互换性与测量技术_几何公差(形状和位置公差)

,二00五年九月,二00九年九月,几何公差,(,形状和位置公差,),互换性与测量技术实践,模块二,形状和位置公差国家标准,GB/T1182-1996),几何公差内容,GB/T1182-2008,产品几何技术规范（,GPS,）,几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注,概述,公差带,几何要素,形位公差特征项目、符号,形位公差的标注,公差原则,几何公差的选择,形状公差、方向公差,位置公差、跳动公差,概述-,几何要素,理想要素,实际要素,被测要素,基准要素,单一要素,关联要素,轮廓要素,中心要素,几何要素：构成零件几何特征的点、线、面,GB/T1182-1996),(,轮廓、单一、被测要素）,（基准、中心要素）,E,(,中心、关联、被测要素）,(,轮廓、关联、被测要素）,概述-,几何要素,要素层次,要素类型,要素形式,公称要素（理想要素）,组成要素,点、线、表面,/,平面,导出要素,点、线,/,轴线、表面,/,平面,实际要素,组成要素,表面,提取要素,轮廓表面,点、线、表面,导出要素,导出要素,点、线、面,拟合要素,组成要素,点、线、表面,/,平面,导出要素,点、直线、平面,基准,点、直线、表面,/,平面,几何要素：构成零件几何特征的点、线、面,概述-,几何要素,GB/T1182-2008,公称组成要素,公称导出要素,实际,要素,提取组成要素,提取导出要素,拟合组成要素,拟合导出要素,评定,拟合要素,设计,公称要素,制造,实际要素,检验,提取要素,概述-,几何要素,GB/T1182-2008,概述-,形位公差项目及符号（14项）,形状公差：,是对单一要素提出的要求，即形状误差所允许的变动全量。,位置公差：,是对关联要素提出的要求，即位置误差对基准所允许的变动全量。,GB/T1182-1996,GB/T1182-2008,概述-,形位公差项目及符号,概述-,形位公差标注,公差框格：,公差项目符号,t,公差值,基准代号,0.1,A,0.1,0.1,概述-,形位公差标注,被测要素的表示方法：,被测要素为轮廓表面：,被测要素为中心要素：,概述-,形位公差标注,基准要素是被测要素的基准，用基准代号 表示。,注：基准字母除,E、I、J、M、O、P、L、R、F,外的大写字,母，字母应水平书写。,A,基准要素为轮,廓表面：,基准要素为轴,线或中心平面：,由两个基准形成公共基准：,基准要素的表示方法：,GB/T1182-1996,概述,几何公差标注,与被测要素相关的基准，用基准代号 表示。,注：基准字母除,E、I、J、M、O、P、L、R、F,外的大写字,母，字母应水平书写。,基准为轮廓表面：,基准为轴线或中心平面：,基准的表示方法：,GB/T1182-2008,概述-,形位公差标注,形位公差的简化标注方法,：,对同一要素有不同的形位公差要求：对不同要素有同一形位公差要求：,概述-,形位公差标注,形位公差有附加要求时的标注方法,：,限定被测要素范围的标注：,概述-,形位公差标注,用符号说明附加要求的标注：,只允许中间向材料外凸出,只允许中间向材料内凹下,只允许误差从左到右减小,只允许误差从左到右增大,公差带：限制实际要素变动的区域。,形状,大小,方向,位置,概述-,形位公差带,形状公差,-,公差带,形状公差与公差带：,形状公差：（,t),单一实际要素的形状所允许的变动全量 。,形状公差带： 限制单一实际要素变动的区域。,直线度：,形状公差,-,公差带,形状公差与公差带：,平面度：,圆,度：,圆柱,度：,形状公差,-,公差带,轮廓度,公差与公差带：,线轮廓,度：,面轮廓,度：,形状公差与误差-,形状公差与公差带,1、大端圆柱面尺寸,45 ，,小端圆柱面尺寸,25 。,2、,小端圆柱面轴线的直线度公,差为6,m。,3、,大端圆柱面素线的直线度误,差允许10,m。,4、,小端圆柱面的圆柱度公差为,20,m,。,5、,大端圆柱面右端面平面度公,差为5,m,。,0,0,0.02,0.006,0.01,0.0,05,45,0,-0.03,25,0,-0.021,被测要素、公差特征名称、公差值、基准、公差带形状,形状精度的检测,形状误差及其评定,（,P112,）,：,形状公差,：（,t),单一实际要素的形状所允许的变动全量 。,形状误差,： (,f),被测实际要素对其理想要素的变动量 。,最小包容区域：,用符合“最小条件”的理想要素去包容被测实际要素的区域最小。,国家标准规定：最小条件是评定形状误差的基本原则 。,最小条件：,被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。,形位公差是控制形位误差的：,t,形位,f,形位,。,形状与位置精度的检测,形状误差及其评定,：,1.直线度误差的评定准则,（1）最小条件法：,高,低,高,和,低,高,低,准则,（2）近似法：,两端点连线法,形状与位置精度的检测,形状误差及其评定,：,2.平面度误差的评定准则,最小条件法：,两平行理想平面包容被测实际平面，其接触点投影在一个平面上呈,三角形,交叉,直线,三角形准则,交叉准则,直线准则,2.圆度误差的评定准则,位置公差与误差,位置公差与公差带,定向,公差与公差带：,平行,度：,面对面,线对面,位置公差与误差,位置公差与公差带,定向,公差与公差带：,平行,度：,面对线,线对线,位置公差与误差,位置公差与公差带,定向,公差与公差带：,垂直,度：,面对面,线对面,位置公差与误差,位置公差与公差带,定向,公差与公差带：,垂直,度：,面对线,倾斜,度：,面对线,位置公差与误差,位置公差与公差带,定位,公差与公差带：,同轴,度：,对称,度：,位置公差与误差,位置公差与公差带,定位,公差与公差带：,位置,度：,点位置度：,线位置度：,位置公差与误差,位置公差与公差带,跳动,公差与公差带：,圆跳动,：,径向圆跳动：,端面圆跳动：,位置公差与误差,位置公差与公差带,跳动,公差与公差带：,圆跳动,：,斜向圆跳动：,位置公差与误差,位置公差与公差带,跳动,公差与公差带：,全跳动,：,径向全跳动：,端面全跳动：,被测要素、公差特征名称、公差值、基准、公差带形状,B,B,0.02,B,A,A,改错,被测要素、公差特征名称、公差值、基准、公差带形状,改错,改错,B,B,B,B,形状与位置精度的检测,位置误差评定,：,位置公差是关联实际要素对其理想要素的变动量，理想要素的方向或位置由基准确定。,最小包容区域：,用符合“最小条件”的理想要素去包容被测实际要素的区域最小，但此,最小包容区域,必须与,基准,保持给定的几何关系。,形状与位置精度的检测,基准,：,单一基准,组合基准（公共基准）,三基面体系,实际检测中基准的体现方法：,模拟法、直接法、分析法、目标法,形位误差的检测,用刀口直尺测直线度误差,用平口直尺测直线度误差,用准直仪测量直线度误差,形位公差的检测,用圆度仪测量圆度误差,跳动测量,形位公差的检测,公差原则与公差要求,独立原则,相关要求,公差原则,包容要求,E,、,最大实体要求,最小实体要求,、,可逆要求,M,L,R,确定尺寸公差和形位公差之间关系的原则称公差原则。,M,A,E, 20,0,-0.021,30,-0.01,-0.02,一、有关公差原则的术语和定义,1、最大实体尺寸（,d,M,、D,M,）,最大实体,状态,（,MMC),最大实体,尺寸,d,M,=dmax=,15,D,M,=Dmin=,30,最大实体,边界,（,MMB),公差原则与公差要求-,有关术语和定义,0.04,A,A,0.04,0.04,15,0,-027,2、,最小实体尺寸（,dL 、DL ）,最小实体,状态,（,LMC),最小实体,尺寸,dL=dmin=,DL=Dmax =,最小实体,边界,（,LMB),可见体外作用尺寸是满足装配要求的尺寸。,dfe :,在配合全长上，与实际轴,体外相接,的最小理想面的尺寸,dfe = da + f,形位,Dfe:,在配合全长上，与实际孔,体内相接,的最大理想面的尺寸,Dfe = Da - f,形位,dfe,f,形位,da,D,fe,Da,f,形位,3、体,外,作用尺寸,（,dfe 、 Dfe,）,作用尺寸:综合考虑尺寸误差和形位误差的尺寸。,da=14.98mm,f_=0.02mm,0.04,15,0,0-027,dfe= da+f,形位,=15mm,0.04,A,A,0.04,+0.027,.,0,30,.,Da=30.025mm,f_=0.02mm,Dfe= Da-f,形位,公差原则与公差要求-,有关术语和定义,公差原则与公差要求-,有关术语和定义,可见体内作用尺寸是满足,强度,要求的尺寸。,4、,体,内,作用尺寸,（,dfi 、 Dfi ）,D,fi,Da,f,形位,f,形位,dfi,da,dfi,da,dfi :,在配合全长上，与实际轴,体内相接,的最大理想面的尺寸,dfi = da - f,形位,Dfi:,在配合全长上，与实际孔,体外相接,的最小理想面的尺寸,Dfi = Da + f,形位,最大实体实效,状态,（,MMVS):,6、,最大实体,实效,状态、尺寸、边界,d,MV,:,在配合全长上，轴为最,大,实体尺寸，形位误差,f,形位,等于公差,t,形位,的,体,外,作用尺寸,d,MV,= d,M,+,t,形位,最大实体实效,尺寸,（,d,MV,、 D,MV,）：,D,MV,:,在配合全长上，孔为最,大,实体尺寸，形位误差,f,形位,等于公差,t,形位,的,体,外,作用尺寸,D,MV,= D,M,-,t,形位,d,MV,t,形位,d,M,D,MV,D,M,t,形位,d,fe,f,形位,da,D,fe,Da,f,形位,边界,MMVB,公差原则与公差要求-,有关术语和定义,最小实体实效,状态,（,LMC):,材料,最少的状态。,7、,最小实体,实效,状态、尺寸、边界,d,LV,:,在配合全长上，轴为最,小,实体尺寸，形位误差,f,形位,等于公差,t,形位,的,体,内,作用尺寸,d,LV,= d,L,+,t,形位,最小实体实效,尺寸,（,d,LV,、 D,LV,）：,D,LV,:,在配合全长上，孔为最,小,实体尺寸，形位误差,f,形位,等于公差,t,形位,的,体,内,作用尺寸,D,LV,= D,L,-,t,形位,D,fe,Da,f,形位,f,形位,dfi,da,dfi,da,D,LV,D,L,t,形位,t,形位,d,LV,d,L,边界,LMVB,公差原则与公差要求-,有关术语和定义,二、独立原则,0.05,20,0,-0.03,三、相关要求,1、包容要求,适用要素：单一要素；,标注：在尺寸极限偏差后加,含义：被测要素遵守最大实体边界（,MMB),，,即被测要素的体外作用尺寸不得,超出其最大实体尺寸，局部尺寸,不得超过其最小实体尺寸。,E,轴：,d,fe,d,M,da,d,L,孔：,Dfe D,M,Da D,L,0.04,A,A,0.04,+0027,.,0,30,.,E,20,0,-0.03,尺寸最小：,19.97,尺寸最大：,20,公差原则与公差要求,公差原则与公差要求-,包容要求,da：,f,形位,：0 ,30,0,-0.013,E,轴：,d,fe,d,M,da,d,L,孔：,Dfe DM,Da DL,例：,30,dM= 30,29.987,d,L,dM= 30,0.013,0.0065,0.0065,0.013,da,(,mm,),f,形位,公差原则与公差要求-,包容要求,29.987,d,L,dM= 30,公差原则与公差要求-,包容要求,30,0,-0.013,E,轴：,d,fe,d,M,da,d,L,孔：,Dfe DM,Da DL,例：,按图样加工轴,加工后测得实际尺寸为,29 .989,其轴线的直线度误差为,0.01,判断该零件是否合格?,解:,d,M,= d,max,= 30 d,L,= d,min,= 29 .987,按包容要求:,d,fe =,da + f,形位,=,29 .989 + 0.01= 29.999,d,M,da,=,29.989,d,L,满足要求,故该零件合格,0.013,0.0065,0.0065,0.013,da,(,mm,),f,形位,30,公差原则与公差要求-,包容要求,轴：,d,fe,d,M,da,d,L,孔：,Dfe D,M,Da D,L,例：,50,+0.05,0,E,按图样加工孔,加工后测得实际尺寸为,50 .04,其轴线的直线度误差为,0.02,判断该零件是否合格?,解:,D,M,= Dmin= 50 D,L,= Dmax= 50 .05,按包容按包容:,D,fe =,Da f,形位,=,50 .04 - 0.02= 50 .02,D,M,Da,=,50 .04,D,L,满足泰勒原则,故该零件合格,50,.05,50,0.05,da(mm),f,直,公差原则与公差要求,四、最大实体要求,适用要素：,中心要素,标注：,在形位公差后加,含义：,被测要素遵守最大实体实效边界(,MMVB),，,即被测要素,体外作用尺寸不超过最大实体实效尺寸，其局部尺寸不,得超过最小实体尺寸.,M,轴：,d,fe ,d,MV,d,L,da,d,M,孔：,Dfe D,MV,D,M, Da D,L,20,0,-0. 3,0.1,M,最大实体要求零形位公差判别原则：,轴：,d,fe ,d,M,da,d,L,孔：,D,fe ,D,M,Da,D,L,20,0,-0. 3,0,M,例：,轴：,d,fe ,d,MV,d,L,da,d,M,孔：,Dfe D,MV,D,M, Da D,L,20,0,-0. 3,0.1,M,da：,20 19. 7,f,形位,：,d,M=,20,d,MV,=,20.1,t,形位,=,0.1,20,0,-0. 3,0,M,19. 7,d,MV,=d,M,公差原则与公差要求-,最大实体要求,0.1,20,0.4,da(mm),f,形位,例：,轴：,d,fe ,d,MV,d,L,da,d,M,孔：,Dfe D,MV,D,M, Da D,L,20,0,-0. 3,0.1,M,公差原则与公差要求-,最大实体要求,按图样加工轴,加工后测得实际尺寸为,19 .8,其轴线的直线度误差为,0.25,判断该零件是否合格?,解:,d,M,= d,max,= 20 d,L,= d,min,= 19 .7,d,MV,= d,M +,t,形位,按,最大实体,要求:,d,fe =,da + f,形位,=,19 .8 + 0.25= 20.05,d,M,V,d,M,da,=,19. 8,d,L,满足要求,故该零件合格,按图样加工孔,加工后测得实际尺寸为,30 .02,其轴线的垂直度误差为,0.025,判断该零件是否合格?,解:,D,M,= Dmin= 30,D,L,= Dmax = 30 .027,按最大实体,要求:,D,fe =,Da f,形位,=,30 .02 - 0.025= 29.995,D,MV,D,M,Da,=,30 .02,D,L,满足要求,故该零件合格,D,MV,= D,M,-t,形位,=,例：,0.01,A,A,M,公差原则与公差要求-,最大实体要求,一、形位公差项目的选用,二、形位公差值的给定,形位公差等级：,圆度、圆柱度： 0级、1级、2级、12级,线轮廓度、面轮廓度、位置度无,其他形位公差项目： 1级、2级、12级,四、公差要求的选择,五、未注出形位公差值(,H、K、L),形状和位置精度设计,（,GB/T1184-1996）,一般：形状公差 位置公差 尺寸公差,一、形位公差项目的选用,零件的几何特征与功能要求,几何公差选用,（公差项目，形位公差值、基准、公差原则）,（,GB/T1184-1996）,按要素的几何形状特征制定：,控制平面的形状误差应选择,平面度,；,控制导轨导向面的形状误差应选择,直线度,；,控制圆柱面的形状误差应选择,圆度,或,圆柱度,等。,零件的使用要求,导轨,几何公差选用,（公差项目）,二、形位公差值的给定,形位公差等级（,P105,）,圆度、圆柱度： 0级、1级、2级、12级,其他形位公差项目： 1级、2级、12级,线轮廓度、面轮廓度、位置度无,选择的方法,计算法、类比法,几何公差选用,（形位公差值）,形状公差与位置公差的关系,同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值，定向公差值应小于定位公差值,（,t,形状,t,定向,t,定位）,形位公差和尺寸公差的关系,圆柱形零件的形状公差一般情况下应小于其尺寸公差值；线对线或面对面的平行度公差值应小于其相应距离的尺寸公差值。,圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差的,50,，因而一般可按同级选取。,形位公差与表面粗糙度的关系,通常表面粗糙度的,Ra,值可约占形状公差值的（,20,25,）。,几何公差选用,（形位公差值）,几何公差选用,（公差原则,、,基准,）,三、公差原则的选择,选择公差原则和公差要求时，应根据被测要素的功能要求，各公差原则的应用场合、可行性和经济性等方面来考虑。,四、基准的选择,轴类零件，常以两个轴承为支承运转应选这,两处轴颈的公共轴线,（组合基准）为基准。,套类零件多以其,内孔轴线径向定位,装配或以其,端面轴向定位,，因此根据需要可选其轴线或端面作为基准。,应选较宽大的平面、较长的轴线作为基准，以使定位稳定。,从加工检测方面考虑，应选择在加工、检测中方便装夹定位的要素为基准。,