形位公差详解课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,形位公差详解,目录,1.前言,概况,形位误差产生的因素,形位误差对产品的影响,2.要素,定义,类型,3.,符号,公差特征项目的符号,附加符号,基准符号,我国特有符号,4.,标注,形位公差框格,被测要素的标注,基准要素的标注,5.,基准,定义,基准的建立,基准的,类型,基准的,顺序,基准的选择,6.,公差带,定义,特征,7.,误差,定义,形状误差,定向误差,定位误差,跳动,8.,位置度与轮廓度,位置度,轮廓度,9.,几个专用符号,F,P,T,10.,公差原则,问题的提出,有关术语,公差原则,11.,附录,12.,图例,结束语,形位公差是随着科学技术的不断发展而发展的。早期，在工业,生产比较落后的时代，加工相互配合的零件要采用,配作,的方法。如,加工相互配合的孔和轴，先加工孔，然后按照孔的尺寸加工轴，使,其符合装配要求。显然，这样加工出的零件,不能互换,，故当时两个,零件,能否互相配合,是主要矛盾，形位公差还未提到议事日程。,1840,年开始采用通规，,1870,年后在使用通规和止规的基础上，,采用了把零件的尺寸规定在最大极限尺寸和最小极限尺寸之间的原,理，解决了装配零件的互换性问题，互配零件可以,单独制造,，制造,精度亦随之提高。,1902,年,尺寸公差,的初期极限与配合制，诞生于,英国,。,一 前言,1.1,概况,随着科学技术的不断发展，对零件的制造的要求也日益提高。,若只采用收紧尺寸公差的方法来满足其形位精度要求，会使工艺复,杂，制造成本昂贵。而且在有些情况下，,用收紧尺寸公差的方法也,无法满足其形位精度要求,。,LL,HH,图,1,1950,年起英、加拿大、美三国颁布了用,文字说明,标注的,形位公,差标准,（,BS 308-1953,、,CSA B78.1-1954,、,ASA Y14.5-1957,）。,如图,1,所示，,L,和,H,的尺寸公差再小，但,垂直度,仍无法控制。,形,位公差,随着尺寸公差不能满足生产要求而,发展起来,了。,同时（,1950,年）美国军用标准,MIL STD - 8,提出了框格注法,以供使用，并提出了一系列符号。这些符号和注法，为以后的国际,标准打下了基础。,1958,年,ISO,发布了关于形位公差框格注法的标准推荐草案，第,一次向世界各国推荐框格注法。紧接着各国纷纷修订本国标准。,1969,年,ISO,颁布了,ISO/R 1101-1969,形状和位置公差第,1,部分,概述、符号、图样标注法,。该标准规定了形状和位置公差的,框格,代号注法,。,我国在,1959,年颁布的,机械制图,国家标准,GB130-59,机械,制图 偏差的代号及其注法,中,规定了形状和位置,偏差的,注法。用,文字和符号,两种方法标注。符号是采用原苏联标准。但各企业很少,采用，极大部分仍用文字说明。,我国在,74 - 75,年之间先后颁布了,三项,形状和位置公差的国家,试,行,标准,（,GB1182,、,83,、,84,）,。,GB 1182 - 80,形状和位置公差 代号及其标注,GB 1183 - 80,形状和位置公差 术语及定义,GB 1184 - 80,形状和位置公差 未注公差的规定,GB 1958 - 80,形状和位置公差 检测规定,此后，经几年的实践考验和理论探讨，于,1980,年,正式颁布,了,四项,形状和位置公差的国家标准。即：,为了在企业很好地全面贯彻形状和位置公差的国家标准，,80,年,代初期国内举办了大量的培训班，普及这四个标准。并要求自,86,年,起，新产品图样的形状和位置公差,必须采用框格代号注法,，不可用,文字说明法。否则新产品鉴定将不被通过。,此后，我国又相继颁布了以下配套国家标准。为：,GB 4249 - 84,公差原则,GB 4380 - 84,确定圆度误差方法 二点、三点法,GB 7234 - 87,圆度测量术语、定义及参数,GB 7235 - 87,确定圆度误差方法 半径变化量测量,GB 8069 - 87,位置量规,GB 11336 - 89,直线度误差检测,GB 11337 - 89,平面度误差检测,GB 13319 - 91,位置度公差,所有这些标准的贯彻和实施，都对振兴我国的机械工业、提高,生产技术水平和生产过程的经济性发挥了良好的促进作用。,近年来，为遵循与国际标准接轨的原则，我国又,制、修订,了,一些形位公差国家标准。即：,GB/T 1182-1996,形状和位置公差 通则、定义、符号和图,样表示法,等效采用,ISO 1101,：,1996,代替,GB 1182-80,和,GB 1183-80,。,GB/T 1184-1996,形状和位置公差 未注公差值,等效采用,ISO 2768,：,1989,代替,GB 1184-80,。,GB/T 4249-1996,公差原则,等效采用,ISO 8015,：,1985,代替,GB 4249-84,。,GB/T 16671-1996,形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求,等效采用,ISO 2692,：,1996,。,GB/T 16892-1997,形状和位置公差 非刚性零件注法,等效采用,ISO 10579,：,1993,。,GB/T 17851-1999,形状和位置公差 基准和基准体系,等效采用,ISO 5459,：,1981,。,GB/T 18780.1-2002,产品几何量技术规范（,GPS,）几何要素,1,部分：基本术语和定义,等效采用,ISO 14660-1,：,1999,。,GB/T 13319-2003,产品几何量技术规范（,GPS,）几何公差 位置度公差注法,等效采用,ISO 5458,：,1998,代替,GB/T 13319-1991,。,GB/T 1958-2004,产品几何量技术规范（,GPS,）形状和位置公差,检测规定,代替,GB 1958-1980,。,目前，我国已形成了比较完整的形状和位置公差标准体系。,GB/T 17773-1999,形状和位置公差 延伸公差带及其表示法,等效采用,ISO 10578,：,1992,。,GB/T 17852-1999,形状和位置公差 轮廓的尺寸和公差注法,等效采用,ISO 1660,：,1982,。,ASA Y14.5 - 1957,ANSI Y14.5 - 1966,、,1973,ANSI Y14.5M - 1982,DIMENSIONING AND TOLERANCING,ASME Y14.5M - 1994,DIMENSIONING AND TOLERANCING,美国标准的演变过程,A-91-,2001,前版本，为通用/福特/克莱斯勒三大汽车公司,共,同会签,发布，,2004,版本为,通用单独,发布。,注：本,简解中的不少插图借用,GM,标准,A-91,的图样。,A - 91 - 1989,（,等效采用,ANSI Y14.5M - 1982,）,A - 91 - 1997,、,2001,、,2004,GLOBAL DIMENSIONING AND TOLERANCING ADDENDUM,（,等效采用,ANSI Y14.5M - 1994,）,通用汽车（,GM）,的演变过程,美国的,“,ASME Y14.5M,Dimensioning and Tolerancing ,尺寸和公差的规定,”,和,GM,公司的,“,Global Dimensioning and,Tolerancing -,全球的尺寸和公差的规定”。标准中包含有,尺寸标,注方法,（属我国技术制图标准）与,几何公差,（属我国形状和位置,公差标准）两大部分。其中尺寸标注仅是一种表达方式，无技术,含量，且与我国的,GB,标准基本相同，故本次不作介绍。下面仅,对“形状和位置（几何）公差”部分，作一,简要的、基础的,讲述。,美国和,GM,的,新,标准和,我国,的形位公差标准都,等效采用,了,国际,标准,（,ISO），,所以,绝大多数的内容是相同的,。但由于我国的形,位公差标准体系分类、名词术语容易理解并便于自学，且国内供,应商也较熟悉，故下面根据自己多年的实践，基本上按,我国标准,的名词术语来介绍,形位公差标准,。当某些名词术语及内容上两国,的标准有所区别时，会特别加以说明。,1.2,形位误差产生的因素,由于加工过程中工件在机床上的,定位误差,、,刀具与工件的相,对运动不正确,、,夹紧力和切削力,引起的零件变形、工件的内应力,的释放等原因，完工零件会产生各种形状和位置误差。,图,2,形状误差,例如：在车削圆柱表面时，,刀具运动方向与零件旋转轴线不,平行,，,会使完工零件表面呈,圆锥形,。,又如：在车削由三爪卡盘夹紧的环形零件内孔时，会因,夹紧,力,使完工零件内孔变形呈,又如：在车削以顶针支承的细长轴时，,切削力,使完工零件表,面呈,图,3,图,4,鼓形,。,棱圆形,。,位置误差,例如：由于夹具的,刚性较差,（图,5,）,，刨削时产生,变形,，,使角铁的侧面呈,又如：由于,夹具力,的作用位置选择不当（图 6），使零件变,形。加工时两轴线平行，松开夹具后零件恢复原来状态，两轴线,呈,图,5,图,6,不平行,。,不垂直,。,又如：钻床的主轴与工作台之,间若,不垂直,，则加工的孔与端面亦,有,图,7,又如：多孔钻模因钻套孔,心距的误差,，使零件上加工出的成,组孔产生位置度误差。同样，多孔的冲模也会由于模具的误差使,零件的成组孔产生位置度误差。,上述例子举了影响形位精度的各主要原因，我们必须根据,具体加工条件，对影响因素进行分析，采取有效措施，以消除,或减少这些因素的影响，来满足图样上给定的形位公差要求。,垂直度误差。,各种形状和位置误差都将会对零件的,装配和使用性能,产生不,同程度的影响。如孔、轴圆柱表面的形状误差会使配合性质不均,匀；孔的位置误差会影响装配的方便性和可能性；两齿轮轴的轴,线平行度误差会降低齿轮副的啮合质量等等。,因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的,尺寸公,差、表面粗糙度,和,波纹度,要求以外，还须对零件规定合理的,形,状和位置公差（简称形位公差）,。,同样，总成集成时由于,零件,误差的累积，为保证与其它总成的装配也必须规定适当的装配尺寸公差和位置公差。,1.3,形位误差对产品的影响,休 息,要素,Feature,2.1,定义,要素,(,几何,要素,）,是指零件上的特征部分 ,点、线、面,。,任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。,轴线,球心,素线,圆锥面,圆柱面,球面,圆台面,图,8,形位公差,研究对象,就是,要素,，即,点、线、面,。,2.2,类型,A),按存在的状态分：,实际要素,Real Feature, 零件加工后,实际存在,的要素(存在误差)。,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。,B),按结构特征分：,实有(,轮廓,)要素,Integral Feature ,表面,上的点、线或面。,导出(,中心,)要素,Derived Feature, 由一个或几个实有(,轮廓,) 要素得到的,中心,点,(圆心或球心),、,中心,线,(轴线),或,中心,面。,素线,圆锥面,圆柱面,球面,圆台面,轮廓,要素,轴线,球心,中心,要素,图,9,导出(中心)要素不能直接获得，需进一步分析后才可得到。,C),按所处的地位分：,被测要素,Features of a part ,图样上给出了,形位公差要求,的要素，为测量的对象。,0.1 A,被测要素,形位公差框格,2.5,0.2,图,10,被测要素一般通过带,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,Datum Feature ,零件上用来,建立基准,并实际起基,准作用的,实际,要素（如一条边、一个表面或一个孔）。,A,基准要素,基准符号,2.5,0.2,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。,A,0.1 A,关联要素,图,11,D),按结构性能分：,单一要素,Individual Feature,具有,形状,公差要求的要素。,单一要素,0.02,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,素线,圆柱,形,球,形,两平行对应面,图,12,E),按,与,尺寸,关系,分：,尺寸要素,Feature of Size ,由一定大小的,线性尺寸,或,角度,尺寸,确定,的几何形状。,图,13,F),小结,理想,要素,Ideal Feature,实际,要素,Real Feature,按存在的状态分,按结构特征分,按所处的地位分,按结构性能分,按与尺寸关系分,尺寸,要素,Feature of Size,非尺寸,要素,(,本人定义,),轮廓,(,实有,)要素,Integral Feature,中心,(,导出,)要素,Derived Feature,被测,要素,Features of a part,基准,要素,Datum Feature,单一,要素,Individual Feature,关联,要素,Related Feature,三,符号,Symbol,3.1,形位公差的特征项目和符号,图,14,单一要素或关联要素,3.2,附加符号,美国和,GM,旧标准有,S,图 15,美国和,GM,新标准有,ST,DATUM TARGET,2,A,1,基准目标,THEORETICALLY EXACT DIMENSION,理论正确尺寸,包容要求,ENVELOPE REQUIREMENT,Reciprocity Requirement,E,可,逆,要求,R,术语,美国和,GM,新标准无,E R,GM,新标准,有,U,A,A,A,3.3,基准符号,标准,符号,说明,ISO,标准,三角形部分可以不涂黑。,我国,GB,标准,亦可采用,ISO,标准，两种并存。,美国和,GM,旧,标准,现在,GM,标准和美国标准的基准符号都采用,ISO,标准,图,16,3.4,我国特有符号,图,1,7,我国,GB,标准有四个特有符号，表示对被测要素的形状要求。,含义,符号,只许中间向材料内凹下,（,）,只许中间向材料外凸起,（,）,只许从左至右减小,*,（,）,只许从右至左减小,*,（,）,* 应理解为与图标方向减小。如轴的图为垂直放置（逆时针转）。,休 息,4.1,形位,公差框格,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 1,8,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）。,四 标注,示例:,0.08,直线度公差为,0.08,mm,对基准,A,的垂直度公差为,0.04,mm,0.05,A B C,对基准,A、B、C,的位置度公差为,0.05,mm,（,圆形或圆柱形公差带）,0.1,（+）,平面度公差为,0.1,mm,（,只允许,中间向材料外凸起）,图 1,9,0.06,（ ）,圆柱度公差为,0.06,mm,（,只允许,其尺寸由左至右减小）,A,0.04,A,0.04,0.0,2,如对同一要素有一个以上项目要求,时，框格可重叠。,4.2,被测要素的标注,形位,公差框格通过用,带箭头的指引线,与被测要素相连。,A,),被测要素是,轮廓,要素时，箭头置于要素的,轮廓线,或,轮廓线的延长线,上（但必须与尺寸线,明显地分开,）。,图,20,素线直线度,分开,分开,平面度,B,),被测要素是,中心,要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线,对 齐,。,轴线直线度,对齐,当,尺寸线箭头,由外向内,标注时，如下图示。,小直径轴线直线度,图,21-1,图,21-2,对齐,C,）当指向实际表面时，,箭头可置于,带点的参考线上，,该点指,在实,际表面上（下图左）。,图,22,D,）当几个表面有同一数值的要求时，可采用,一个,框格，,多个,带箭,头的指引线（上图右）,。,E),被测要素的数量说明和其它说明性要求,0.08,0.08,数量,说明应标注在公差框格上方。,其它说明性,要求应标注在公差框格下方。,0.04,A,两处,2 -,10H8,0.06,A,长向,在离轴端100处,图,23,图,24,F),被测要素的一些特殊表示,为局部表面时,除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。,0.1,A,图,25,如仅对要素某一部分有要求时，用,粗点划线,表示其范围,，并应标出,范围的尺寸,。,a),b),为局部范围时,0.04/100,表示圆柱面素线在任意100,mm,长度范围内的直线度公差为0.04。,图,26,0.1/ 100,表示上平面在任意边长为100,mm,的正方形范围内的平面度公差为0.1。,表示上平面对下平面,A,的平行度公差在任意100,mm,长度范围内为0.1。,a）,b）,c）,0.1/100,A,A,若轮廓度表示的公差要求适用范围,不是整个轮廓,时，用,双向箭头,标注出其适用,范围,。,d) GM,范围符号的标注,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。,图,27,全长上直,线度,公差,0.4,。,任,25,内直,线度,公差,0.1。,轮廓度中若表示的,公差要求,适用于,整个轮廓,。则在指引线转角处加 一,小圆,（全周符号）。,图,28,螺纹、齿轮和花键,以,螺纹,中径,轴线作为被测要素（可,省略,PD,）。,如用,大径,轴线标注,“,MAJOR DIA,”（,MD,）；,用,小径,轴线标注“,MINOR DIA,”（,LD,）。,齿轮和花键轴线作为被测要素时，如用,节径,轴线标注“,PITCH DIA,”,（,PD,）；,用,大径,轴线标注“,MAJOR DIA,”,（,MD,），,用,小径,轴线标注,“,MINOR DIA,”（,LD,）。,图,29,0.05,A B,MD,G,）被测要素易标错的示例,图,30,带箭头的指引线可从框格任一端引出，但不可,同时,从,两端,引出。,带箭头的指引线应,垂直轴线,。,不能这样表示,公共轴线,。,a,),形位,公差框格放于要素的尺寸或与说明下面；,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；,H,）美国和,GM,旧标准被测要素的标注,形位,公差的基准符号与基准要素相连。,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,),。,图,31,4.3,基准要素的标注,B),基准要素是,中心,要素时，符号中的连线应,与尺寸线对齐,。,图,32,C,）与被测一样，基准符号,可置于,带点的参考线上，,该点,指在基准,实际表面上（图,33,）。,A,D,）任选基准的标注,（图,34,）,。,对于具有对称形状的零件上两个相同要素间的位置公差，应标注,任选,基准。,A,0.,02,A,图,33,图,34,E),基准,要素的一些特殊表示,为局部表面时,图,35,如仅要求要素的某一部分作为基准时，用,粗点划线,表示其范围,，并应标出范围的尺寸。,a),b),A,A,螺纹、齿轮和花键,以,螺纹,中径,轴线作为,基准,要素（可,省略,PD,）。,如用,大径,轴线标注,“,MAJOR DIA,”（,MD,）；,用,小径,轴线标注“,MINOR DIA,”（,LD,）。,齿轮和花键轴线作为,基准,要素时，如用,节径,轴线标注“,PITCH DIA,”,（,PD,）；,用,大径,轴线标注“,MAJOR DIA,”,（,MD,），,用,小径,轴线标注,“,MINOR DIA,”（,LD,）。,图,36,A,MD,F,）基准要素易标错的示例,A,图,37,为不致引起,误解,，字母,E,、,I,、,J,、,M,、,O,、,P,、,L,、,R,、,F,不采用。,若基准很多，可采用,AA,、,AB,、,AC,（两位）形式。,不能这样表示,公共轴线,。,a,),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 -,d,),符号与非尺寸要素的延长线相连；,GM,图样的右上角或左上角专门有“基准说明表”对基准要素,进行描述。,G,）美国和,GM,旧标准基准要素的标注,- 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；,休 息,五,基准,图,38,5.1,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。,基准在图样上用,基准符号,表示。,0.1,A,A,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,。,在,建立,基准的过程中会排除基准实际要素的形状误差。,模拟基准要素是基准的,实际体现,。,基准要素 基准。,A,图,39,基准,模拟基准要素,图样,零件1,零件2,基准,(,实际,),要素,图,40,5.2,基准的建立,基准,(,最大内接圆的轴线,),模拟基准要素,(,最大内接圆,),基准要素,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,。,单一基准,一个要素做,一个,基准；,A,A,- 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,41,A,B,A-B,基准体系, 由,二个或三个独立的基准构成的组合；,5.3,基准的类型,三基面体系,三个,相互垂直,的,理想,(,基准,),平面,构成的空间,直角坐标系,。,图,42,A.,板类零件三基面体系,图,43,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，,F,E,B.,盘类零件,三基面,体系,图,44,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。,在图,45,中可发现该,盘类零件的基准框格采,用了,三格,，这是因为该,零件对基准轴线,V,有方,向要求,。而从定位原理,上讲基准,U,、,V,已构成,了基准体系。,基准,W,是一个,辅助,基准平面（不属于基准,体系,）,。,图,45,基准,W,又称定向基准,。,由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。,对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零,件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。,在实际工作中，大量接触到的,三基面,体系原理为,一面二销,见下图。,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，,无需注重,基准框,格的数量多少。关键是要能,定位,住零件。,图,46,图,48,图,47,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,49,1.,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。,图,26,图,50,二个点目标,和,一个线目标,示例：,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。,A,5.4,基准的,顺序,基准体系中基准的顺序,前后,表示了,不同的设计要求,。,图,51,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,休 息,六 公差带,6.1,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。,6.2,特征,（大小、形状、方向、位置）,6.2.1,大小,Size,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。公差值均以毫米为单位。,若公差值为公差带的,宽度,，则在公差值的数字前不加注符号。,t,S,t,t,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。,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。,6.2.2,形状,Form,公差带形状,主要,有：,两平行直线、,两平行平面、,两同心圆、,两同轴圆柱、,两等距曲线、,两等距曲面、,一个圆柱、,一个球。,直线度,(1),图,52,两平行直线,给定平,面,表面,素线,0.02,0.02,0.15,0.15,8,条刻线,图样,公差带,公差带,图样,给定平,面,(,投影面,),二个视图,a),一组两平行直线,b),两组两平行直线,一个视图,GM,直线度公差带,图,53,两平行平面,0.02,0.02,图样,公差带,给定方向,直线度,(2),图样,公差带,0.2,0.1,0.1,0.2,a),一组两平行平面,b),两组相互垂直的两平行平面,给一个方向,给二个,相互垂直的,方向,直线度,(3),图,54,一个圆柱,图,55,两平行平面,平面度,任意方向,圆度,图,56,两同心圆,圆柱度,图,57,两同轴圆柱,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。,线轮廓度,(1),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。,图,58,两等距曲线,0.4,20,R10,R25,22,0.1,两法向等距,0.4,的曲线区域。,理想轮廓线的位置可以在相应的尺寸公差,(22,0.1),范围内,浮动。,圆,0.4,0.4,A,R,A,线轮廓度,(2),图,59,两等距曲线,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。,两法向等距,0.4,的曲线区域,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。,0.4,面轮廓度,(1),采用面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。,图,60,两等距曲面,SR,球,S,0.4,两法向等距,0.4,的曲线区域,图,61,两等距曲面,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。,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。,面轮廓度,(2),GM,面轮廓度公差带的分布,U,后为要素体外的尺寸。,0.6 U 0.2,0.6 U 0.6,0.6 U 0,GM-04,标准用符号,U,表示公差带不对称于理想轮廓的分布,。,休 息,图,62,两平行平面,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：,面对面垂直度,（图,62,）；,面对线垂直度；,线对面垂直度；,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。,垂直度,线对线垂直度,图,63,两平行平面,图,64,两平行平面,面对线垂直度,90,轴线对面垂直度,图,65,两平行直线,*,图,66,一个圆柱,线对面垂直度,给定平面上线,任意方向,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：,面对面平行度,（图,67,）；,面对线平行度；,线对面平行度；,线对线平行度。,图,67,两平行平面,平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为,两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。,平行度,图,68,一个圆柱,线对线平行度,任意方向,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：,面对面倾斜度,（图,69,）；,面对线倾斜度；,线对面倾斜度,*,；,线对线倾斜度。,图,69,两平行平面,倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为,两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。,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。,倾斜度,同轴度一般用于,轴线,对,轴线,的位置要求。,同轴度,图,70,一个圆柱,当,同轴度用于薄的盘类零件轴线对轴线点对点的位置要求时，,即演变点对点的位置要求即俗称的同心度，其公差带为,一个圆。,A,B,A-B,美国图样常用,轴线的位置度替代,同轴度。, 0.2, 0.2,对称度一般用于,中心平面,对,中心平面,的位置要求,，,对称度,图,71,两平行平面,A,B,A-B,美国图样常用,中心平面的位置度替代,对称度。,0.2,0.2,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。,a),点的位置度,图,72,一个球,位置度,S,0.6,A,B,A,B,b),轴线的位置度(任意方向),图,73,一个圆柱,右图是用功能,量规,来描述零件的检测,，详,见公差原则。,0.4,A,c),面的位置度,图,74,两平行平面,A,圆跳动,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。,图,75,两同心圆,a),径向圆跳动：,在垂直于,基准轴线的,任一测量平面内,，半径差为,t,且,圆心在基准轴线上,的,两同心圆之间区域,。,A,t,A,t,b),端面圆跳动：,在与,基准同轴的,任一半径位置,的测量圆柱面上距离为,t,的,两圆之间区域,；,A,A,图,76,两个圆,t,80,标准定义：在与基准轴线同轴的任一,直,径位置的测量圆柱面上,沿母线方向宽度为,t,的圆柱面区域,。,t,C),斜向圆跳动：,在与,基准同轴的任一,测量圆锥面,上距离为,t,的,两圆之间区域,。,A,A,图,77,两个圆,t,80,标准定义：在与基准轴线同轴，且母线垂直于被测表面的的任一测量圆锥面上，,沿母线方向宽度为,t,的圆锥面区域,。,。,t,全跳动,图,78,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。,A,A,a）,径向全跳动,：,半径差为,t,且与基准同轴的,两同轴,圆柱面之间区域,；,A,b),端面全跳动,：距离为,t,且与基准垂直的,两平行平面,之间区域,。,t,t,t,t,6.2.3,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。,2 x 8 0.05, 0.2 M A,50, 0.5,2 x 8 0.05, 0.2 M A,50,A,A,图,79,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。,休 息,七,形位误差,7.1,定义,误差 ,被测实际要素,对其,理想要素,的,变动,。,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,。,形状和位置误差（简称形位误差）是形状和位置公差的控制对象。,当被测实际要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。,形位误差与形位公差的项目相对应，共有,14,种形状和位置误差项目：直线度误差、平面度误差、圆度误差、圆柱度误差、线轮廓度误差、面轮廓度误差、平行度误差、垂直度误差、倾斜度误差、同轴度误差、对称度误差、位置度误差、圆跳动、全跳动。,在定义和评定实际,实际,要素的形状和位置误差时，,必须,遵循最小条件,。,7.2,形状误差,被测实际要素对其理想要素的,变动量,，,理想要素的位置应符合,最小条件,。,形状误差,值用最小包容区域的,宽度或直径,表示。,最小包容区域,是指包容,被测实际要素,时，具有最小宽度,f,或直径, f,的包容区域。,各误差项目最小包容区域的形状分别和各自的公差带形状一致，但,宽度或直径,由被测实际要素本身决定。,给定平面的直线度误差,图,80,h,3,h,2,h,1,h,1,h,2,h,3,h,1,= h,min,被测实际要素,最小包容区域,= f,最小包容区域,被测实际要素,r,2,r,1,被测实际要素,最小包容区域,h,1,h,2,h,1,= h,min,平面度误差,图,81,圆度误差,圆柱度误差,被测实际要素,最小包容区域,r,2,r,1,图,82,f,最小包容区域,被测实际要素,理想曲线,轮廓度,误差,线（面）轮廓度误差值,f,是实际被测要素对其具有确定位置的理想要素的最大距离 的,两倍,。,图,83,基准平面,面对面平行误差,线对面垂直,误差,图,84,7.3,定向误差,被测实际要素对一具有确定方向的理想要素的变动量，理想要素的方向由基准确定。,定向误差值用定向最小包容区域的宽度或直径表示。,定向最小包容区域是指按理想要素的,方向包容,被测实际要素时，具有最小宽度,f,或直径, f,的包容区域。,各误差项目定向最小包容区域的形状分别和各自的公差带形状,一致,，但宽度或直径由被测实际要素本身决定。,被测实际要素,f, f,定向最小包容区域,7.4,定位误差,被测实际要素对具有确定位置的理想要素的变动量，理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。对于同轴度和对称度，理论正确尺寸为零。,定位误差值用定位最小包容区域的宽度或直径表示。,定位最小包容区域是指以理想要素,定位包容,被测实际要素时，具有最小宽度,f,或直径,f,的包容区域。,各误差项目定位最小包容区域的形状分别和各自的公差带形状,一致,，但宽度或直径由被测实际要素本身决定。,同轴度误差,基准轴线, f,定位最小包容区域,被测实际要素轴线,图,85,对称度误差,图,86,被测实际要素中心平面,f,定位最小包容区域,基准中心平面,位置度误差, f,定位最小包容区域,在实际位置上的点,在理想位置上的点,基准平面,基准平面,7.5,跳动,圆跳动,被测实际要素绕基准轴线做无轴向移动回转一周时，由位置固定的指示针在给定方向上测得的最大与最小值之差。,A,图,87,全跳动,被测实际要素绕基准轴线做无轴向移动回转，同时指示针沿给定方向的理想直线连续移动（或被测实际要素每回转一周，指示针沿给定方向的理想直线做间断移动）由指示针在给定方向上测得的最大与最小值之差。,A,图,88,第 二 天,试改正下图所示的形位公差标注错误,(,不允许改变项目符号,),0.03,A,M,0.05,0.02,B,0.01,B,A,50,25,0.02,(,尺寸标注略,),正确标注,试改正下图所示的形位公差标注错误,(,不允许改变项目符号,),0.03 A,0.15,0.02 B,0.01,B,A,50,25,0.02,(,尺寸标注略,),八 位置度与轮廓度,8.1,位置度（,1954,年美国首用，,1969,年列入,ISO,标准）,标注单排孔组的尺寸公差的形式有三种：,链式注法,（,n-1）L,（,n-1） L,L L,L L,孔越多尺寸的累积误差越大。最大可为,（,n-1） L，,将使装配带来困难。如要能装配必须缩小尺寸公差。,A,无累积误差,图,89,1,2,3,n,8.1.1,特点,同一基准式注法,虽能保证对基准孔的误差，但其它任意两孔间的累积误差均可为, 2,L,。要保证完全互换也应缩小尺寸公差。,2L L,L L,（,n-1）L,L,图,90,1,2,3,n,L,2,L,（,n-3）L, 2,L,如以孔,1,为基准。,位置度注法,（,n-1）L,L,L,（,n-1）L,2,L,L,无累积误差能保证完全互换。公差值也可比上述两种用尺寸公差的标注法大。,t M,n -,D,图,91,1,2,3,n,据有关资料介绍，如有13个孔组成单排，连接件的最大实体尺寸为,16mm，,连接孔的最大实体尺寸为,17mm，,要保证装配互换性，公差值见下表。,(,mm),链式法,同一基准式,位置度,螺栓,0.08,0.5,1,螺钉,0.04,0.25,0.5,如孔组成,多排,或按,圆周分布,，则用尺寸公差标注，其计算将复杂的多，请参考有关机械设计手册。,实例,B,解释唯一,图,92,50,0.10,50,0.10,20,0.5,20,0.5,图示的零件用尺寸公差标注，其公差带的形状和大小可,多种解释,。,1,2,3,4,1,在右下角,1,、,2,水平公差平分,4,孔水平,/,垂直公差平分,图,93,0.,14,50,0.05,50,0.05,10,+ 0.03,0,0.,1,0.,1,C,扩大公差带,图,94,D,适宜于采用综合量规,大量生产中通常采用综合量规检验孔组的位置，这是一种模拟装配状态的检验方法，位置度公差标注与之相适应的。,公差带多了四个弓形，面积扩大,57%,，有利于加工。,8.1.2,孔(要素)组的位置度,A),盘类件,孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是,各孔(一组要素)之,间的位置,要求；一个是,孔组(整组要素)的定位,要求。,图,95,一组圆柱,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,。,A,B,4,个,100,圆上互成,90,的垂直基准,A,的, 0.3,圆拄,B),板类件,图,96,一组矩形,给二个相互垂直的方向,2,个相距,35,，且离基准,B,和,C,均为,10,的,1.5X0.5,矩形,图,97,一组圆柱,孔,组,的,定,位,要,求,各,孔,之,间,的,位,置,要,求,C,）复合位置度（,1978,年列入,ISO,标准）,说明,孔组定位,要求的公,差带,检查孔组,定位要求,的量规,各孔之间,位置要求,的公差带,图,98,检查各孔,之间位置,要求,的量,规,D,）不推荐的复合标注 不推荐一组要素用位置度公差标注，而整组要素的位置又用,尺寸公差,定位的复合标注。可用,复合位置度,公差标注替代。,18,0.5,16,0.5,4 ,6,0.,2,标注,公差带,图,99,18,16,0.,2,1.1,17.5,1,15.5,1,A,B,C,A,B,0.8 M,0.2 M,A,B,C,A,B,0.8 M,0.2 M,B,0.2,垂直,A,、,定向,(,平行,),B,，可在,0.8,内对,B,、,C,上下、左右,平动,0.2,垂直,A,、,定位,B,（与,B,为正确理论尺寸），只可,在,0.8,的内,沿,B,左右,平动,板类件,独立,位置,度,标注,复合,位置,度标注,8.1.3,复合与独立,位置度标注区别（美国,ASME/GM,新标准,）,C,A,A,A,A,B,C,B,C,0.8 M,0.2 M,A,B,C,A,B,0.8 M,0.2 M,0.2,垂直,A,、,定向,B,和,C,，可,在,0.8,内,对,C,上下、左右,平动,0.2,垂直,A,、,定位,B,（,同轴,），可,在,0.8,内,绕,B,摆动,B,C,盘类件,独立,位置,度标注,复合,位置,度标注,上格一样，均为,0.8,垂直,A,、,定位,B,和,C,。,辅助基准,8.2.1,GM,旧标准,的面轮廓度,A,B,C,A,B,Z,3.0,0.9,定位,定向,形状,Z,1.6,可在位置公差带中上下,平移,X,X,X,X,X,0.9,可在方向公差带中,平动、转动,用自身基准来表示其,形状公差,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。,附图,2 - 6,3.0,+ 1.5,- 1.5,0,对称于理想轮毂（,0,位）,C,1.6,8.2,轮廓度,8.2.2,复合轮廓度（ 美国,ASME/GM,新标准,）,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,GB,标准尙未放入此标注形式。因可用,250.25,来等效替代上格。,附图,2 - 7,下格的,0.1,公差带在垂直,A (,方向约束,),的前提下、可在上格,0.8,的公差带中上下、左右,平动及摆动,。,A,B,C,0.8,0.1,A,0.1,垂直,A,，可在,0.8,内,平动、摆动,。,独立,轮廓度标注,效果一样,下格,0.2,公差带在垂直,A (,方向约束,),、定,向,B(,平行,),的前提下，可在,上格,0.8,的,公差带中,上下,、左右,平动,。,A,B,C,0.8,0.2,A,B,0.2,垂直,A,、,定,位,B,（与,B,为正确理论尺寸），,可在,0.8,内沿,C,左右,平动,。,独立,轮廓度标注,效果不一样,休 息,九,几个专用符号,6.1,自由状态条件 ,F,这符号放置于形位公差框格中公差值的,后面,。描述零件在制造中造成的力,释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。,图,100,的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度误差不得,大于2.5,mm；,当零件处于,约束状态,时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得,2,mm。,图,100,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。,详见,GB/T 16892,6.2,延伸公差带 ,P,当图,101,左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现,干涉,现象。,延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的,原理是把螺纹部分的公差带,延伸至实体外,（下图右）。,图,101,干,涉,延伸,延伸公差带,的,标注,方法：,图,102,A, 0.5 P A,4 x 8 H7,40 P,100,P,出现在两处。一处在公差值后、一处在,延伸尺寸后。,详见,GB/T 17773,GM,标注延伸公差带的两种标注形式,框,外,标,延,伸,尺,寸,及,符,号,框,内,P,后,标,延,伸,尺,寸,附图,2 - 5,这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。表示该公差值为,与表面最高点,相切的平面,(,正切平面,),之,要求,。,图,103,0.1 T,A,A,2.5,0.2,1) 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。,6.3,正切平面 ,T,正切平面,有,T,之误差,0.1,无,T,之误差,十 公差原则,(,线性尺寸公差与形位公差之间关系,),10.1,问题的提出,20,h6,0,- 0.013,+,0.021,0,20,H7,要求这一对零件的最小间隙为,0,、最大间隙为,0.034,。,图,104,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,。,设计人员绘制上图孔、轴配合之目的是:,10.2,有关术语,为了明确线性尺寸公差与形位公差之间关系，对尺寸术语将作,进一步论述与定义,。,A,）,局部实际尺寸,在实际要素的,任意正截面,上，,两对应点,之间测得的距离。,A1,A2 A3,图,105,特点,：一个合格零件有无数个,。,B,）,作用尺寸,体外作用尺寸,在被测要素的给定长度上，与实际内表面,(,孔,),体外相接,的最大理想面,(,轴,),，或与实际外表面,(,轴,),体外相接的最小,理想面,(,孔,),的直径或宽度。,体外作用尺寸,图,106,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,在被测要素的给定长度上，与实际内表面,(,孔,),