形位公差ppt课件

GD T 形位公差 简介 GD T 全称为 GeometricDimensioning Tolerancing 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 GM的GD T新标准 97起 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 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 基本上按我国GB标准的名词术语来释GM的GD T标准 当某些名词术语及内容上两国的标准有所区别时 GM的GD T新 旧标准不同之处 会特别加以说明 两国的有关标准 中国GB T1182 96形状和位置公差通则 定义 符号和图样表示法GB T4249 96公差原则GB T16671 96形状和位置公差最大实体要求 最小实体要求和可逆要求GB T16892 97形状和位置公差非刚性零件注法GB T17780 02几何公差位置度公差注法 美国ASMEY14 5M 82 旧 DimensioningandTolerancingASMEY14 5M 94 新 DimensioningandTolerancing4通用A 91 89 旧 DimensioningandTolerancingGlobalDimensioningandTolerancingAddendum 97 01 04 注 97 01版本为通用 福特 克莱斯勒一起发布 04版本为通用单独发布 相应的国际标准有 ISO1101 83 ISO5459 81 ISO8015 85 ISO2692 88 ISO10579 92 ISO10579 93等 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工件变形 工件的内应力的释放等原因 完工工件会产生各种形状和位置误差 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 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和表面粗糙度要求以外 还须对零件规定合理的形状和位置公差 要素Feature 1定义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 形位公差研究对象就是要素 即点 线 面 2类型2 1按存在的状态分 实际要素RealFeature 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IdealFeature 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 2 2按结构特征分 轮廓 实有 要素IntegralFeature 表面上的点 线或面 中心 导出 要素DerivedFeature 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 图2 2 3按所处的地位分 被测要素Featuresofapart 图样上给出了形位公差要求的要素 为测量的对象 基准要素DatumFeature 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 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 图3 2 4按结构性能分 单一要素IndividualFeature 具有形状公差要求的要素 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RelatedFeature 与其它要素具有功能关系的要素 图4 2 5按与尺寸关系分 尺寸要素FeatureofSize 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状 尺寸要素可以是圆柱形 球形或两平行对应面等 见图5 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 见图6 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 图5 图6 二符号Symbol 图7 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 GMA 91旧标准公差特征项目的符号略有不同 见图8 2 1公差特征项目的符号 GM新标准 1 线轮廓度可带基准成为位置公差 2 此分类见ANSIT14 5M 82 但是不强调 GMA 91标准的公差特征项目符号 图8 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 2 2附加符号 GM新标准 图9 理论正确尺寸BasicDimensions 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 3 1形位公差框格FeatureControlFrames 图10 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 3 2被测要素的标注 两国标准不同 3 2 1中国GB标准 形位公差框格通过用带箭头的指引线与要素相连 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 见图11 左 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 见图11 右 当尺寸线箭头由外向内标注时 则箭头合一 图11 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 3 2 2GM标准 有四种 且可无带箭头的指引线 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12 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 3 2 3几个特殊标注 除非另有要求 其公差适用于整个被测要素 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13标注 GM标准与我国GB标准相同 图13 b 轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓时 应标注出其范围 见图9标注 仅GM标准 图14 c 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 见图15 GM新标准与我国GB标准相同 图15 GM标准也可不加圆 而在框格下标注ALLAROUND来表示 图例在面轮廓度公差带介绍中 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 d 螺纹 齿轮和花键 两国标准一样 一般情况下 以螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素 如用大径轴线标注 MAJORDIA MD 用小径轴线标注 MINORDIA LD 齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时 如用节径轴线标注 PITCHDIA PD 用大径轴线标注 MAJORDIA MD 用小径轴线标注 MINORDIA LD GB标准规定了在公差带内进一步限制被测要素形状的四个符号 图16 e 我国GB标准独有的四个符号 图16 3 3基准要素的标注3 3 1符号 GM标准规定字母I O和Q不用 我国GB标准还要多 GM新标准 ISO GMA 91标准我国GB标准 3 3 2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17 图17 A A A 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18 3 3 3GMA 91标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样 不明确定义轮廓要素和中心要素 因此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 图19 a b c d 20 20 四基准Datum 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 图20 在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差 图21 模拟基准要素是基准的实际体现 4 2类型单一基准 一个要素做一个基准 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 基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合 三基面体系DatumReferenceFrame 三个相互垂直的理想 基准 平面构成的空间直角坐标系 见图23 图23 A 板类零件基准体系 图24 用三个基准框格标注 B 盘类零件基准体系 图25 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 在图26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26 由上可知 基准体系 又称三基面体系 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基准体系 对于盘类零件 只要用二个基准框格 就已经表示基准体系了 在实际工作中 大量接触到的基准体系原理为一面二销 见图27 上面是从基准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27 图29 图28 基准目标DatumTarget 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30 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31 示例 图31 用基准目标来体现基准 能提高基准的定位精度 4 3顺序基准体系中基准的顺序前后表示了不同的设计要求 见图32 图32 五公差带ToleranceZone 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 当实际被测要素的误差在公差带内合格 超出则不合格 直线度 图34两组相互垂直的两平行平面 图33两平行平面 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 直线度 轴线 图35一个圆柱 图36两平行平面 平面度 圆度 图37两同心圆 圆柱度 图38两同轴圆柱 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 图39两等距曲线 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 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 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 图40两等距曲面 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 面轮廓度 图41 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 6U0 6 GM标准面轮廓度的标注 0 6U0 0 6U0 2 GMA 91对面轮廓度标注的特殊规定 当位置 方向 形状要求不同时 可如下图标注 A B C A B C Z 3 0 1 6 0 9 定位 定向 形状 Z GM新标准对轮廓度标注有一些专门的新的规定 复合轮廓度 美国ASME新标准 图43 图44 我国GB标准尙无此标注形式 轮廓度 GM新标准 A B C 2 5 0 5 A B C 2 5 0 5 A 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 A B C 2 5 0 5 复合轮廓度 1 2 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 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 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 A B C 2 5 0 5 A B 基准B是表面 基准B是轴线 3 4 A B C 2 5 0 5 A B 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 A B C 2 5 0 5 A B C 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 实例 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 图45 下格的0 2公差带在垂直A 方向约束 定向B 垂直或平行 的前提下 可在上格0 8的公差带中上下 左右平动 实例 图46 图47两平行平面 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47 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48两平行平面 图49两平行平面 面对线垂直度 轴线对面垂直度 图50两平行直线 图51一个圆柱 线对面垂直度 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45 面对线平行度 线对面平行度 线对线平行度 图52两平行平面 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53一个圆柱 线对线平行度 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54 面对线倾斜度 线对面倾斜度 线对线倾斜度 图54两平行平面 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 这两项目符号在ASME标准中有 但在GMA 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 我国GB标准将同轴度推荐用于轴线对轴线的位置要求 其公差带为一个圆柱 将对称度推荐用于中心平面对中心平面的位置要求 其公差带为两平行平面 当同轴度用于点对点的位置要求 给定平面 时 即演变为俗称的同心度 其公差带为一个圆 同轴度和对称度 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55一个球 位置度 S 0 6 轴线的位置度 任意方向 图56一个圆柱 我国GB标准将此类图样一般用同轴度标注 右图是用量规来描述零件的检测 0 4 面的位置度 图57两平行平面 我国GB标准将此类图样一般用对称度标注 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 要素 之间的位置要求 一个是孔组 整组要素 的定位要求 图58一组圆柱 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53 b 板类件 图59一组矩形 一般位置度 给二个相互垂直的方向 图60一组圆柱 复合位置度 说明 检查孔组定位要求的量规 检查各孔之间位置要求的量规 各孔之间位置要求的公差带 孔组定位要求的公差带 图61 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 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62 全跳动 图63 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 B大小Size 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 t S 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 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64 2x 8 0 05 0 5MA 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 2x 8 0 05 0 5MA 图64 50 A 六几个新符号 6 1正切平面 T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 见图65 图65 0 1TA 正切平面 2 5 0 2 0 1 6 2受控半径 CRGM新标准规定在图样上对带公差的半径有两种标注形式 R或CR 其要求见图66 在GMA 91标准中虽然仅一种标注形式R 但其要求相当于新标准中的CR 因此可以认为 新标准增加了一种不须严格控制形状的带公差的半径表示方法 图66 6 3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67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 5mm 当零件处于约束状态时 注 右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于2mm 图67 6 4延伸公差带 P当图61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 图68右 图68 图69 GM标准标注延伸公差带的两种形式 图69 我国GB标准标注延伸公差带的方法 图70 0 5PA 4x 8H7 40P A 100 图70 公差原则 线性尺寸公差与形位公差之间关系 7 1问题的提出 20h6 0 0 013 0 0210 20H7 要求这一对零件的最小间隙为0 最大间隙为0 034 图72 图71 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71 72孔 轴配合之目的是 7 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 7 2 1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 特点 一个合格零件有无数个 图73 7 2 2作用尺寸A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 图74 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 B体内作用尺寸 在被测要素的给定长度上 与实际内表面 孔 体内相接的最小理想面 轴 或与实际外表面 轴 体内相接的最大理想面 孔 的直径或宽度 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 图75 7 2 3最大实体状态 MMC 和最大实体尺寸 MMS A最大实体状态 MMC 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内 并具有实体最大 即材料最多 时的状态 B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 DMM 最小极限尺寸Dmin 外表面 轴 dMM 最大极限尺寸dmax 特点 一批合格零件只有一个 唯一 但未考虑形状误差 7 2 4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 DLM 最大极限尺寸Dmax 外表面 轴 dLM 最小极限尺寸dmin 4特点 一批合格零件只有一个 唯一 但未考虑形状误差 7 2 5最大实体实效状态 MMVC 和最大实体实效尺寸 MMVS A最大实体实效状态 MMVC 在给定长度上 实际要素处于最大实体状态 MMC 且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态 图76 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 DMV 最小极限尺寸Dmin 中心要素的形位公差值t MMS MMS 孔 轴 外表面 轴 dMV 最大极限尺寸dmax 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 7 2 6最小实体实效状态 LMVC 和最小实体实效尺寸 LMVS A最小实体实效状态 LMVC 在给定长度上 实际要素处于最小实体状态 LMC 且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态 图77 t t LMS LMS 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 DLV 最大极限尺寸Dmax 中心要素的形位公差值t 孔 轴 外表面 轴 dLV 最小极限尺寸dmin 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 7 2 7边界 由设计给定的具有理想形状的极限包容面 A最大实体边界 MMB 尺寸为最大实体尺寸 MMS 的边界 B最小实体边界 LMB 尺寸为最小实体尺寸 LMS 的边界 C最大实体实效边界 MMVB 尺寸为最大实体实效尺寸 MMVS 的边界 D最小实体实效边界 LMVB 尺寸为最小实体实效尺寸 LMVS 的边界 建立边界概念系便于理解 且可与量规设计相结合 GMA 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 7 3独立原则Regardlessoffeaturesize RFS 图样上给定的每一个尺寸和形状 位置要求均是独立的 应分别满足要求 两者无关 GM 美国 新标准与ISO 我国GB标准统一 将独立原则作为尺寸公差和形位公差相互关系应遵循的基本原则 独立原则在图样的形位公差框格中没有任何关于公差原则的附加符号 图78 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78 20 0 5 0 0 5 GMA 91与美国旧标准将原则1 PERFECTFORMATMMC 即下面要讲的包容要求 作为尺寸公差和形位公差相互关系的基本原则 规定要素执行独立原则需用S表示 并强调在应用位置度时 不论是被测要素还是基准要素执行独立原则必须标明S 应用于其它特征符号项目时S可省略 原则2 见下图 图79 7 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EnvelopeRequirement 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0M 图79 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80 则补偿值到0 25为止 图80 4 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 0 5 GB标准标注形式是在尺寸公差后加E 见图81右图 图81 5 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 0M 0 0 5 0 0 5 20 E GM新标准 GB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 5 20 GM旧标准 tA tA tABC B最大实体要求MaximumMaterialRequirement1 被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界 MMVB 当其实际尺寸偏离最大实体尺寸 MMS 时 允许其形位公差值超出在最大实体状态 MMC 下给出的公差值的一种要求 2 最大实体要求可以只用于被测要素 也可同时用于被测要素和基准要素 图82 但这些要素必须是尺寸要素 图82 最大实体要求的标注形式为加M 4 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 3 最大实体要求主要使用于只要能满足装配的场合 0 0 5 图83 5 1 最大实体要求应用于被测要素 图83 图84 被测要素的实际轮廓在给定的长度上处处不得超出最大实体实效边界 MMVB 即其体外作用尺寸不应超出最大实体实效尺寸 且其局部实际尺寸不得超出最大实体尺寸 MMS 和最小实体尺寸 LMS 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 图84 图83是最大实体要求应用于被测要素 而被测要素是单一要素 图84是最大实体要求应用于被测要素 而被测要素是关联要素 两者主要区别为后者的圆柱公差带必须与基准A垂直 因为它是定向公差 垂直度 下页是复合位置度中被测要素应用最大实体要求 5 2 最大实体要求应用于基准要素必须注意基准要素本身采用什么原则或要求 a 基准要素本身采用最大实体要求时 则其相应的边界为最大实体实效边界 MMVB 图85 b 基准要素本身不采用最大实体要求 无M 时 则其相应的边界为最大实体边界 MMB 图86 该要求的实质是 当基准要素的实际轮廓偏离其相应的边界时 即其体外作用尺寸偏离其相应的边界尺寸 则允许基准要素在一定的范围内浮动 其浮动范围等于基准要素的体外作用尺寸与其相应的边界尺寸之差 该浮动值可补偿给被测要素的形位误差值 但因该补偿是通过基准要素的体外作用尺寸来实现的 故不能简单的用图表来描述其补偿关系 只能用测量的量规来描述 该要求的实质是 当被测要素的尺寸偏离了MMS和基准要素的实际轮廓偏离其相应的边界时 被测要素的形位误差值除了可从被测要素的尺寸公差处获得一个补偿值外 还可从基准要素的浮动中获得另一个补偿值 5 3 最大实体要求同时用于被测要素和基准要素 图78 79中的量规尺寸数值仅用来说明基准采用最大实体要求的原理 生产中的量规尺寸并非如此简单 量规的测量元件也需标注尺寸公差和形位公差 对于通规还需考虑磨损公差 当基准采用基准体系 第二基准和 或 第三基准为尺寸要素又采用最大实体要求时 下图d 基准要素与被测要素遵守相关要求 当基准采用基准体系 第二基准和 或 第三基准为尺寸要素不采用最大实体要求时 下图c 基准要素与被测要素遵守独立原则 5 4 关于基准定位的重要说明 关键区别 最小实体要求在GM标准中有此内容 但图样中尚未出现 C最小实体要求LeastMaterialRequirement1 被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界 LMVB 当其实体尺寸偏离最小实体尺寸 LMS 时 允许其形位公差值超出在最小实体状态 LMC 下给出的公差值的一种要求 2 最小实体要求可以用于被测要素 也可同时用于被测要素和基准要素 只这些要素必须是尺寸要素 最小实体要求的标注形式为加L 3 最小实体要求的原理与最大实体要求一样 仅控制边界不同 不作详细介绍 下面通过一个示例说明 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 7 3 3示例 用公差带图解释 1 独立原则 轴 19 7 20 0 30 尺寸 形位 0 1 0 1 19 7 20 2 独立原则 孔 0 1 20 20 3 形位 尺寸 0 0 3 0 1 20 3 20 19 7 20 0 1M 19 7 20 4 最大实体要求 轴 形位 3 包容要求 轴 0 30 0 1 LMS 19 7 MMS 20 尺寸 0 4 MMVS MMS t 20 0 1 20 1 0 1 0M 19 7 20 LMS 19 7 MMS 20 0 3 0 20 尺寸 形位 0 2 19 8 0 3 5 包容要求有进一步要求 轴 尺寸 形位 0 0 3 LMS 20 3 MMS 20 0 3 6 包容要求 孔 7 包容要求有进一步要求 孔 尺寸 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 尺寸 0 10 0 3 LMS 20 3 MMS 20 0 4 0 1 0 2 20 15 0 2 20 20 3 9 最小实体要求 孔 0 4LA A 6 8 8 25 尺寸 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 图87 tMRA 图88 应用可逆要求后 则上图79 除5 7 外 中公差带图内涂色部分公差带将有效 7 3 4可逆要求ReciprocityRequirement GM标准无 最大实体要求和最小实体要求的公差补偿是要素的尺寸补偿给形位 不能反补偿 即极限尺寸必须合格 ISO和我国标准另设有可逆要求 规定尺寸 形位可互相补偿 可逆要求 RR 尺寸要素的形位误差值小于给出的形位公差值时 允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差 用R表示 该符号放在框格中M或L的后面 图80 八结束语 国际上 关于形位公差的理论和应用研究工作 是在近四十年才陆续开展起来的一项新的学科 因此 还有相当一部分问题需要进一步的探索和开拓 尤其是测得实际要素的模拟 个别项目的测量方法 正截面的理解等等 希望大家在工作中有所作为 本文介绍的重点是如何读懂图中形位公差的标注 了解公差带的特性 而 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