互換性與技術(shù)測量3.33.5

1、第3章 形狀和位置公差3.1 概述3.2 形狀公差3.3 位置公差3.4 3.5 形位公差的選擇方法3.6 形位公差的標(biāo)注3.7 形位公差選擇舉例3.8 形位誤差的檢測13.3 位置公差3.3.2 定向公差的項目定向公差是關(guān)聯(lián)實際被測要素對具有確定方向的理想要素的允許變動全量，用于限制被測要素對基準(zhǔn)在指定方向上的變動。返回下一頁上一頁定向，位置浮動，綜合控制被測要素的方向與形狀。根據(jù)被測要素對理想要素的給定方向不同，定向公差可分為：平行度、垂直度、傾斜度三個公差項目。21. 平行度公差（ ）平行度公差用于限制實際被測要素對基準(zhǔn)在給定平行方向上的變動量。3.3 位置公差返回下一頁上一頁（1）給定

2、一個方向：圖3-16 平行度公差（一）34圖3-17 平行度公差（二）(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回53.3 位置公差（2）給定相互垂直兩個方向：返回下一頁上一頁圖3-18 平行度公差（三）(a)圖樣標(biāo)注示例1； (b)示例1公差帶解釋；(c)圖樣標(biāo)注示例2； (d)示例2公差帶解釋;63.3 位置公差返回下一頁上一頁（3）給定任意方向：圖3-19 平行度公差（四）(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋73.3 位置公差2. 垂直度公差（ ）垂直度公差用于限制實際被測要素對基準(zhǔn)在垂直方向上的變動量，即用來控制零件被測要素（平面或直線）相對于基準(zhǔn)要素（平面或直線）在90o方向上的偏離程度。（

3、1）給定一個方向的垂直度要求：返回下一頁上一頁89圖3-20 垂直度公差（一）(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回10圖3-21 垂直度公差（二）(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回113.3 位置公差（2）給定相互垂直兩個方向的垂直度要求：返回下一頁上一頁圖3-22 垂直度公差（三）(a)圖樣標(biāo)注示例1； (b)示例1公差帶解釋；(c)圖樣標(biāo)注示例2； (d)示例2公差帶解釋123.3 位置公差（3）給定任意方向的垂直度要求：返回下一頁上一頁圖3-23 垂直度公差（四）(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋133.3 位置公差3. 傾斜度公差（ ）傾斜度公差用于限制實際被測要素對基準(zhǔn)在傾斜方

4、向上的變動量，即用來控制零件被測要素（平面或直線）相對于基準(zhǔn)要素（平面或直線）在除0o和90o方向之外的任意方向上的偏離程度。返回下一頁上一頁1415圖3-24 線對線的傾斜度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（1）線對線的傾斜度：16圖3-25 給定一個方向線對面的傾斜度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（2）給定一個方向線對面的傾斜度：17圖3-26 給定任意方向線對面的傾斜度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（3）給定任意方向線對面的傾斜度公差：183.3 位置公差3.3.3 定位公差的項目定位公差是關(guān)聯(lián)實際被測要素對具有確定位置的理想要素的允許變動全量。特點：定

5、位公差帶具有確定的位置，相對于基準(zhǔn)的尺寸為理論正確尺寸，具有綜合控制被測要素的位置、方向和形狀的功能。返回下一頁上一頁191. 同軸度公差（ ）同軸度公差是用于限制被測軸線對基準(zhǔn)軸線的同軸位置誤差的一項指標(biāo)。3.3 位置公差返回下一頁上一頁圖3-27 同軸度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋20212. 對稱度公差（ ）對稱度公差是用于限制要求共面的實際被測要素（中心平面、中心線或軸線）偏離理想基準(zhǔn)要素（中心平面、中心線或軸線）的誤差值的一項指標(biāo)。3.3 位置公差返回下一頁上一頁圖3-28 對稱度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋22233. 位置度公差（ ）位置度公差是用于限制被測點

6、、線、面的實際位置對其理想位置變動量的一項指標(biāo)。其理想位置是由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定。3.3 位置公差返回下一頁上一頁（1）點的位置度：（2）線位置度：（3）面位置度：24圖3-29 點位置度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回25圖3-30 線位置度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回26圖3-31 面位置度公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回27281. 圓跳動（ ）圓跳動公差是關(guān)聯(lián)實際被測要素對理想圓的允許變動量，理想圓的圓心在基準(zhǔn)軸線上。跳動公差帶相對于基準(zhǔn)軸線有確定的位置；跳動公差帶可以綜合控制被測要素的位置、方向和形狀。3.3.4 跳動公差的項目跳動公差是關(guān)聯(lián)實際

7、要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周或連續(xù)回轉(zhuǎn)時所允許的最大跳動量，它是以測量方法為依據(jù)規(guī)定的一種幾何公差，用于綜合限制被測要素的形狀誤差和位置誤差。3.3 位置公差返回下一頁上一頁29圖3-32 徑向圓跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（1）徑向圓跳動：3031圖3-33 端面圓跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（2）端面圓跳動：32圖3-34 斜向圓跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（3）斜向圓跳動：33圖3-35 斜向（給定角度的）圓跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（4）斜向（給定角度的）圓跳動：342. 全跳動（ ）全跳動公差是關(guān)聯(lián)實際被測要素對理想

8、回轉(zhuǎn)面的允許變動量。當(dāng)理想回轉(zhuǎn)面是以基準(zhǔn)軸線為軸線的圓柱面時，稱為徑向全跳動；當(dāng)理想回轉(zhuǎn)面是與基準(zhǔn)軸線垂直的平面時，稱為軸向（端面）全跳動。3.3 位置公差返回下一頁上一頁35圖3-36 徑向全跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（1）徑向全跳動：徑向全跳動公差帶是半徑差為公差值t且與基準(zhǔn)同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。36圖3-37 端面全跳動公差(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回（2）端面全跳動：端面全跳動公差帶是距離為公差值t且與基準(zhǔn)垂直的兩平行平面之間的區(qū)域。373.4 公差原則公差原則，就是處理尺寸公差和形位公差之間關(guān)系的規(guī)定。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T42491996公差原則規(guī)定了形

9、位公差與尺寸公差之間的關(guān)系。按國家標(biāo)準(zhǔn)，公差原則分為獨(dú)立原則和相關(guān)原則，相關(guān)原則又分為包容要求、最大實體要求和最小實體要求、可逆要求。為了方便學(xué)習(xí)，必須了解下列有關(guān)定義、符號及尺寸代號（按GB/T 166711996 ）。返回下一頁383.4 公差原則3.4.1 有關(guān)定義、符號及尺寸代號1. 局部實際尺寸（Da，da）2. 體外作用尺寸（ Dfe，dfe ）3. 體內(nèi)作用尺寸（ Dfi，dfi ）返回下一頁上一頁dfeda1da2da3dfia) 外表面(軸) DfeDa1Da2Da3Dfi b) 內(nèi)表面(孔) 393.4 公差原則4. 最大實體狀態(tài)（MMC）實際要素在給定長度上處處位于尺寸極

10、限之內(nèi)并具有實體最大時的狀態(tài)。5. 最大實體尺寸（MMS）實際要素在最大實體狀態(tài)下的極限尺寸。對于外表面為最大極限尺寸，對于內(nèi)表面為最小極限尺寸。6. 最小實體狀態(tài)（LMC）實際要素在給定長度上，處處位于尺寸極限之內(nèi)，并具有實體最小時的狀態(tài)。7. 最小實體尺寸（LMS）實際要素在最小實體狀態(tài)下的極限尺寸。對于外表面為最小極限尺寸，對于內(nèi)表面為最大極限尺寸。返回下一頁上一頁403.4 公差原則8.最大實體實效狀態(tài)（MMVC）在給定長度上，實際要素處于最大實體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)。返回下一頁上一頁20M0.1MMVC20(dM)0.1 20.1(dMV)

11、41什么是實體狀態(tài)？什么是實體實效狀態(tài)？42什么是實體狀態(tài)？什么是實體實效狀態(tài)？43什么是實體狀態(tài)？什么是實體實效狀態(tài)？44什么是實體狀態(tài)？什么是實體實效狀態(tài)？45什么是邊界？邊界分哪些類型？46什么是邊界？邊界分哪些類型？479.最大實體實效尺寸（MMVS）最大實體實效狀態(tài)下的體外作用尺寸。對于內(nèi)表面，為最大實體尺寸減去形位公差值（加注符號 的）；對于外表面，為最大實體尺寸加上形位公差值（加注符號 的）。即式中DMV、dMV為孔、軸的最大實體實效尺寸；DM、dM為孔、軸的最大實體尺寸t為中心要素的形狀公差或定向、定位公差值。3.4 公差原則返回下一頁上一頁483.4 公差原則10. 最小實體

12、實效狀態(tài)（LMVC）在給定長度上，實際要素處于最小實體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)。11. 最小實體實效尺寸（LMVC）最小實體實效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸。對于內(nèi)表面為最小實體尺寸加上形位公差值（加注符號 的）；對于外表面為最小實體尺寸減去形位公差值（加注符號 的）。即返回下一頁上一頁493.4 公差原則3.4.2 公差原則1. 獨(dú)立原則獨(dú)立原則是指圖樣上給定的每一個尺寸、形狀、位置等要求，均是互相獨(dú)立的，應(yīng)當(dāng)分別滿足圖樣要求。返回下一頁上一頁在圖樣上不必標(biāo)注任何特殊符號?；竟钤瓌t。50圖3-38 獨(dú)立原則(a) 圖樣標(biāo)注；(b)公差帶解釋返回513.4

13、公差原則獨(dú)立原則時尺寸公差和形位公差的職能返回下一頁上一頁線性尺寸公差：只控制局部尺寸變動量角度公差：只控制實際線方向誤差幾何公差：只控制實際被測要素對其理想形狀或理想方位的變動量采用獨(dú)立原則標(biāo)注時零件的合格性要求最嚴(yán)（上述三者均需分別獨(dú)立滿足）523.4 公差原則獨(dú)立原則應(yīng)用范圍尺寸公差與形位公差不必相關(guān)的場合 （圖3-39、圖3-40）形狀或位置精度要求極高的場合 （圖3-41）零件上未注尺寸公差的要素返回下一頁上一頁533.4 公差原則2. 相關(guān)要求（1）包容要求（ER）：單一尺寸要素的實際輪廓不得超越最大實體邊界（即體外作用尺寸不得超越最大實體尺寸）、且實際尺寸不得超越最小實體尺寸的一

14、種公差原則。返回下一頁上一頁543.4 公差原則返回下一頁上一頁553.4 公差原則返回下一頁上一頁被測要素實際尺寸允許的直線度誤差 20 0 19.99 0.01 19.98 0.02 19.97 0.03563.4 公差原則包容要求應(yīng)用范圍用于保證孔、軸配合性質(zhì)的場合，特別是用于配合性質(zhì)要求較嚴(yán)格的、配合公差較小的精密配合表面，如高壓油泵的柱塞與套管、回轉(zhuǎn)軸頸與滑動軸承孔等精密配合表面。返回下一頁上一頁57（2）最大實體要求（MMR）：最大實體要求適用于中心要素，是控制被測要素的實際輪廓處于最大實體實效邊界之內(nèi)的一種公差要求。按最大實體要求，當(dāng)實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許形位誤差值獲得

15、補(bǔ)償超出圖樣給定的公差值，此時應(yīng)在形位公差框格中標(biāo)注符號“ ”。3.4 公差原則返回下一頁上一頁583.4 公差原則返回下一頁上一頁20M0.159圖3-47 最大實體要求應(yīng)用于被測關(guān)聯(lián)要素（示例）(a)圖樣標(biāo)注；(b)邊界尺寸B；(c)實際的垂直度公差t垂直度公差值；d實際尺寸返回6061 一般標(biāo)注了圓柱度就沒有必要再標(biāo)注圓度，直線度。如果一定要單獨(dú)標(biāo)注圓度、直線度，則其公差值必須小于圓柱度公差值 .標(biāo)注的一些注意點：62 圓柱度誤差用圓度儀或配備計算機(jī)的三坐標(biāo)測量裝置檢測，如果沒有這些裝置，最好不要使用圓柱度，此時可分別用圓度和圓柱面素線的平行度來代替使用. 63 兩孔軸線同軸度公差完全可

16、以控制兩軸線的平行度要求，因其控制了被測軸線對基準(zhǔn)的平移、傾斜或彎曲，所以不必再標(biāo)注兩孔軸線平行度 .64 生產(chǎn)中對上述情況標(biāo)注同軸度和對稱度比標(biāo)注位置度更直觀明確，所以圖樣上標(biāo)注同軸度和對稱度更恰當(dāng)，而位置度通常用于限制點、線的位置誤差。 65 由于徑向全跳動測量比較復(fù)雜，所以經(jīng)常用測量徑向圓跳動來限制徑向全跳動。 為確保產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)使徑向圓跳動誤差值與母線對基準(zhǔn)軸線的平行度誤差之和小于或等于所要求的徑向全跳動公差值。 66 應(yīng)該根據(jù)功能要求來確定是標(biāo)注端面全跳動還是端面圓跳動。通常，只有當(dāng)端面的平面度足夠小時，才能用端面圓跳動代替端面全跳動。 67 徑向尺寸(d1d2)較小，可以用控制端面

17、圓跳動誤差來達(dá)到控制端面全跳動的目的 .68 同一被測要素，標(biāo)注了徑向圓跳動后就不必再標(biāo)注同軸度或圓度 .69 圓柱度誤差必導(dǎo)致有徑向全跳動誤差，同樣有同軸度誤差也必導(dǎo)致有徑向全跳動誤差 。 對單一要素和圓柱表面的全跳動誤差的檢測，如受到零件結(jié)構(gòu)或檢測設(shè)備的限制，可用素線的平行度和圓度代替 。70關(guān)聯(lián)要素的全跳動可用素線的平行度，圓度以及同軸度多項分別代替控制(如圖a與b的標(biāo)注等價)。 當(dāng)徑向全跳動無法檢測時，如果圓柱度檢測手段比較成熟或具備先進(jìn)測量儀器時，關(guān)聯(lián)要素徑向全跳動還可以用圓柱度與同軸度代替。713.5 形位公差的選擇方法形位公差的選擇主要包括： 選擇公差項目 選擇公差數(shù)值（或公差等

18、級） 選擇基準(zhǔn) 公差原則返回下一頁若使用一般機(jī)床加工就能保證達(dá)到的形位公差要求，在圖樣上不必標(biāo)注，生產(chǎn)中通常也不必檢查；形位公差要求明顯高于或低于GB/T1184-1996所規(guī)定的公差級別時，才需要在圖樣上標(biāo)注形位公差項目。723.5 形位公差的選擇方法3.5.1 選擇形位公差項目選擇形位公差項目的基本原則是：在保證零件使用功能的前提下，盡量減少形位公差項目的數(shù)量，并盡量簡化控制形位誤差的方法。選擇時，主要考慮以下幾個方面。返回下一頁1. 考慮幾何特征零件要素的幾何特征是選擇形位公差項目的主要依據(jù)。733.5 形位公差的選擇方法機(jī)床移動部件的運(yùn)動精度，應(yīng)對機(jī)床導(dǎo)軌規(guī)定直線度公差；減速箱各軸承孔

19、軸線間的平行度誤差會影響齒輪的嚙合精度和齒側(cè)間隙的均勻性，可對箱體軸承孔的軸線規(guī)定平行度公差。返回下一頁上一頁743.5 形位公差的選擇方法2. 減少檢測項目在十四個形位公差項目中，圓度、直線度、平面度等是屬于單項控制的公差項目，圓柱度、位置度等是屬于綜合控制的公差項目。選擇形位公差項目時，應(yīng)該盡量選擇綜合控制的公差項目，以減少圖樣標(biāo)注和減少相應(yīng)的檢測項目。3. 避免重復(fù)標(biāo)注如果需要在同一要素上標(biāo)注幾個形位公差項目，則應(yīng)認(rèn)真分析，避免重復(fù)標(biāo)注。例如，若標(biāo)注了綜合性項目，則不再標(biāo)注相關(guān)單項項目；若標(biāo)注了圓柱度公差，則不再標(biāo)注圓度公差；若標(biāo)注了位置度公差，則不再標(biāo)注垂直度公差等。返回下一頁上一頁7

20、53.5 形位公差的選擇方法4. 考慮檢測方便應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的檢測條件來考慮形位公差項目的選擇。例如，用徑向圓跳動或徑向全跳動代替同軸度，用端面圓跳動或端面全跳動代替端面對軸線的垂直度，用圓度和素線直線度及平行度代替圓柱度，用全跳動代替圓柱度等。不過應(yīng)當(dāng)注意，跳動反映的是多項形位誤差的綜合結(jié)果，在標(biāo)注跳動公差項目時，給定的跳動公差值應(yīng)適當(dāng)加大，否則就會要求過嚴(yán)。返回下一頁上一頁763.5 形位公差的選擇方法5. 參考專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定形位公差項目要參照有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。例如，與滾動軸承相配合的孔與軸應(yīng)當(dāng)標(biāo)哪些形位公差項目，在軸承有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定；其他如單鍵、花鍵、齒輪等專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對它們的形位公差項目

21、也都有相應(yīng)要求和規(guī)定。返回下一頁上一頁773.5 形位公差的選擇方法3.5.2 選擇適用的公差原則選擇公差原則時，應(yīng)根據(jù)被測要素的功能要求，充分考慮公差項目的職能和采取該種公差原則的經(jīng)濟(jì)可行性，參照表3-2列舉的三種公差原則的應(yīng)用場合和示例進(jìn)行選擇。返回下一頁上一頁7879803.5 形位公差的選擇方法3.5.3 確定形位公差的數(shù)值按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，形位公差值的大小由形位公差等級和被測要素的主參數(shù)確定。應(yīng)根據(jù)零件的功能要求，考慮零件的結(jié)構(gòu)、剛度、加工經(jīng)濟(jì)性等因素，并考慮公差值之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，參照國家標(biāo)準(zhǔn)形位公差表格中列出的數(shù)值來確定所需的形位公差值。返回下一頁上一頁81在國標(biāo)（GB/T1184-

22、1996）中，將直線度、平面度、平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、圓跳動、全跳動等形位公差劃分為12個等級，1級精度最高，形位公差值最??；12級精度最低，形位公差值最大。表3-3、表3-4、表3-5列出了上述形位公差項目的標(biāo)準(zhǔn)公差值。確定形位公差值的總原則是：在滿足零件功能要求的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)的公差值。3.5 形位公差的選擇方法返回下一頁上一頁82表3-3 直線度和平面度公差值（摘自GB/T1184-1996）m返回83表3-4 平行度、垂直度和傾斜度公差值（摘自GB/T1184-1996）m返回84表3-5 同軸度、對稱度、圓跳動和全跳動公差值（摘自GB/T1184-1996）m返回85在確定被測要素的形位公差等級和公差數(shù)值時，還應(yīng)考慮以下幾個問