几何精度设计与检测.ppt

,几何精度设计与检测,课程内容,4-1 概述,4-2 几何公差的标注及其公差带,4-3 公差原则与公差要求,4-4 几何精度设计,4-5 几何误差及其检测,4,几何精度设计与检测,几何精度设计与检测,本章知识点,1.几何误差与几何公差的关系； （了解） 2.几何误差的研究对象； （熟悉） 3.几何公差19个特征项目及其公差带的特点； （重点） 4.几何公差在图样上的标注方法； （重点） 5.公差原则和公差要求；（难点） 6.几何公差精度设计的内容及其基本方法； （熟悉） 7.几何公差（未注公差和注出公差）值的选用； （熟悉） 8.形状误差及其评定和最小条件（评定准则）的概念（重点） 9.方向误差及其评定和基准的概念； （了解） 10.位置误差及其评定和基准的概念。 （了解）,经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差 。加工误差包括：尺寸误差、几何形状误差、相互位置误差、表面粗糙度。,几何精度设计与检测,4.1 概 述,零件在加工过程中，致使加工后的零件的实际形状、方向和相互位置，与理想几何体的规定存差异，而相互之间的差异统称为几何误差。,零件在加工过程中，几何量误差是不可避免的。如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差。,几何误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。,几何精度设计与检测,4.1 概 述,为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。,形位公差的新国家标准 ： GBT 19582004产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定； GBT 11841996形状和位置公差未注公差值； GBT 42491996公差原则； GBT166711996 形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求 GB195880形状和位置公差检测规定。,几何精度设计与检测,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,4.1 概 述,几何公差是控制几何误差的：,t几何f几何 。,几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差，统称为几何量误差。,图4.1 零件的形状、方向误差,如图4.1 所示，加工后的零件存在形状误差和方向误差。,几何精度精度设计与检测,4.1.1 几何误差的产生及其影响,1. 几何误差的产生,（1）由于零件在加工中，机床、夹具和刀具等工艺系统本身有误差;,2. f几何对零件使用性能的影响, f几何 影响零件的功能要求,例如机床导轨直线度、平面度有误差，将影响机床刀架的运动精度。,（2）加工过程中有受力变形、振动和磨损等因素产生误差。, f几何 影响零件的配合性质,例如孔、轴结合的间隙配合，孔轴表面有形状误差，将会使间隙分布不均，运动时磨损加快，影响寿命和精度。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,例如轴承盖上各螺钉孔的位置不正确，在用螺栓固定时，就会影响自由装配。, f几何 影响零件的自由装配,总之，零件几何误差对其工作性能的影响很大，它是衡量机器、仪器产品质量的重要指标。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,4.1.2 几何误差的研究对象几何要素,图4.2 零件的几何要素,构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。,如图4.2 所示的零件就是由多种几何要素组成的。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,1. 按结构特征分,（1）组成要素（轮廓要素）,组成要素是指零件的表面或表面上的线。,例如图4.2中的球面、圆柱面、圆锥面、端平面和圆柱面、圆锥面的素线。,图4.2 零件的几何要素,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,组成要素中按存在的状态又可分为：,（a） 公称组成要素是指由技术制图或其他方法确定的理论正确组成要素。如图4.3（a)所示。,（b） 实际（组成）要素是指由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。如图4.3（b)所示。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,在评定几何误差时，通常以提取组成要素代替实际（组成）要素。,提取组成要素是指按规定的方法由实际（组成）要素提取有限数目的点所形成的实际要素的近似替代。如图4.3（c）中的提取组成要素。,图4.3 几何要素定义之间的相互关系,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,（2） 导出要素（中心要素）,导出要素是指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。,图4.2 零件的几何要素,如图4.2中球心是由组成要素球面得到的导出要素（中心点）、轴线是由组成要素圆柱面和圆锥面得到的导出要素（中心线）。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,（b） 提取导出要素是指由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面。如图4.3（c)所示。,导出要素中按存在状态又可分为：,（a） 公称导出要素是指由一个或几个公称组成要素导出的中心点、轴线或中心面。如图4.3（a) 所示。,图4.3 几何要素定义之间的相互关系,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,是指图样上规定用来确定被测要素的方向或位置的要素。,如图4.1（a）中d2的左端面 。,基准理想的基准要素。,基准要素,应当指出，基准要素 本身按其功能要求可以 是单一要素或关联要素。,（2）基准要素：,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,由表4.1可见几何公差分为形状公差(6项)、方向公差（5项）、位置公差（6项）和跳动公差（2项）共四类（19项）。,其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。,方向公差、位置公差和跳动公差是对关联要素提出的几何特征，因此，在大多数情况下都有基准要求。,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,4.1.2. 几何公差的附加符号 如表4.2所示,4.1 概 述,几何精度精度设计与检测,4.2 几何公差的标注及其公差带,4.2.1 几何公差的标注,若无法用符号标注，可在技术要求中用文字说明或列表注明。,在技术图样中一般都应用符号标注。,形位公差的代号包括：形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。,第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号,形位公差的框格有两格或多格组成。,第一格填写公差项目的符号；,第二格填写公差值及有关符号；,几何精度精度设计与检测,(1) 几何特征符号,(2) 公差值,以线性尺寸单位表示的量值。,如果公差带形状为圆形或圆柱形或球时，公差值前应加注符号“” ；,如果公差带形状为球形，公差值前应加注符号“S”如图4.4（e)所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,2. 书写内容,（3）基准,用一个字母表示单一基准，如图4.4（b）所示。,几何精度精度设计与检测,用两个或三个字母表示基准体系，如图4.4（c）、（d）所示。,用两个字母中间用连字号“一”隔开，表示公共基准，如图4.4（f）所示。,图4.4,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,（4）几何公差补充要求的注写位置,a. 当某项几何公差用于几个相同要素时，应在公差框格的上方被测要素的尺寸之前注明要素的个数，并在两者之间加上符号“”。如图4.4（g）所示。,b. 如果需要限制被测要素在公差带内的形状，应在公差框格的下方注明。如图4.4（h）所示为被测要素的平面度误差不允许凸起。,c. 如果需要就某个要素给出几种几何特征的公差，可将一个公差框格放在另一个的下面。如图4.4（i）所示。,图4.4,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,例如若同一要素有直线度要求，又有该要素对下表面的平行度要求时的标注示例。,标注方法 （重叠）,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,2.被测要素的标注方法,用带箭头的指引线从框格的任意一侧引出，并且必需垂直该框格，它的箭头与被测要素相连。指引线引向被测要素时，可以弯折，一般只弯折一次。,（1）被测要素为组成要素时,当几何公差涉及轮廓线或轮廓面时，箭头指向该要素的轮廓线或其延长线（箭头必须与尺寸线明显错开）。,如图4.5 a、b所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,箭头也可指向引出线的水平线，引出线引自被测面，如图4.5（c）所示。,图4.5（c）,被测表面,（2）被测要素为导出要素的标注,当几何公差涉及要素的中心线、中心面或中心点时，箭头应与尺寸线对齐，如图4.6所示。,如图4.6（a）,如图4.6（b）,如图4.6（c）,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,需要指明被测要素的形式（是线而不是面）时，应在公差框格附近用符号“LE”注明，如图4.7所示被测要素为线素。,(3) 被测要素为线素的标注,如图4.7 被测要素为线素,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,3. 基准要素的标注方法,在技术图样中，无论基准要素的方向如何，基准方格中的字母都应水平书写，如图4.8中（c）、（d）所示。,基准符号由一个标注在基准方框内的大写字母，用细实线与一个涂黑（或空白）的三角形相连而组成，如图4.8所示。,在技术图样中，相对于被测要素的基准采用基准符号标注。,表示基准的字母也要标注在相应被测要素的公差框格内。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(3) 基准种类,根据需要，关联要素的方向或位置由基准或基准体系来确定。基准分为单一基准、公共基准（组合基准）和三基面体系三类。,a. 单一基准是由单个要素建立的基准，用一个大写字母表示，如图4.11（a）所示。,图4.11（a）,图4.11（b）,图4.11 （c）,b. 公共基准是由两个要素建立的一个组合基准，用中间加连字符“”的两个大写字母表示，如图4.11（b）所示。,c. 多基准是由两个或三个基准建立的基准体系，表示基准的大写字母按基准的优先顺序自左至右填写在公差框格内，如图4.11（c）所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,（3）限定性规定的标注,a. 如果需要对整个被测要素上任意范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值， 并在两者之间用斜线隔开，如图4.14（a）所示。,图4.13 （a）,b. 如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图4.14（b）所示。,图4.13 （b）,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,4.2.2 几何公差带,几何公差带是指由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公差值表示其大小的区域。它是限制实际被测要素变动区域。,几何公差带有形状、大小、方向和位置四个要素。,（1）几何公差带形状同 如表4.3所示（主要有9种),几何精度精度设计与检测,公差带的大小是用它的宽度或直径表示，由给定的公差值,（4）几何公差带位置,(3) 几何公差带的方向（即公差带的宽度方向）,对于圆度公差带的方向应垂直于公称轴线，如图所示。,几何公差带位置有浮动和固定两种形式。,（2）几何公差带大小,（ t或t 和 St ）决定。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,1. 形状公差带,形状公差带是控制被测要素为线或面。,形状公差有直线度、平面度、圆度和圆柱度等主要几何特征，它们公差带的定义和标注示例见表4.4所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,形状公差值，即：ft或ft。,形状公差是指单一实际被测要素的形状所允许的变动全量，是,为限制形状误差而设置的。,形状误差共有四种，直线度误差、平面度误差、圆度误差和圆,柱度误差。,判断零件形状误差的合格条件为形状误差值小于等于其相应的,几何精度精度设计与检测, 给定平面内的直线度公差带,公差带定义：为在给定平面内和给定方向上，距离等于公差值t两平行直线所限定的区域，如左下图所示。,标注示例如右下图所示。,标注含义： 在任一平行于图示投影面的平面内，上平面的提取（实际）线应限定在距离等于0.1的两平直线之间。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 给定方向上的直线度公差带,公差带定义：为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区 域，如左下图所示。,标注示例 如右下图所示。,标注含义：提取（实际）的棱边线应限定在距离等于0.1的两 平行平面之间。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 给定任意方向( t 控制轴线)的直线度公差带,公差带定义：由于公差值前加注了符号，公差带为直径 等于公差值t的圆柱面所限定的区域，如下 左图所示。,标注示例如右下图所示。,标注含义：外圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径 等于0.08的圆柱面内。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(2) 平面度公差带,公差带定义：为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区 域，如左下图所示。,标注示例如右下图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在距离等于0.08的两平行 平面之间。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(3) 圆度公差带,公差带定义：为在给定横截面内，半径差等于公差值t的同心圆 所限定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注示例图,公差带图,标注含义：在圆柱面和圆锥面的任意横截面内，提取（实际） 圆周应限定在半径差等于0.03的两同心圆之间。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(4) 圆柱度公差带,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）圆柱面应限定在半径差等于0.1的 的两同轴圆柱面之间。,公差带图,标注示例图,公差带定义：为半径差等于公差值t的两同轴圆柱面所限 定的区域，如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,2.方向公差带,方向公差带是控制被测要素为线或面。,方向公差有平行度、垂直度和倾斜度等主要几何特征。,方向公差是指实际关联要素相对基准要素的理想方向的允许变动量。因此，方向公差有基准。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,常用平行度、垂直度和倾斜度公差带的定义及标注 示例见表4.5.,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的画法,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的画法,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的画法,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的画法,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(1) 平行度公差带,基 准,面,线, 面对面平行度, 线对面平行度, 面对线平行度, 线对线平行度,平行度公差是方向公差中的一种，即要求被测要素方向与基准要素方向平行。,给定垂直方向,给定水平方向,给定任意方向,位置公差带的画法,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 面对基准面平行度的公差带,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在距离等于 0. 1、平行于基 准D的两平行平面之间。,公差带图,标注示例图,公差带定义：为距离等于公差值t、平行于基准平面的两平行 平面所限定的区域，如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 线对基准面平行度的公差带,公差带定义：为平行于基准面、距离等于公差值t的两 平行平面所限定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）中心线应限定在平行于基准平 面B、间距等于0.01的两平行平面之间。,公 差 带 图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 面对基准线平行度的公差带,公差带定义：为距离等于公差值t平行于基准轴线的两平行 平面所限定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在间距等于0. 1、平行于基准轴线C的两平行平面之间。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 线对基准线平行度的公差带,公差带定义：若公差值前加注了符号，公差带为平行于 基准轴线、直径等于公差值t的圆柱面所限 定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）中心线应限定在平行基准轴线 A 、直径等于0. 02的圆柱面内。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(2) 垂直度公差带,基 准,面,线, 面对面垂直度, 线对面垂直度, 面对线垂直度, 线对线垂直度,垂直度公差也是方向公差中的一种，即要求被测要素 方向与基准要素方向垂直。,给定垂直方向,只是线对面的垂直度公差带比线对面的平行度公差带要复杂，即有方向问题。,垂直度的公差带分析方法同平行度。,给定水平方向,给定任意方向,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 面对基准面垂直度的公差带,标注示例如下右图所示。,公差带图,标注示例图,公差带定义：为距离等于公差值t、垂直于基准平面的两平 行平面所限定的区域，如下左图所示。,标注含义：提取（实际）实际表面应限定在距离等于0.08 、 垂直于基准平面A的两平行平面之间。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 面对基准线垂直度的公差带,公差带定义：为距离等于公差值t且垂直于基准轴线的两平 行平面所限定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）实际表面应限定在距离等于0.08 的两平行平面之间。该两平行平面垂直于基 准轴线A。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 线对基准面垂直度的公差带,标注示例如下右图所示。,标注含义：圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径等于 0.01、垂直于基准平面A的圆柱面内。,公差带图,标注示例图,公差带定义：若公差值前加注符号，公差带为直径等于 公差值 t、轴线垂直于基准平面的圆柱面所 限定的区域，如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 线对基准体系垂直度的公差带,公差带定义：为间距直径等于公差值 t的两平行平面所限定 的区域。该两平行平面垂直于基准平面A,且平行于基 准平面B。如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：圆柱面的提取（实际）中心线应限定在距离等于 0.1的两平行平面之间。该两平行平面垂直于基准平面A,且平行于基准平面B。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(3) 倾斜度公差带,基 准,面,线, 面对面倾斜度, 线对面倾斜度, 面对线倾斜度, 线对线倾斜度,倾斜度公差是最基本的一种方向公差，平行度、垂直 度是它的特例。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 面对基准面倾斜度的公差带,公差带定义：公差带为间距等于公差值 t的两平行平面所限 定的区,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在距离等于0.08的两平行平面之间。该两平行平面按论理正确角度400倾斜于基准平面A。,公差带图,标注示例图,域。该两平行平面按给定角度倾斜于基准平面。如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 线对基准线倾斜度的公差带,公差带定义：公差带为间距等于公差值 t的两平行平面所限定的区域。该两平行平面按给定角度倾公共基准轴线。如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）中心线应限定在距离等于0.08的两平行平面之间。该两平行平面按论理正确角度600倾斜于公共基准轴线AB。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,图4.25 对某一被测要素同时有方 向公差和形状公差要求的示例,方向公差带能把同一被测要素的形状误差控制在方向公差带范围内。因此，对某一被测要素给出方向公差 后，仅在对形状精度有进一步要求时，才另外给出形状公差，但形状公差值必需小于方向公差值，如图4.25所示。,位置公差带的综合控制功能,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差主要有同心度、同轴度、对称度和位置度等几何特征。,常用同心度、同轴度、对称度和位置度公差带的定义及标注示例见表4.6。,位置公差带是控制被测要素为点、线或面。,位置公差是指实际关联要素相对基准要素或基准和理论正确尺寸所确定的理想位置的允许变动量。位置度公差带的位置是固定的。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的综合控制功能,对 称 度 公 差,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带的综合控制功能,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(1) 同心度公差带,同心度公差带是控制被测要素为圆心（即点），即被测实际圆心与基准圆心重合程度的精度要求。,公差带定义：若公差值前加注符号，公差带为直径等于公差值 t的圆周所限定的区域。该圆周的圆心与基准点重合，如下左图所示。,同心度标注示例如下右图所示。,标注含义：在任意横截面内（ACS表示任意横截面） ，内圆的提取（实际）中心应限定在直径等于 0. 1，以基准点A为圆心的圆周内。,公差带图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(2) 同轴度公差带,同轴度公差带是控制被测要素（圆柱面或圆锥面）为轴线，即被测实际轴线与基准轴线重合程度的精度要求。,同轴度公差是指被测实际轴线对基准轴线的允许变动量。,公差带定义：若公差值前加注符号，公差带为直径等于公差值 t的圆柱面所限定的区域。该圆柱面的轴线与基准轴线重合，如下左图所示。,同轴度标注示例如下右图所示。,标注含义：大圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径等于 0. 1、以基准轴线A为轴线的圆柱面内。,公 差 带 图,标注示例图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(3) 对称度公差带,对称度公差带是控制被测要素为中心平面或轴线，即被测导出要素与基准导出要素重合程度的精度要求。,对称度公差是指被测导出要素（中心平面或轴线）的位置对基准导出要素（基准平面或基准轴线）的允许变动量。,对称度公差带是指距离为公差值，并相对于基准对称配置的两平行平面之间的区域，其位置是固定。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：公差带为距离等于公差值 t、对称于基准中心平面的两平行平面所限定的区域。如下左图所示。,对称度标注示例如下右图所示。,公差带图,标注示例图,标注含义：提取（实际）中心面应限定在距离等0.08、对称于公共基准中心平面AB两平行平面之间。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(4) 位置度公差带,位置度公差带是控制被测要素为点、线或面，即被测要素相对于基准和理论正确尺寸所确定的理想位置的精度要求。,位置度公差是指被测的实际位置对其理想位置的允许变动量。,位置度公差带是指被测要素的理想位置为中心来控制实际被测要素的变动区域，该区域相对于理想位置对称配置，其宽度或直径等于公差值。其位置是固定的。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）球心应限定在直径等于S0.3的圆球内。该圆球面的中心由基准平面A、基准平面B、基准中心平面C和理论正确尺寸30、25确定。, 点的位置度公差带,公 差 带 图,标注示例图,公差带定义：公差值前加注S，公差带为直径等于公差值 S t的圆球面所限定的区域。该圆球面的中心的理论正确位置由基准A、B、C和理论正确尺寸确定。如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：给定一个方向的公差时，公差带为距离等于公差值 t、对称于线的理论正确位置的两平行平面所限定的区域。线的理论正确位置由基准A、B、和理论正确尺寸确定。公差只在一个方向上给定。如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：各条刻线的提取（实际）中心线应限定在距离等于0.1、对称于基准平面A、B和理论正确尺寸25、10确定的理论正确位置的两平行平面之间。, 线的位置度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,标注示例如下右图所示。, 面的位置度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,标注含义：提取（实际）表面应限定在距离等于0.05、且对称于被测面的理论正确位置的两平行平面之间。该两平行平面对称于由基准平面A、基准轴线B和理论正确尺寸15、1050确定的理论正确位置。,公差带定义：公差带为间距等于公差值t、且对于被测面理论正确位置的两平行平面所限定的区域。面的理论正确位置由基准面、基准轴线和理论正确尺寸确定。如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,位置公差带能把同一被测要素的形状误差和方向误差控制在位置公差带区域内。因此，对某一被测要素给出位置公差后，一般不再给出形状公差和方向公差了。仅在对形状精度或方向精度有进一步要求时，才另外给出形状公差或方向公差，但应遵守形状公差小于方向公差、方向公差小于位置公差的原则。其标注示例如图4.26所示。,图4.26 对同一被测要素同时给出 形状、方向和位置公差,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,4. 轮廓度公差带,线轮廓度和面轮廓度公差带的定义及标注示例见表4.7所示。,轮廓度公差带是控制被测要素为曲线或曲面。,轮廓度公差分线轮廓度和面轮廓度公差两种几何特征。,无基准要求的轮廓度公差为形状公差，有基准要求的轮廓度公差为方向公差或位置公差。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,轮廓度公差带,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,标注含义：在任一平行于图示投影面的横截面内，提取（实际）轮廓线应限定在直径等于0.04，圆心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间。,(1) 线轮廓度公差带,无基准的线轮廓度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,公差带定义：公差带为直径等于公差值 t、圆心位于具有理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域，如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：公差带为直径等于公差值 t、圆心位于由基准平面A和基准平面B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域，如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：在任一平行于图示投影平面的横截面内，提取（实际）轮廓线应限定在直径等于0.04，圆心位于由基准平面A和基准平面B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两等距包络线之间。, 有基准的线轮廓度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,(2) 面轮廓度公差带, 无基准的面轮廓度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,标注含义：提取（实际）轮廓面应限定在直径等于0.02，球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面之间。,标注示例如下右图所示。,公差带定义：公差带为直径等于公差值 t、球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,标注含义：提取（实际）轮廓面应限定在直径等于0.1，球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面之间。, 有基准的面轮廓度公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,公差带定义：公差带为直径等于公差值 t、球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域，如下左图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,5. 跳动公差带,跳动公差带是控制被测要素为圆柱体的圆柱面、圆柱端面，圆锥体的圆锥面和曲面等组成要素。,跳动公差是按特定测量方法定义的综合的几何公差。,跳动公差分圆跳动和全跳动，其公差带的定义及标注示例见表4.8所示。,跳动公差的基准为圆柱体或圆锥体的轴线。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,4.2 几何公差的标注及其公差带,全 跳 动 公 差,5. 跳动公差带,几何精度精度设计与检测,（1）圆跳动公差带,圆跳动是指实际被测的组成要素绕基准轴线在无轴向移动的条件下转一转过程中，由固定的指示表在给定测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。,圆跳动公差是指上述测得示值之差的允许变动量。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,标注含义：在任一垂直于基准A的横截面内，提取（实际）圆应限定在半径差等于0.1，圆心在基准轴线A上的两同心圆之间，见图（a）。,在任一平行于基准平面B、垂直于基准轴线A的截面上，提取（实际）圆应限定在半径差等于0.1，圆心在基准轴线A上的两同心圆之间，见图（b）。,公 差 带 图,标 注 示 例 图,公差带定义：公差带为在任一垂直于基准轴线的横截面内、半径差等于公差值 t、圆心在基准轴线上的两同圆所限定的区域。, 径向圆跳动公差带,标注示例如下右图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测, 轴向圆跳动公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,公差带定义：公差带为为与基准轴线同轴的任一直径的圆柱截面上、间距等于公差值 t的两圆所限定的圆柱面区域，如下左图所示。,标注含义：在与基准轴线D同轴的任一圆柱形截面上， 提取（实际）圆应限定在轴向距离差等于0.1的两个等圆之间。,标注示例如下右图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：公差带为为与基准轴线同轴的某圆锥截面上、间距等于公差值 t的两圆所限定的圆锥面区域。除非另有规定，测量方法应沿被测表面的法向。如下左图所示。,公 差 带 图,标 注 示 例 图,标注含义：在与基准轴线C同轴的任一圆锥面上，提取 （实际）线应限定在素线方向间距差等于0.1的两个不等圆之间。, 斜向圆跳动公差带,标注示例如下右图所示。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,全跳动是指实际被测的组成要素绕基准轴线在无轴向移动的条件下连续旋转，并且指示表与实际被测要素作相对运动过程中，由指示表在给定的测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。,全跳动公差是指上述测得示值之差的允许变动量。,（2）全跳动公差带,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：公差带为半径差等于公差值 t、与基准轴线同轴的两圆柱面所限定的区域。如下左图所示。,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在半径差等于0.1，与公共基准轴线A B同轴的两圆柱面之间。, 径向全圆跳动公差带,公 差 带 图,标 注 示 例 图,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差带定义：公差带为间距等于公差值 t、垂直于基准轴线的两平行平面所限定的区域。如下左图所示。,公 差 带 图,标 注 示 例 图, 轴向全圆跳动公差带,标注示例如下右图所示。,标注含义：提取（实际）表面应限定在间距等于0.1，垂直于基准轴线D的两平行平面之间。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,跳动公差带能综合控制同一被测要素的形状误差、方向误差和位置误差。例如径向圆跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆度误差；径向全跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆柱度误差；轴向全跳动公差带可以同时控制端面对基准轴线的垂直度误差和平面度误差。,对某一被测要素给出跳动公差后，若不能满足功能要素时，则另行给出形状、方向和位置公差，其公差值应遵守形状公差小于方向公差，方向公差小于位置公差，位置公差小于跳动公差的原则。,4.2 几何公差的标注及其公差带,几何精度精度设计与检测,公差原则 ,是指处理 t几何和 T尺 之间关系应遵循的原则。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,t几何 和 T尺 之间的关系：,无：,有：,包容要求,独立原则,最大实体要求,最小实体要求,可逆要求,一、有关公差原则的一些术语和定义,1.最大实体状态（MMC）,和最大实体尺寸（MMS）,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最大（即材料最多，重量最重）的状态。,对孔 DM =,对轴 dM =,是指在MMC下的尺寸，称为MMS。,（2）MMS ,Dmin,dmax,dmax,Dmin,（1）MMC,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,2. 最小实体状态（LMC）,是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最小（即材料最少，重量最轻）的状态。,(1) LMC,和最小实体尺寸（LMS）,Dmax,dmin,几何精度精度设计与检测,是指在LMC下 的尺寸为LMS。,对孔 DL=,对轴 dL=,(2) LMS ,Dmax,dmin,Dmax,dmin,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,3. 体外作用尺寸（EFS）(图4.27),Dfe =,Daf几何,孔的EFS 是指被测要素在给定长度上，与实际内表面（孔）体 外相接的最大理想面的直径或宽度。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,da + f几何,dfe=,是指被测要素在给定长度上，与实际外表面（轴）体外相接的最小理想面的直径或宽度。,轴的EFS ,实际尺寸,几何误差,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,是指被测要素在给定长度上，与实际内表面（孔）体内相接的最小理想面的直径或宽度。,Dfi =,Da+ f几何,孔的IFS ,实际 尺寸,几何 误差,4. 体内作用尺寸(IFS),4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,dfi =,da - f几何,是指被测要素在给定长度上，与实际外表面（轴）体内相接的最大理想面的直径或宽度。,轴的IFS ,形状 误差,实际 尺寸,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,5. 最大实体实效状态(MMVC),是指实际要素在给定长度上处于MMC，且其中心要素的,MMVC,和最大实体实效尺寸(MMVS),f几何= t几何 时综合状态。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,是指在MMVC下的尺寸。,对孔 DMV,= DM t几何,对轴 dMV,= dM + t几何,(b),MMVC,最大实体尺寸,几何公差,MMVS ,几何精度精度设计与检测,6.最小实体实效状态(LMVC),对孔 DLV=,和最小实体实效尺寸(LMVS),对轴 dLV,DL+t几何,dL t几何,是指实际要素在给定长度上处于LMC，且其中心要素的 f几何= t几何 时综合状态。,LMVC ,LMVS ,是指在LMVC下的尺寸。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,7. 边界,边界是设计给定的具有理想形状的极限包容面（既包括内表面，也包括外表面）。,单一要素的边界没有方向和位置的约束。,例如 下图：,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,例如：,是指理想形状的极限包容面的直径或宽度。,边界尺寸（BS）,边界尺寸(BS),关联要素的边界应与基准保持图样上给定的方向或位置关系。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,按边界尺寸可分 :,具有理想形状且边界尺寸（BS）为MMS的包容面。,（1）最大实体边界（MMB）,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,（2）最大实体实效边界（MMVB）,具有理想形状 且 BS 为LMS的包容面。,具有理想形状且BS为LMVS的包容面。,（3）最小实体边界（ LMB ）,（4）最小实体实效边界（ LMVB ）,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,二、独立原则,图样上对某要素的t几何与T尺各自独立，彼此无关，分别满足各自公差要求。即,标注方法 ( 图4.29 ),应用：,检测：,f尺 T尺,f几何 t几何,独立原则应用于有特殊功能要求的要素。,对于实际尺寸用两点法测量，,其几何误差用普通计量器具或专用量具测量。,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,三、包容要求（ER）,用于单一要素的一种相关要求。,图样标注见图4.30 所示 。,动态公差图,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,用MMB控制单一要素的实际尺寸和几何误差的综合结果。即要求,对轴,对孔,包容要求的含义：,dfedM = dmax,且 dadL=dmin,DfeDM = Dmin,且 DaDL=Dmax,体外作用尺寸（EFS）不超出MMS(MMB)，,实际尺寸不超出LMS。,可用下式表示,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,dfedM= dmax,dadL= dmin,其合格条件为,例如左图所示。,其动态公差图为,包容要求应用于有配合性质要求的要素。,包容要求一般用光滑极限极限量规检验。,应用：,检测：,0,尺寸公差,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,四、最大实体要求（MMR）,适用于中心要素有几何公差要求的情况。,1. 图样标注 见下图（图4.31（a),M,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,用MMVB控制被测要素的实际尺寸和几何误差的综合结果，,对轴,对孔,2. 最大实体要求的含义：,并且实际尺寸不超出极限尺寸。,且 dmin dadmax,dfedMV=dM+ t几何,DfeDMV=DM- t几何,且 DminDaDmax,要求EFS不超出MMVS(MMVB)，,3. 合格条件,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,用下例说明：,0,t =0.1+( dM da),= 0.1+T尺寸,补偿,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,可逆要求用于MMR时,其标注和动态公差带图如下图。,对轴 dfe dMV ， dadL,对孔 DfeDMV ， DaDL,RR合格条件为,4. RR用于MMR,补偿,=0.1+0.033,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,5. MMR为零形公差,对轴 dfedM ， dadL,其标注和动态公差带图见下图（图4.32）。,合格条件：,对孔 DfeDM ，DaDL,0,尺寸 公差,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,最大实体要求用于只要求可装配性的要素。,最大实体要求一般用功能量规来检验。,最大实体要求的应用：,最大实体要求的检测：,4.3 公差原则与公差要求,几何精度精度设计与检测,4.4 几何精度设计,设计 内容,几何公差特征项目 ,公差原则 ,基准 ,一、几何公差特征项目的选用,1. 根据f几何对零件工作性能的影响 ；,2. 根据加工中可能产生的f几何和检测条件 等来选用。,公差值 ,19项,独立原则和相关要求,单基准、公共基准和基准体系,未注公差值和注出公差值,几何精度精度设计与检测,二、公差原则和公差要求的选用,1.对于有特殊功能要求的要素，,一般采用独立原则；,但应考虑T尺和t几何相互补偿的可能性。,根据功能要求、零件大小和检测方便来选用；,2.有配合性质要求的要素，,一般采用包容要求（ER）；,3.对于保证可装配性、无配合性质要求的要素，,一般采用最大实体要求（MMR）；,一般采用最小实体要求,4.对于保证临界值的设计，以控制最小壁厚,保证最低强度要求的要素。,4.4 几何精度设计,（LMR）。,几何精度精度设计与检测,三、基准要素的选用,根据零件的安装、作用、结构特点以及加工和检测要求 等 情况来选用；,但应尽量遵循设计、工艺、测量和工作等基准统一的原则。,根据需要可采用单一基准、公共基准、三基面体系。,基准要素通常应有较高的形状精度，它的长度较大、面积较大、刚度较大。,4.4 几何精度设计,几何精度精度设计与检测,（3）未注几何公差的图样标注,在标题栏附近或技术要求中注出标准号和公差等级。,例如下图 的 未注几何公 差的标注。,其未注几何 公差为K级。,4.4 几何精度设计,几何精度精度设计与检测,2. 注出几何公差值的规定,（1）公差等级,（2）主参数（ 如右图）,0、1、2、12 共 13个 等级；,圆度、圆柱度：,1、2、12 共 12 个等级；,此后依次降低，12 级最低。,常用 4 8 级。,d ( D ) 、L、B。,其中 0 级精度最高，,其余,L,如右图中,圆度为主参数 d ,直线度为L。,4.4 几何精度设计,几何精度精度设计与检测,（3）注出几何公差的数值 （ 表4.134.17）,例如圆度、圆柱度的公差值(表4.14)。,4.4 几何精度设计,表4.14,几何精度精度设计与检