GM形位公差简介.pdf

GD T 形位公差 简解 形位公差 简解 陈一士陈一士 2004 102004 10 GD T 全称为全称为 Global Dimensioning and Tolerancing 全球的尺寸和公差的规定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 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 形状和位置 几何 公差 部分 作一简要的 基础的讲述 部分 作一简要的 基础的讲述 GM的的GD T新标准 新标准 97起 和我国的形位公差标准都起 和我国的形位公差标准都等效 采用 等效 采用了了国际标准国际标准 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 故下面根据自己多年的实践 基本上按 我国 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 故下面根据自己多年的实践 基本上按 我国GB标准的名词术语来解释标准的名词术语来解释 GM 的的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 标准 当某些名词 术语及内容上两国的标准有所区别时 GM 的的 GD T 新 旧标准 不同之处 会特别加以说明 新 旧标准 不同之处 会特别加以说明 两国的有关标准 两国的有关标准 中国中国GB T 1182 96 形状和位置公差通则 定义 符号和图样表示法形状和位置公差通则 定义 符号和图样表示法 GB T 4249 96 公差原则公差原则 GB T 13319 03 几何公差位置度公差注法几何公差位置度公差注法 GB T 16671 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 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 T 16892 97 形状和位置公差非刚性零件注法形状和位置公差非刚性零件注法 美国美国ASME Y14 5M 82 旧旧 Dimensioning and Tolerancing ASME Y14 5M 94 新新 Dimensioning and Tolerancing 通用通用A 91 89 旧旧 Dimensioning and Tolerancing Global Dimensioning and Tolerancing Addendum 97 01 04 注 注 97 01版本为通用版本为通用 福特福特 克莱斯勒克莱斯勒一起一起发布 发布 04版本为版本为通用单独通用单独发布 发布 相应的国际标准有 相应的国际标准有 ISO 1101 83 ISO 5459 81 ISO 8015 85 ISO 2692 88 ISO 10579 92 ISO 10579 93等 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 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 尺寸 公差和和表面粗糙度表面粗糙度要求以外 还须对零件规定合理的要求以外 还须对零件规定合理的形状和 位置公差 形状和 位置公差 由于时间关系 本简解重点是如何读由于时间关系 本简解重点是如何读懂图懂图上的形位公差 上的形位公差 一要素一要素 Feature 1 定义 要素是指零件上的特征部分 定义 要素是指零件上的特征部分 点 线 面点 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 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 1图 1 形位公差形位公差研究对象研究对象就是就是要素要素 即 即点 线 面点 线 面 2类型类型 2 1 按存在的状态分 按存在的状态分 实际要素实际要素 Real Feature 零件加工后零件加工后实际存在实际存在的要素的要素 存在误差存在误差 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 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 理想要素理想要素 Ideal Feature 理论正确理论正确的要素的要素 无误差无误差 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 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 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 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 按结构特征分 轮廓轮廓 实有实有 要素要素 Integral Feature 表面表面上的点 线或面 上的点 线或面 中心中心 导出导出 要素要素 Derived Feature 由一个或几个轮廓由一个或几个轮廓 组成组成 要素得到的要素得到的中心中心点点 圆心或球心圆心或球心 中心中心线线 轴线轴线 或或中心中心面 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 轮廓要素轮廓要素 轴线轴线球心球心 中心要素中心要素 图 2图 2 2 3 按所处的地位分 按所处的地位分 被测要素被测要素 Features of a part 图样上给出了图样上给出了形位公差要求形位公差要求 的要素 为测量的对象 的要素 为测量的对象 基准要素基准要素 Datum Feature 零件上用来零件上用来建立基准建立基准并实际起 基准作用的实际要素 如一条边 一个表面或一个孔 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 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 基准基准要素 基准 A 0 1 A 2 5 0 2 被测要素被测要素 基准要素基准要素 图 3图 3 2 4 按结构性能分 按结构性能分 单一要素单一要素 Individual Feature 具有具有形状形状公差要求的要素 公差要求的要素 2 5 0 2 0 02 功能关系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 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 关联要素关联要素 Related Feature 与其它要素具有与其它要素具有功能关系功能关系的要素 的要素 A 0 1 A 关联要素关联要素 单一要素单一要素 图 4图 4 2 5 按与尺寸关系分 按与尺寸关系分 尺寸要素尺寸要素 Feature of Size 由一定大小的由一定大小的线性尺寸线性尺寸或角度或角度尺寸 确定 尺寸 确定的几何形状 的几何形状 尺寸要素可以是尺寸要素可以是圆柱形圆柱形 球形球形或或两平行对应面两平行对应面等 等 非尺寸要素 非尺寸要素 本人定义本人定义 没有大小尺寸的几何形状 没有大小尺寸的几何形状 非尺寸要素可以是非尺寸要素可以是表面表面 素线素线 上述要素的名称将在后面经常出现 须注意的是上述要素的名称将在后面经常出现 须注意的是一个一个要素在要素在不 同 不 同的的场合场合 它的名称会有 它的名称会有不同不同的的称呼称呼 表面表面素线素线 圆柱圆柱形形球球形 两平行 对应面 形 两平行 对应面 图 5图 5 二符号二符号 Symbol 图 6图 6 1 GM新标准公 差特征项目的符 号与 新标准公 差特征项目的符 号与 ASME标准 美 标准 美 ISO 标 准和我国 标 准和我国 GB 标 准 标 准完全完全相同 相同 2 GM A 91 旧 标准公差特征项 目的符号略有 旧 标准公差特征项 目的符号略有不 同 不 同 见图 见图7 2 1 公差特征项目的符号公差特征项目的符号 GM新标准新标准 1 线轮廓度可带基准成为位置公差 线轮廓度可带基准成为位置公差 2 此分类见此分类见ANSI T14 5M 82 但是不强调 但是不强调 GM A 91标准的公差特征项目符号标准的公差特征项目符号 图图 7 与新标准主要 区别 与新标准主要 区别 1 无同轴度和 对称度 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 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 跳动箭头为 空心箭头 2 2 附加符号附加符号 GM新标准新标准 图图 8 1 相对相对GM A 91标 准 标 准 取消取消了符号了符号 S 独 立原则 独 立原则RFS 增加增加 T 正切平面 正切平面 ST 统计公 差 统计公 差 CR 受控半径 受控半径 2 ST 统计公差 统计公差 GM目前目前不应用不应用 标准还有 标准还有 50 理 论正确尺寸 理 论正确尺寸 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 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 形位公差框格形位公差框格 Feature Control Frames 公差值及附加符号公差值及附加符号 基准要素的字母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公差特征项目的符号 图图 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 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 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 三标注三标注 Mark 3 2 被测要素的标注被测要素的标注 两国标准不同两国标准不同 3 2 1 中国中国GB标准标准 形位公差框格通过用形位公差框格通过用带箭头的指引线带箭头的指引线与要素 相连 a 被测要素是 与要素 相连 a 被测要素是轮廓轮廓要素时 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 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明显地分开 见图 见图10 左 b 被测要素是 左 b 被测要素是中心中心要素时 带箭头的指引线应与尺寸线的延长线要素时 带箭头的指引线应与尺寸线的延长线对 齐 对 齐 见图 见图10 右 当尺寸线箭头由外向内标注时 则箭头合一 右 当尺寸线箭头由外向内标注时 则箭头合一 图图 10 素线直线度素线直线度 轴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 但不可带箭头的指引线可从框格任一方向引出 但不可同时同时从两端引 出 从两端引 出 3 2 2 GM标准 有四种 且可无标准 有四种 且可无带箭头的指引线带箭头的指引线 a 形位公差框格 放于要素的尺寸或 与说明下面 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当某些公差特征项目的符号可同时可同时应用于轮廓及中心要素时 应用于轮廓及中心要素时 GM标准 的标注方法与我国 标准 的标注方法与我国GB标准标准相同相同 它在这些公差特征项目中有 它在这些公差特征项目中有专门专门说明 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 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 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 把形位公差框 格侧面或端面与要 素的延长线相连 3 2 3 几个特殊标注几个特殊标注 除非另有要求 其公差适用于整个被测要素 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对实际被测要素的形状公差在全长上全长上和和给定长度内给定长度内分别有要求 时 应按图 分别有要求 时 应按图12 标注 标注 GM 标准与我国标准与我国GB 标准标准相同相同 图图 12 全长上全长上直线度直线度 公差公差0 4 每每25内直线 度 内直线 度公差公差0 1 b 轮廓度中若表示的公差要求适用范围轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓不是整个轮廓时 应标注出 其 时 应标注出 其范围范围 见图 见图9标注 仅标注 仅GM标准 标准 图图 13 c 轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的公差要求公差要求适用于适用于整个轮廓整个轮廓 则在指引线转角处加 一 则在指引线转角处加 一小圆小圆 全周符号 见图 全周符号 见图14 GM 新标准与我国新标准与我国GB 标准标准相同相同 图图 14 GM标 准也可不 加圆 而 在框格下 标注 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 来表示 图例见面 轮廓度公 差带的介 绍 GM标准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 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 在后面介绍后面介绍面轮廓度公差时再讲述 面轮廓度公差时再讲述 d 螺纹 齿轮和花键 螺纹 齿轮和花键 GM 新标准与我国新标准与我国GB 标准标准相同相同 一般情况下 以 一般情况下 以螺纹中径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 轴线作为被测要素或基准要素 如用大 径轴线标注 MAJOR DIA MD 用小径轴线标注 用小径轴线标注 MINOR DIA 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 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 PITCH DIA PD 用大径轴线标注 用大径轴线标注 MAJOR DIA MD 用 小径轴线标注 用 小径轴线标注 MINOR DIA LD 3 3 基准要素的标注基准要素的标注 3 3 1 符号符号 GM标准规定字母标准规定字母I O和和Q不用 我国不用 我国GB标准还要多标准还要多 GM新标准新标准 ISO GM A 91 标准我国标准我国GB标准标准 3 3 2 与基准要素的连接 与基准要素的连接 GM 新标准与我国新标准与我国GB 标准标准相同相同 a 基准要素是 a 基准要素是轮廓轮廓要素时 符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上 要素时 符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上 但必须与尺寸线但必须与尺寸线明显地分开明显地分开 见图 见图15 图图 15 AAA b 基准要素是b 基准要素是中心中心要素时 符号中的连线应要素时 符号中的连线应与尺寸线对齐与尺寸线对齐 图图 16 图图 17 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 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 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 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 符号与非尺寸要素的延长线相连 3 3 3GM A 91 标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样 标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样 不 明确 不 明确定义轮廓要素和中心要素 因此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 图样的右上角或左上角专门 有 基准说明表基准说明表 对基准要素进行描述 对基准要素进行描述 四基准四基准 Datum 4 1 定义 基准 定义 基准 与被测要素有关且用来与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个定其几何位置关系的一个几何理 想要素 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 如轴线 直线 平面等 可由零件上的一个或多个要素构成 模拟模拟基准基准要素要素 在加工和检测过程中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 用来建立基准并与基准要 素相接触 且具有足够精度足够精度的的实际表面实际表面 模拟基准要素模拟基准要素 零件零件1 零件零件2 基准要素基准要素 一个底面一个底面 图图 18 在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差 在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差 图图 19 模拟基准 要素是基准的 模拟基准 要素是基准的 实际体现实际体现 在加工和 检测过程中 往往用 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 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 等足够精度 的实际表面来 作为模拟基准 要素 模拟基准 要素 4 2 类型类型 单一基准单一基准 一个要素做一个要素做一个一个基准 基准 A A B 组合 组合 公共公共 基准 基准 二个或二个以上要素做二个或二个以上要素做一个一个基准 典型的例子为公共轴线做基准 图 基准 典型的例子为公共轴线做基准 图 20 AB A B 基准体系基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合 由二个或三个独立的基准构成的组合 三基面体系三基面体系 Datum Reference Frame 三个三个相互垂直相互垂直的的理想理想 基准基准 平面平面构成的空间构成的空间直角坐标系直角坐标系 见图 见图21 图图 21 A 板类零件三基面体系板类零件三基面体系 图图 22 用 三 个 基 准 框 格 标 注 用 三 个 基 准 框 格 标 注 基准基准F 第三基 准平面约束了 第三基 准平面约束了一一 个自由度 个自由度 基准基准E 第二基 准平面约束了 第二基 准平面约束了二二 个自由度 个自由度 根据夹具设计原理 根据夹具设计原理 基准基准D 第一基 准平面约束了 第一基 准平面约束了三三 个自由度 个自由度 B 盘类零件盘类零件三基面体系体系 图图 23 虽然 还余下虽然 还余下一个自由度一个自由度 由于该零件对于 基准轴线 M 由于该零件对于 基准轴线 M 无定向无定向要求 即该零件加工四个孔 时 可 要求 即该零件加工四个孔 时 可随意随意将零件放置于夹具中 而不影响其加 工要求 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 用 二 个 基 准 框 格 标 注 根据夹具设计 原理 根据夹具设计 原理 基准基准K 第 一基准平面 约束了 第 一基准平面 约束了三三个 自由度 个 自由度 基准基准M 第 二基准平面 和第三基准 平面相交构 成的基准轴 线 第 二基准平面 和第三基准 平面相交构 成的基准轴 线 约束了约束了二二 个自由度 个自由度 在图在图21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 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 有方 向要求 而从定位原理 上讲基准 而从定位原理 上讲基准 U V 已构成 了基准体系 基准 已构成 了基准体系 基准W是一个是一个辅助辅助 基准平面 不属于基准 体系 基准平面 不属于基准 体系 图图 24 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 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 大量接触到的在实际工作中 大量接触到的三基面三基面体系原理为体系原理为一面二销一面二销 见图见图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 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 无需强调无需强调基准框 格的数量多少 基准框 格的数量多少 图图 25 图图 27 图图 26 基准目标基准目标 Datum Target 用于用于体现体现某个基准而在零件上某个基准而在零件上指定指定的 点 线或局部表面 分别简称为 的 点 线或局部表面 分别简称为点目标 线目标点目标 线目标和和面目标面目标 图图 28 1 点目标可用带球头的圆柱销体现 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 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 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 基准目标的基准目标的位置位置必须用必须用理论正确尺寸理论正确尺寸表示 表示 面面目标还应标注其表 面的 目标还应标注其表 面的大小大小尺寸 尺寸 图图 26 图图 29 二个点目标二个点目标和和一个线目标一个线目标 示例示例 图图26 构成基准 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 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 顺序 基准体系中基准的顺序前后前后表示了表示了不同的设计要求不同的设计要求 见图 见图30 图图 30 基准后有基准后有 无附加符号 又表示了不 同的设计要 求 详见公 差原则 无附加符号 又表示了不 同的设计要 求 详见公 差原则 强调强调4孔轴线 与 孔轴线 与A轴线平行轴线平行 强调强调4孔轴线 与 孔轴线 与B平面垂直平面垂直 五 公差带五 公差带 Tolerance Zone 5 1 定义 公差带 定义 公差带 实际被测要素实际被测要素允许变动的区域允许变动的区域 它体现了对被测要素的设计要求 也是加工和检验的根据 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 2四大特征四大特征 形状 大小 方向 位置形状 大小 方向 位置 A 形状形状 Form 公差带形状公差带形状主要主要有 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 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 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 当实际被测要素的误差在公差带内合格 超出则不合格 直线度直线度 图图 32 两组相互垂直的两平行平面图两组相互垂直的两平行平面图 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 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 给一个方向给一个方向 给二个方向给二个方向 直线度 轴线 直线度 轴线 图图 33 一个圆柱图一个圆柱图 34 两平行平面两平行平面 平面度平面度 任 意 方 向 任 意 方 向 圆度圆度 图图 35 两同心圆两同心圆 圆柱度圆柱度 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 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 线轮廓度线轮廓度 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 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 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 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 图图 38 两等距曲面两等距曲面 GM 标准对周 边要求的 标准对周 边要求的 两种两种标注 形式 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 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 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 有垂直要 求 面轮廓度面轮廓度 图图 39 我国我国GB标 准面轮廓公差带 为对称于理想轮 廓面一种 标 准面轮廓公差带 为对称于理想轮 廓面一种 图图a GM 04标准 用符号 标准 用符号 U 表示公 差带不对称于理 想轮廓的分布 表示公 差带不对称于理 想轮廓的分布 0 6 U 0 6 GM标准标准面轮廓度的标注面轮廓度的标注 0 6 U 0 0 6 U 0 2 U 后为要 素体外的尺寸 后为要 素体外的尺寸 GM A 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 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 ABCABC ABC Z ABC Z 3 0 1 6 0 9 定位 定向 形状 定位 定向 形状 Z Z 1 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 XX X X X XX X X X 0 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 若合用若合用一格一格 定位 定向 形状公差要求 定位 定向 形状公差要求相同相同 若用 若用二格二格 一 般 一 般上上格为格为定位定位公差要求 公差要求 下下格为格为定向 形状定向 形状公差要求 公差要求 图图 40 3 0 1 5 1 5 0 对称于理想轮毂 0位 对称于理想轮毂 0位 复合轮廓度 美国复合轮廓度 美国ASME新标准 新标准 图图 41 图图 42 在 尺 寸 公 差 内 在 尺 寸 公 差 内 只 能 上 下 平 动 只 能 上 下 平 动 可 在 尺 寸 公 差 内 平 动 和 摆 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25 0 25来等效替代上格 来等效替代上格 轮廓度标注 轮廓度标注 GM新标准 新标准 ABC2 5 0 5 ABC2 5 0 5A 对基准对基准A B和和C的位置和方向要求的位置和方向要求 对形状要求对形状要求 对基准对基准A B和和C的位置要求的位置要求 对基准对基准A 的方向和形状要求的方向和形状要求 ABC2 5 0 5 复合轮廓度复合轮廓度标注标注 1 2 ABC2 5 0 5A 对基准对基准B和和C的位置 方向和形状要求的位置 方向和形状要求 对基准对基准A 的位置 方向和形状要求的位置 方向和形状要求 独立轮廓度独立轮廓度标注标注 ABC2 5 0 5ABC 对基准对基准A B和和C位置位置要求要求 对基准对基准A B和和C形状和方向形状和方向要求要求 ABC2 5 0 5AB 基准基准B是表面是表面 对基准对基准A B和和C位置位置要求要求 对基准对基准A B和和C形状和方向形状和方向要求要求 基准基准B是轴线是轴线 3 4 ABC2 5 0 5AB 对基准对基准C的位置 方向和形状要求的位置 方向和形状要求 对基准对基准A B 的位置 方向和形状要求的位置 方向和形状要求 ABC2 5 0 5ABC 对基准对基准A B和和C 的位置 方向和形状 要求 的位置 方向和形状 要求 错误标注 上格不起作用错误标注 上格不起作用 公差带解释公差带解释 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 带中可在水平方向 公差 带中可在水平方向平动 摆动平动 摆动 垂 直方向 垂 直方向摆动 摆动 0 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 4 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 0 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 3 2 5公差带平行公差带平行B 垂直 垂直C 0 5公差 带垂直 公差 带垂直A 并可在 并可在2 5中平动 水平 摆动 中平动 水平 摆动 0 5公差带在垂直公差带在垂直A 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 摆 动 平动 摆 动 2 0 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 1 独立复合独立复合 注 注 基准基准B为表面只能平动 基准为表面只能平动 基准B为轴线可平动和水平摆动 为轴线可平动和水平摆动 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 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 面对面垂直度面对面垂直度 图 图43 面对线垂直度 面对线垂直度 线对面垂直度 线对面垂直度 线对线垂直度 线对线垂直度 垂直度 平行度 倾斜度 属于 垂直度 平行度 倾斜度 属于定向定向公差 其被测要素为 关联要素 公差 其被测要素为 关联要素 垂直度垂直度 线对线垂直度线对线垂直度 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 面对线垂直度面对线垂直度 轴线对面垂直度轴线对面垂直度 图图 46 两平行直线图两平行直线图 47 一个圆柱一个圆柱 线对面垂直度线对面垂直度 给 定 平 面 上 线 给 定 平 面 上 线 任 意 方 向 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 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 面对面平行度面对面平行度 图 图48 面对线平行度 面对线平行度 线对面平行度 线对面平行度 线对线平行度 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 差带一样 可为 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 两平行平面 两平行直线 一个圆柱 不再一 一介绍 平行度平行度 图图 49 一个圆柱一个圆柱 线对线平行度线对线平行度 任 意 方 向 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 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 面对面倾斜度面对面倾斜度 图 图50 面对线倾斜度 面对线倾斜度 线对面倾斜度 线对面倾斜度 线对线倾斜度 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度 的公差带一样 可为 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 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 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 倾斜度倾斜度 这两项目符号在这两项目符号在ASME标准中有 但在标准中有 但在GM A 91标准中却无 标准中却无 GM 新标准虽将这两项目符号放入 但仍明确新标准虽将这两项目符号放入 但仍明确不推荐使用不推荐使用 造成此情况的原因本人认为 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 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 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 就用位 置度替代了同轴度和对称度 同轴度和对称度同轴度和对称度 位置度公差描述的是被测要素位置度公差描述的是被测要素实际位置实际位置对对理想位置理想位置允许的变 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 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孔组的位置度 点的位置度 的位置度 点的位置度 图图 51 一个球一个球 位置度位置度 S 0 6 轴线的位置度 任意方向 轴线的位置度 任意方向 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 右图是用量规右图是用量规来描述零件的检测 详见公差原则 来描述零件的检测 详见公差原则 0 4 面的位置度面的位置度 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对称度标注 标准将此类图样一般用对称度标注 孔 要素 组的位置度孔 要素 组的位置度 a 盘类件盘类件 孔组的位置度由两种位置要求组成 一个是孔组的位置度由两种位置要求组成 一个是各孔 要素 之间的位置各孔 要素 之间的位置要 求 一个是 要 求 一个是孔组 整组要素 的定位孔组 整组要素 的定位要求 要求 图图 54 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 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 称为复合位置度复合位置度 见图 见图56 b 板类件板类件 图图 55 一组矩形一组矩形 一般位置度 给二个相互垂直的方向 一般位置度 给二个相互垂直的方向 图图 56 一组圆柱一组圆柱 孔 组 的 定 位 要 求 孔 组 的 定 位 要 求 各 孔 之 间 的 位 置 要 求 各 孔 之 间 的 位 置 要 求 复合位置度复合位置度 说明说明 检查孔组 定位要求 的量规 检查孔组 定位要求 的量规 检查各孔 之间位置 要求 检查各孔 之间位置 要求的量 规 的量 规 各孔之间 位置要求 的公差带 各孔之间 位置要求 的公差带 孔组定位 要求的公 差带 孔组定位 要求的公 差带 图图 57 位置度标注 位置度标注 GM新标准 新标准 复合位置度标注复合位置度标注独立位置度独立位置度标注标注 ABC ABC ABC AB ABC AB 0 8 M 0 2 M 0 8 M 0 2 M 0 8 M 0 2 M ABC AB 0 8 M 0 2 M 板 类 件 板 类 件 盘 类 件 盘 类 件 垂直垂直A 平行 平行B 可对 可对B上 下 上 下 左右平动 左右平动 垂直垂直A 定向 定向B和和C 只可 对 只可 对C平动平动 垂直垂直A 定位 定位B 与 与B为正确理 论尺寸 只可沿 为正确理 论尺寸 只可沿B左右平动左右平动 垂直垂直A 定位 定位B 与 与B为正确理 论尺寸 可对 为正确理 论尺寸 可对C平动 平动 摆动摆动 上格一样 均垂直上格一样 均垂直A 定位定位B和和C 圆跳动圆跳动 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 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 径向圆跳动径向圆跳动为两同心圆 为两同心圆 端面圆跳动端面圆跳动为为 两两个圆 测量圆柱面上 个圆 测量圆柱面上 GB标准还有标准还有斜斜向圆跳动向圆跳动为两同个圆为两同个圆 测 量圆锥面上 测 量圆锥面上 图 图 58 全跳动全跳动 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 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 端面全跳动端面全跳动为两为两平行平面平行平面 径向全跳动径向全跳动 为为两两同轴圆柱同轴圆柱 斜斜向全跳动 向全跳动 GB标准无 标准无 为两同轴圆锥 为两同轴圆锥 B 大小大小 Size 若公差带为圆 圆柱或球 则在公差值的数字前加注若公差带为圆 圆柱或球 则在公差值的数字前加注 或或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 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 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 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 方向和位置方向和位置 Orientation Location 公差带的方向和位置可以是公差带的方向和位置可以是固定固定的 也可以是的 也可以是浮动浮动的 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 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 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 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 50 A A 六 几个新符号六 几个新符号 6 1 正切平面正切平面 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 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相切的平面 正切平面正切平面 之之要求要求 见图 见图61 图图 61 0 1 T A正切平面正切平面 有有 T 之误差之误差 无无 T 之误差之误差 A 2 5 0 2 0 1 1 图中框格内图中框格内标有标有 T 时 该零件表面时 该零件表面合格合格 没标没标 T 时 该 零件表面将 时 该 零件表面将不合格不合格 2 上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内 上平面的最高点与最低点必须在尺寸公差范围内 6 2 受控半径受控半径 CR GM新标准规定在图样上对带公差的半径有两种标注形式 新标准规定在图样上对带公差的半径有两种标注形式 R 或或 CR 其要求见图 其要求见图59 在 在GM A 91标准中虽然仅一种标注形 式 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 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 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 此内容应属于尺寸标注的范畴 此内容应属于尺寸标注的范畴 图图 62 6 3 自由状态条件自由状态条件 F 这符号放置于形位公差框格中公差值的这符号放置于形位公差框格中公差值的后面后面 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 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63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 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 当零件处于约束状态约束状态时 注 右侧圆柱面 的径向圆跳动不得大于 时 注 右侧圆柱面 的径向圆跳动不得大于2mm 图图 63 注 约束条件 基准平面 注 约束条件 基准平面A是固 定面 用 是固 定面 用64个个 M6X1的螺栓以的螺栓以 9 15 Nm的扭矩 固定 基准 的扭矩 固定 基准B由其相应 规定的尺寸边界 约束 由其相应 规定的尺寸边界 约束 6 4 延伸公差带延伸公差带 P 当图当图64左示螺纹连接时 按常规方法标注 将出现左示螺纹连接时 按常规方法标注 将出现干涉干涉现象 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 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延伸至实体外 图 图64右 右 图图 64 干 涉 干 涉 图图 65 GM标准标注延伸公差带的两种形式 图标准标注延伸公差带的两种形式 图65 框 外 标 延 伸 尺 寸 及 符 号 框 外 标 延 伸 尺 寸 及 符 号 框 内 P 后 标 延 伸 尺 寸 框 内 P 后 标 延 伸 尺 寸 七 公差原则七 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 问题的提出问题的提出 20h6 0 0 0 013 0 013 0 021 0 021 0 0 20H7 要求这一对零件的最小间隙为要求这一对零件的最小间隙为0 最大间隙为 最大间隙为0 034 图图 67图图 66 但当孔和轴尺寸处处都加工到 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 时 由于存在形状误差 则装配时的最小间隙将不可能不可能为为0 这就产生了线性尺寸公差与形 位公差之间的 这就产生了线性尺寸公差与形 位公差之间的关系问题关系问题 设计人员绘制图 设计人员绘制图66 67孔 轴配合之目的是孔 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 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 局部实际尺寸局部实际尺寸 在实际要素的在实际要素的任意正截面任