理想要素的變動(dòng)量被測(cè)要素對(duì)由基準(zhǔn)確定了方向的理想要素的變動(dòng)量 “定向最小區(qū)域定向最小區(qū)域”是：按理想要素的方向來(lái)包容被測(cè)實(shí)際要素，并具有最小是：按理想要素的方向來(lái)包容被