ASMEGDT几何尺寸和公差学习教案

会计学1ASMEGDT几何尺寸和公差几何尺寸和公差第一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 第1页/共107页第二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。符号对比(ASME Y14.5 vs. ISO1101)(ASME Y14.5 vs. ISO1101)第2页/共107页第三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。形位公差（几何尺寸公差）的来历形位公差（几何尺寸公差）的来历第3页/共107页第四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 由于时间关系，本简解重点是如何读懂图上的形位公差。第4页/共107页第五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。GDT概述形位公差是限制实际被测形体（或要素）变动的区域，是零件的实际形状、位置对其理想形状、位置的变动量。其大小是由指定的形位公差值来确定的。只要被测实际形体（或要素）被包含在这个公差带内，那么这个被测形体（或要素）就是合格的。形位公差带控制的是点（平面、空间）、线（素线、轴线、曲线）、面（平面、曲面）、圆（平面、空间、整体圆柱）等区域，所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置等共四个要素。形位公差的按其控制的要素总共分成如下五大类（共十四种）：形状公差：a. 直线度；b. 平面度；c. 圆度；d. 圆柱度。定向公差：a. 平行度；b. 垂直度c. 倾斜度。定位公差：a. 同轴度；b. 位置度；c. 对称度。轮廓度公差：a. 线轮廓度；b. 面轮廓度。跳动公差：a. 圆跳动；b. 全跳动。其中形状公差用于控制形体的形状；定向公差用于控制形体的方向；定位公差用于控制形体的方向和位置；轮廓度公差既可控制形体的大小和形状，又可控制其方向和位置；跳动公差是对形体方向和位置的综合控制。定位、定向和跳动公差，统称为位置公差。第5页/共107页第六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。轴线轴线球心球心素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面图图 1 1 形位公差研究对象就是要素，即点、线、面。第6页/共107页第七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。理想要素 Ideal Feature 理论正确的要素(无误差)。 在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用实线(可见)或虚线(不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。 每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。 测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。第7页/共107页第八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。中心(导出)要素 Derived Feature 由一个或几个轮廓(组成) 要素得到的中心点(圆心或球心)、中心线(轴线)或中心面。素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面轮廓要素轴线轴线球心球心中心要素图图 2 2第8页/共107页第九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 被测要素在图样上一般通过带箭头的指引线与形位公差框格相连；基准要素在图样上用基准符号表示。 基准要素 基准A0.1 A 2.5 0.2 被测要素基准要素图图 3 3第9页/共107页第十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。2.4 按结构性能分：单一要素 Individual Feature 具有形状公差要求的要素。 2.5 0.2 0.02 功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。关联要素 Related Feature 与其它要素具有功能关系的要素。 A0.1 A 关联要素单一要素图图 4 4第10页/共107页第十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 尺寸要素可以是圆柱形、球形或两平行对应面等。非尺寸要素(本人定义) 没有大小尺寸的几何形状。 非尺寸要素可以是表面、素线。 上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个要素在不同的场合，它的名称会有不同的称呼。表面表面素线素线圆柱圆柱形形球球形形两平行两平行对应面对应面图图 5 5第11页/共107页第十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 6 6 1) GM新标准公差特征项目的符号与 ASME标准（美）、ISO 标准和我国 GB 标准完全相同。 2) GM A-91 旧标准公差特征项目的符号略有不同，见图7。2.1 公差特征项目的符号(GM新标准)第12页/共107页第十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。1. 线轮廓度可带基准成为位置公差；2. 此分类见ANSI T14.5M-82，但是不强调。GM A-91标准的公差特征项目符号 图 7 与新标准主要区别： 1) 无同轴度和对称度； 2) 将面轮廓度放置于位置公差中，必须带基准； 3) 跳动箭头为空心箭头。 第13页/共107页第十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。2.2 附加符号(GM新标准) 图 8 1) 相对GM A-91标准，取消了符号 S（独立原则RFS），增加 T 正切平面、 ST 统计公差、CR 受控半径。 2) ST 统计公差，GM目前不应用。 标准还有： 50 理论正确尺寸。 理论正确尺寸Basic Dimensions ：不标注公差的带框尺寸。它可以是理论正确线性尺寸和理论正确角度尺寸。第14页/共107页第十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。公差值及附加符号基准要素的字母及附加符号 公差特征项目的符号图 9 无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位置公差，公差框格为三格至五格。 形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。三 标注 Mark第15页/共107页第十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 10 素线直线度 轴线直线度 带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时从两端引出。第16页/共107页第十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 a) 形位公差框格放于要素的尺寸或与说明下面； 当某些公差特征项目的符号可同时应用于轮廓及中心要素时，GM标准的标注方法与我国GB标准相同。它在这些公差特征项目中有专门说明。 图图 11 b d c a a b) 形位公差框格用带箭头的指引线与要素相连； d) 把形位公差框格侧面或端面与尺寸要素的尺寸线的延长线相连。 c) 把形位公差框格侧面或端面与要素的延长线相连；第17页/共107页第十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。a)对实际被测要素的形状公差在全长上和给定长度内分别有要求时，应按图12 标注（GM 标准与我国GB 标准相同） ；图图 12全长上直线度公差0.4。每25内直线度公差0.1。第18页/共107页第十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 13第19页/共107页第二十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 14 GM标准也可不加圆，而在框格下标注 ALL AROUND来表示。 图例见面轮廓度公差带的介绍。 GM标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标注规定，在后面介绍面轮廓度公差时再讲述。第20页/共107页第二十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。第21页/共107页第二十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 与基准要素的连接（GM 新标准与我国GB 标准相同） a) 基准要素是轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上(但必须与尺寸线明显地分开)。见图15。图图 15AAA第22页/共107页第二十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 16第23页/共107页第二十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 17a)b)c)d) 20 20 - A - - A - - A -a) 符号放于尺寸要素的尺寸、形位公差框格或尺寸和形位公差框下 面； - A -b) 符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连； - A -c) 符号与非尺寸要素直接相连； - A - d) 符号与非尺寸要素的延长线相连； 第24页/共107页第二十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。4.1 定义 基准 与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个几何理想要素(如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。 模拟基准要素 在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面。模拟基准要素零件1零件2基准要素(一个底面)图图 18 在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差。第25页/共107页第二十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 19 模拟基准要素是基准的实际体现。 在加工和检测过程中，往往用测量平台表面、检具定位表面或心轴等足够精度的实际表面来作为模拟基准要素。第26页/共107页第二十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。AA-B组合(公共)基准 二个或二个以上要素做一个基准；典型的例子为公共轴线做基准。图图 20ABA-B基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合；第27页/共107页第二十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 21第28页/共107页第二十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 22用三个基准框格标注基准F - 第三基准平面约束了一个自由度。基准E - 第二基准平面约束了二个自由度，根据夹具设计原理：基准D - 第一基准平面约束了三个自由度，第29页/共107页第三十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。B. 盘类零件三基面体系图 23 虽然，还余下一个自由度，由于该零件对于基准轴线 M 无定向要求，即该零件加工四个孔时，可随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。用二个基准框格标注根据夹具设计原理：基准K- 第一基准平面约束了三个自由度，基准M - 第二基准平面和第三基准平面相交构成的基准轴线,约束了二个自由度。第30页/共107页第三十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 24第31页/共107页第三十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 在实际工作中，大量接触到的三基面体系原理为一面二销见图25。 上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调基准框格的数量多少。图图 25第32页/共107页第三十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 27图图 26 基准目标 Datum Target 用于体现某个基准而在零件上指定的 点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标和面目标。图图 28 1. 点目标可用带球头的圆柱销体现； 2. 线目标可用圆柱销素线体现； 3. 面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端 面或不规则形状块的端面体现。 基准目标的位置必须用理论正确尺寸表示。面目标还应标注其表面的大小尺寸。 第33页/共107页第三十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 26图图 29二个点目标和一个线目标示例(图26)：构成基准 。A 用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。 第34页/共107页第三十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 30 基准后有、无附加符号又表示了不同的设计要求。详见公 差原则。强调4孔轴线与A轴线平行强调4孔轴线与B平面垂直第35页/共107页第三十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。五五 公差带公差带 Tolerance Zone 5.1 定义 公差带 实际被测要素允许变动的区域。 它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。 5.2 四大特征 形状、大小、方向、位置 A 形状 Form 公差带形状主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。 不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。下面按公差特征项目逐一进行介绍。 当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。第36页/共107页第三十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 32 两组相互垂直的两平行平面两组相互垂直的两平行平面图图 31 两平行平面两平行平面 若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行直线。给一个方给一个方向向给二个方向给二个方向第37页/共107页第三十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 33 一个圆柱一个圆柱图图 34 两平行平面两平行平面 平面度平面度任任意意方方向向第38页/共107页第三十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 圆度圆度图图 35 两同心圆两同心圆第39页/共107页第四十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 36 两同轴圆柱两同轴圆柱 从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控制了纵截面方向的形状误差。但目前还难以找到与此相配的测量方法。第40页/共107页第四十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 37 两等距曲线两等距曲线 采用线轮廓度首先必须将其理想轮廓线标注出来，因为公差带形状与之有关。 当线轮廓度带基准成为位置公差时，则公差带将与基准有方向或/和位置要求。 理想线轮廓到底面位置由尺寸公差控制，则线轮廓度公差带将可在尺寸公差带内上下平动及摆动。第41页/共107页第四十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 38 两等距曲面 GM标准对周边要求的两种标注形式。 采用面轮廓度首先必须将其理想轮廓面标注出来，因为公差带形状与之有关。 本面轮廓度带基准属位置公差。 面轮廓度公差带与基准 A 有垂直要求。第42页/共107页第四十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 39 我国GB标准面轮廓公差带为对称于理想轮廓面一种(图a)。 GM-04标准用符号 U 表示公差带不对称于理想轮廓的分布。0.6 U 0.60.6 U 00.6 U 0.2 U 后为要素体外的尺寸。第43页/共107页第四十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。A AB BC CA AB BC CZ Z3.01.60.9定位定位定向定向形状形状Z Z1.6可在位置公差带中上下可在位置公差带中上下平移平移X XX XX XX XX X0.9可在方向公差带中可在方向公差带中平动、转动平动、转动用自身基准来表示其用自身基准来表示其形状公差形状公差要求要求 若合用一格，定位、定向、形状公差要求相同；若用二格，一般上格为定位公差要求，下格为定向、形状公差要求。图 403.0+ 1.5- 1.50对称于理想轮毂（对称于理想轮毂（0 0位）位）第44页/共107页第四十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 41图 42在尺寸公差内只能上下平动可在尺寸公差内平动和摆动我国我国GB标准尙未放入此标注形式标准尙未放入此标注形式。因可用。因可用250.25来等效替代上格。来等效替代上格。第45页/共107页第四十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。ABC2.50.5ABC2.50.5A对基准A、B和C的位置和方向要求对形状要求对基准A、B和C的位置要求对基准A 的方向和形状要求ABC2.50.5复合轮廓度标注1）2）ABC2.50.5A对基准B和C的位置、方向和形状要求对基准A 的位置、方向和形状要求独立轮廓度标注第46页/共107页第四十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。ABC2.50.5ABC对基准A、B和C位置要求对基准A 、B和C形状和方向要求ABC2.50.5AB基准B是表面对基准A、B和C位置要求对基准A、B和C形状和方向要求基准B是轴线3）4）ABC2.50.5AB对基准C的位置、方向和形状要求对基准A、B 的位置、方向和形状要求ABC2.50.5ABC对基准A、B和C 的位置、方向和形状要求错误标注，上格不起作用第47页/共107页第四十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。复合复合独立独立10.5公差带可在公差带可在2.5公差带中水平方向公差带中水平方向平动、摆动平动、摆动；垂直方向；垂直方向摆动摆动 。20.5公差带在垂直公差带在垂直A(方向约束方向约束)的的前提下可在前提下可在2.5公差带中公差带中平动、摆平动、摆动。动。2.5公差带平行公差带平行B、垂直、垂直C。 0.5公差公差带垂直带垂直A， 并可在并可在2.5中平动、水平中平动、水平摆动。摆动。 30.5公差带在垂直公差带在垂直A (方向约束方向约束) 、平行平行B(方向约束方向约束)的前提下可在在的前提下可在在2.5公差带中公差带中平动平动 。2.5公差带垂直公差带垂直C。 0.5公差带垂直公差带垂直A、平行平行B，并可在，并可在2.5公差带中公差带中平动平动、水平水平摆动摆动 * 。40.5公差带在垂直公差带在垂直A (方向约束方向约束) 、平行平行B(方向约束方向约束)的前提下可在的前提下可在2.5公差带中公差带中平动平动 。仅下框起作用。被测表面在仅下框起作用。被测表面在0.5公差公差带中可在水平方向带中可在水平方向平动、摆动平动、摆动；垂；垂直方向直方向摆动。摆动。 注：* 基准B为表面只能平动；基准B为轴线可平动和水平摆动。第48页/共107页第四十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 43 两平行平面两平行平面 对于垂直度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面垂直度（图43）；v面对线垂直度；v线对面垂直度；v线对线垂直度。 垂直度、平行度、倾斜度属于定向公差。其被测要素为关联要素。第49页/共107页第五十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。线对线垂直度图图44 两平行平面两平行平面图图 45 两平行平面两平行平面第50页/共107页第五十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。轴线对面垂直度图图 46 两平行直线两平行直线图图 47 一个圆柱一个圆柱给给定定平平面面上上线线任任意意方方向向第51页/共107页第五十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 对于平行度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面平行度（图48）；v面对线平行度；v线对面平行度；v线对线平行度。图图 48 两平行平面两平行平面平行度的公差带与垂直度的公差带一平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为样，可为两平行平面、两平行直线、一两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。个圆柱，不再一一介绍。第52页/共107页第五十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 49 一个圆柱一个圆柱任任意意方方向向第53页/共107页第五十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 对于倾斜度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：v面对面倾斜度（图50）；v面对线倾斜度；v线对面倾斜度；v线对线倾斜度。图图 50 两平行平面两平行平面 倾斜度的公差带与垂直倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为度的公差带一样，可为两平行平两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。绍。 采用倾斜度首先必须将其理想角度标注出来，因为公差带方向与之有关。第54页/共107页第五十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 这两项目符号在ASME标准中有，但在GM A-91标准中却无。GM 新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确不推荐使用。 造成此情况的原因本人认为：GM的图样主要是车身和内饰类零部件，金切件少。图样上又不标注零部件的形状尺寸而要求按数模，这样其形状尺寸都是理论正确尺寸。为图样上大量，并扩大采用面轮廓度和位置度了创造条件。 面轮廓度和位置度这两项目的综合控制能力极强。GM就用位置度替代了同轴度和对称度。第55页/共107页第五十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 位置度公差描述的是被测要素实际位置对理想位置允许的变动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是孔组的位置度。点的位置度图图 51 一个球一个球S 0.6第56页/共107页第五十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 52 一个圆柱一个圆柱 我国我国 GB 标准将此类图样一般用同轴度标注。标准将此类图样一般用同轴度标注。 右图是用右图是用量规量规来描述零件的检测来描述零件的检测，详，详见公差原则。见公差原则。 0.4第57页/共107页第五十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 53 两平行平面两平行平面 我国我国 GB 标准将此类图样一般用标准将此类图样一般用对称度对称度标注。标注。第58页/共107页第五十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 54 一组圆柱一组圆柱 当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下两格分别标注。称为复合位置度。见图56。第59页/共107页第六十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图 55 一组矩形第60页/共107页第六十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 56 一组圆柱一组圆柱孔组的定位要求各孔之间的位置要求第61页/共107页第六十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。检查孔组定位要求的量规 各孔之间位置要求的公差带孔组定位要求的公差带图图 57第62页/共107页第六十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。复合位置度标注独立位置度标注ABCABCABCABABCAB0.8 M0.2 M0.8 M0.2 M0.8 M0.2 MABCAB0.8 M0.2 M板类件盘类件垂直A、平行B，可对B上下、左右平动 垂直A、定向B和C，只可对C平动 垂直A、定位B（与B为正确理论尺寸），只可沿B左右平动垂直A、定位B（与B为正确理论尺寸），可对C平动、摆动上格一样，均垂直A、定位B和C。第63页/共107页第六十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 圆跳动是一种测量方法，本无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。径向圆跳动为两同心圆、端面圆跳动为两个圆（测量圆柱面上）。GB标准还有斜向圆跳动为两同个圆（测量圆锥面上）。图图 58第64页/共107页第六十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 59 全跳动是一种测量方法，无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。端面全跳动为两平行平面、径向全跳动为两同轴圆柱、斜向全跳动（GB标准无）为两同轴圆锥。第65页/共107页第六十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 若公差带为圆、圆柱或球，则在公差值的数字前加注或S，表示其圆、圆柱或球的直径。 公差带的大小均以公差带的宽度或直径表示，即图样上形位公差框格内给出的公差值。 tS t 公差值均以毫米为单位。 若公差值为公差带的宽度（距离），则在公差值的数字前不加注符号。t第66页/共107页第六十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。C 方向和位置 Orientation & Location 公差带的方向和位置可以是固定的，也可以是浮动的。如被测要素相对于基准的方向和位置关系是用理论正确尺寸标注的，则公差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。见图60。 2 x 8 0.05 0.5 M A 50 0.2 对于形状公差因无基准而言，所以其公差带的方向和位置肯定 是浮动的。 公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。 2 x 8 0.05 0.5 M A 图图 60 50A A 第67页/共107页第六十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 图图 610.1 T A 正切平面 有 T 之误差 无 T 之误差 A 2.50.2 0.1 1) 图中框格内标有 T 时，该零件表面合格，没标 T 时，该零件表面将不合格。 2) 上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内。 第68页/共107页第六十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 此内容应属于尺寸标注的范畴。 图图 62第69页/共107页第七十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 图图 63注(约束条件)：基准平面A是固定面(用64个M6X1的螺栓以 9-15 Nm的扭矩固定)，基准B由其相应规定的尺寸边界约束。第70页/共107页第七十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 图图 64干涉第71页/共107页第七十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 图图 65框外标延伸尺寸及符号框内P后标延伸尺寸第72页/共107页第七十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。七七公差原则公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系线性尺寸公差与形位公差之间关系) 7.1 问题的提出 20 h6 0 0- 0.013- 0.013 + + 0.0210.021 0 0 20 H7 要求这一对零件的最小间隙为0、最大间隙为0.034。 图 67图 66 但当孔和轴尺寸处处都加工到 20 时，由于存在形状误差，则装配时的最小间隙将不可能为0。这就产生了线性尺寸公差与形位公差之间的关系问题。 设计人员绘制图66、67孔、轴配合之目的是:第73页/共107页第七十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。A1 A2 A3 特点：一个合格零件有无数个。图 68第74页/共107页第七十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。体外作用尺寸 图 69 特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。 孔 轴第75页/共107页第七十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 特点：一个合格零件只有一个，但一批合格零件仍有无数个。 孔 轴 体内作用尺寸 图 70第76页/共107页第七十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 特点：一批合格零件只有一个(唯一)。但未考虑形状误差。最小实体状态(LMC)和最小实体尺寸(LMS)A 最小实体状态(LMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最小(即材料最少)时的状态。B 最小实体尺寸(LMS) 实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。 内表面(孔) D LM = 最大极限尺寸D max； 外表面(轴) d LM = 最小极限尺寸d min。4 特点：一批合格零件只有一个(唯一)。但未考虑形状误差。第77页/共107页第七十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 71 t t B 最大实体实效尺寸(MMVS) 最大实体实效状态(MMVC)下的体外作用尺寸。 内表面(孔)D MV = 最小极限尺寸D min - 中心要素的形位公差值 t；MMSMMS孔轴MMVSMMVS 外表面(轴)d MV = 最大极限尺寸d max + 中心要素的形位公差值 t 。 特点：综合考虑了尺寸和形状，唯一。 第78页/共107页第七十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 72 t t LMS LMS LMVS B 最小实体实效尺寸(LMVS) 最小实体实效状态(LMVC)下的体内作用尺寸。内表面(孔)D LV = 最大极限尺寸D max + 中心要素的形位公差值 t；孔轴LMVS 外表面(轴) d LV = 最小极限尺寸d min - 中心要素的形位公差值 t 。4 特点：综合考虑了尺寸和形状，唯一。 第79页/共107页第八十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 建立边界概念系便于理解，且可与量规设计相结合。 GM A-91标准从通过计算量规基本尺寸的角度来描述该要求是一个相当好，而容易理解的方法。 第80页/共107页第八十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。A1 A2 A3 体外作用尺寸最大实体尺寸(MMS) 实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。 内表面(孔) D MM = 最小极限尺寸 D min； 外表面(轴) d MM = 最大极限尺寸 d max。最大实体实效尺寸最大实体实效尺寸(MMVS) 最大实体实效状态(MMVC)下的体外作用尺寸。 内表面(孔) D MV = 最小极限尺寸 D min - 中心要素的形位公差值 t； 外表面(轴) d MV = 最大极限尺寸 d max + 中心要素的形位公差值 t 。 t MMS t MMS局部实际尺寸第81页/共107页第八十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 采用独立原则要素的形位误差值，测量时需用通用量仪测出具体数值，以判断其合格与否。图图 73 20 0.5 0 0- 0. 5- 0. 5完工尺寸完工尺寸轴线直线度公差轴线直线度公差 20 19. 75 19. 5 0.5 第82页/共107页第八十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 GM(美国)新标准 S 符号已取消。因此，必须看清GM图样首页标题栏框中关于未注形位公差的一段说明。第83页/共107页第八十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。除非另有说明（未注）尺寸要素在MMC时应为理想形状。位置度应在公差值及基准代号的框格内注明其采用的公差原则。其它形位公差项目及其有关基准未注明的均为采用独立原则。分列标注的位置度可以用综合量规分别测量，不考虑其基准相同。详细解释请参阅GM有关标准。vGM A-91标准第84页/共107页第八十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。除非另有说明(未注)本文件是依据ASME-Y14.5M-1994修订的GM全球尺寸和公差规定附录-1997。全部几何公差和有关的基准应用独立原则。当要素之间关系确定用定向或定位公差时，原则1(在MMC时为理想形状)不再应用。分别标注的位置度不强调相同基准，可分别用量规测量。 vGM 97标准第85页/共107页第八十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。本文件是依据ASME-Y14.5M-1994修订的GM全球尺寸和公差附录 - 2004。v GM 2001标准UNLESS OTHERWISE SPECIFIEDTHIS DOCUMENT IS IN ACCORDANCE WITH ASME Y14.5M -1994 AS AMENDED BY THE GM GLOBAL DIMENSIONING AND TOLERANCING ADDENDUM - 2001. SEPARATE PATTERNS OF FEATURES MAY BE GAGED SEPARATELY REGARDLESS OF DATUM REFERENCES.除非另有说明(未注)本文件是依据ASME-Y14.5M-1994修订的GM全球尺寸和公差规定附录-2001。分别标注的图框不强调相同基准，可分别用量规测量。 第86页/共107页第八十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 74完工尺寸完工尺寸轴线直线度公差轴线直线度公差 20(MMS) 19. 75 19. 5(LMS) 0 0.25 0.57.4 相关要求(按我国GB标准分类介绍） 尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求。 A 包容要求 Envelope Requirement（GM新标准未单独列出） 1) 实际要素应遵守其最大实体边界(MMB)，其局部实际尺寸不得超 出最小实体尺寸(LMS)的要求。3) 该要求的实质是：被测要素在MMC时形状是理想的。当被测要素 的尺寸偏离了MMS，被测要素的形位公差数值可以获得一补偿值 (从被测要素的尺寸公差处)。2) 包容要求仅用于单一、被测要素，且这些要素必须是尺寸要素。 包容要求GM新标准标注形式是直线度0 M (图74)。 20 0 M 0 0- 0. 5- 0. 5第87页/共107页第八十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 设计中如认为补偿后可能获得的公差值太大时，应提出进一步要求。加注 0.25（图75） ，则补偿值到 0.25为止。图图 75完工尺寸完工尺寸轴线直线度公差轴线直线度公差 20(MMS) 19.9 19. 75 19. 5(LMS) 0 0.1 0.25 0.25 0.254) 包容要求主要使用于必须保证配合性能的场合。如前面图64和图 65的尺寸公差与形位公差采用包容要求，则装配时的最小间隙将 保证为0。 Dmin - dmax = 20 - 20 = 0 0.25 20 0 M 0 0- 0. 5- 0. 5第88页/共107页第八十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 GB 标准标注形式是在尺寸公差后加 E 。见图74右图。图图 765) 包容要求的测量方法，一般采用极限量规（通、止规）。如采用 通用量仪测量，则应考虑安全裕度数值及量具的不确定度。6) 我国GB标准 “包容要求”与“最大实体要求”应用的场合不同，测量方法也有区别，本人认为我国GB标准的分类较合理。 20 0 M 0 0- 0. 5- 0. 5 0 0- 0. 5- 0. 5 20 E=GM 新新标准标准GB 标准标准 GM旧标准将包容要求作为基本原则，在图上无标住符号。= 0 0- 0. 5- 0. 5 20 GM 旧旧标准标准第89页/共107页第九十页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 t A t A t A B C 图图 77 最大实体要求的标注形式为加 M 。MMMMMM第90页/共107页第九十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。完工尺寸完工尺寸轴线直线度公差轴线直线度公差 20(MMS) 19. 75 19. 5(LMS) 0.5 0. 75 1 20 0.5 M 0 0- 0. 5- 0. 5图图 78 该要求的实质是：框格中被测要素的形位公差值是该要素处于最大实体状态(MMC)时给出的(即被测要素在MMC时就允许有一个形位公差值)，而当被测要素的尺寸偏离了MMS后，被测要素的形位误差值可以超出在最大实体状态下给出的形位公差值，即可从被测要素的尺寸公差处获得一个补偿值。第91页/共107页第九十二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。图图 79MMSLMS第92页/共107页第九十三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。5) 最大实体要求的零件一般用综合量规或检具测量其形位误差，此外还必须用通用量仪测量要素的局部实际尺寸是否合格。4) 最大实体要求主要使用于只要能满足装配的场合。第93页/共107页第九十四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 两者区别为：v 采用最大实体要求基准孔的基准定位采用圆柱销，与零件的实际基准要素有间隙，可产生补偿值。v 不采用最大实体要求基准孔的基准定位采用圆锥销或弹性销，与零件的实际基准要素无间隙，不能产生补偿值。 当基准采用基准体系，第二基准和第三基准为尺寸要素不采用最大实体要求时，则基准要素与被测要素遵守独立原则。6) 说明说明 第94页/共107页第九十五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。被测要素遵守最大实体实效边界： MMVS = MMS + t = 24.4 + 0.4 = 24.8 7) 实例实例 基准要素遵守最大实体实效边界： MMVS = MMS + t = 15.05 + 0 = 15.05 原则原则1第95页/共107页第九十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。第三基准对第一基准、第二基准的位置公差要求，无须检查 0.0 M最大实体实效边界 =最大实体边界= 50 0.03 M最大实体实效边界 = 4 - 0.03= 3.97图图 80第二基准对第一基准的位置公差要求，无须检查第96页/共107页第九十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。上格： MMVS = MMS t = 10.7 2.8 = 7.9下格： MMVS = MMS t = 10.7 0.3 = 10.4第97页/共107页第九十八页，编辑于星期五：二十点 二十三分。采用最大实体要求基准轴的基准定位与零件的实际基准要素有间隙，可产生补偿值。不采用最大实体要求基准轴的基准定位与零件的实际基准要素无间隙，不能产生补偿值。第98页/共107页第九十九页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 最小实体要求在GM标准中有此内容，但图样中尚未采用。 5）最大实体要求的零件一般用综合量规或检具测量。4）最小实体要求主要使用于保证孔边厚度和轴的强度的场合。第99页/共107页第一百页，编辑于星期五：二十点 二十三分。D 示例(用公差带图解释)1）独立原则（轴）19.7 - 20 - 0.3 0 尺寸 形位形位 0.10.1 19.7 20 2）独立原则（孔） 0.1 20 - 20.3 形位形位 尺寸 0 +0.30.1 20.3 20 第100页/共107页第一百零一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。19.7 - 20 LMS = 19.7 MMS = 20 - 0.3 00.3 尺寸 形位形位 0.1 M 19.7 - 20 4）最大实体要求（轴）形位形位3）包容要求（轴） - 0.3 0 +0.1 LMS = 19.7MMS = 20 尺寸 0.4 MMVS = MMS + t = 20 + 0.1 = 20.1 0.1 0 M第101页/共107页第一百零二页，编辑于星期五：二十点 二十三分。19.7 - 20 LMS = 19.7 MMS = 20 - 0.3 - 0.2 0 尺寸 形位形位0.2 19.80.3 5）包容要求有进一步要求（轴） 尺寸 形位形位 0 + 0.3 LMS = 20.3 MMS = 20 0.3 6）包容要求（孔） 0.2 0 M20 - 20.3 0 M 第102页/共107页第一百零三页，编辑于星期五：二十点 二十三分。7）包容要求有进一步要求（孔） 尺寸 形位形位 0 + 0.3 0.3 LMS = 20.3 MMS = 20 8）最大实体要求（孔）20 - 20.3 MMVS = MMS - t = 20 - 0.1 = 19.9 形位形位 尺寸 - 0.1 0 +0.3 LMS = 20.3 MMS = 20 0.4 0.1 M 0.1 0.220.15 + 0.220 - 20.3 0 M 0.2第103页/共107页第一百零四页，编辑于星期五：二十点 二十三分。9）最小实体要求（孔） 0.4 L A A 6 8 - 8.25 尺寸 形位形位 0 +0.25 +0.65 LMS = 8.25 MMS = 8 0.65 LMVS = LMS + t = 8.25 + 0.4 = 8.65 0.4 最小实体要求主要使用于控制孔边最小厚度的场合。图图 81第104页/共107页第一百零五页，编辑于星期五：二十点 二十三分。 由于时间关系，本次介绍的重点是如何读懂图中形位公差的要求。因为形位公差理论较强，外来图样，甚至标准中也会有错误出现，请各位工程师注意。 本介绍如有不对之处，请指正。第105页/共107页第一百零六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。电话：58999522第106页/共107页第一百零七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。