尺寸和形位公差

Preparedby:JasunGong,尺寸和形位公差,讲义大纲:,一、尺寸与尺寸公差1.基本概念2.尺寸公差对外形控制二、形位公差1.标识样式和解释2.标注方法3.形位公差的分类及解释4.基准5.公差应用原则,一、尺寸与尺寸公差,1.基本概念1）基本尺寸：设计给定的尺寸，如下例中尺寸102）极限尺寸：设计人员允许实际尺寸的变动范围，此变动范围的两个界限值就称为极限尺寸，其中较大的尺寸称为最大极限尺寸(如10.1)，较小的尺寸称为最小极限尺寸(如9.95)3）尺寸偏差:实际尺寸或极限尺寸减其基本尺寸所得到的代数差。实际偏差=实际尺寸-基本尺寸上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸(如+0.1)下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸(如-0.05)4）尺寸公差:允许的尺寸变动量。其等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差的绝对值.也等于上偏差与下偏差之差的绝对值(如0.15),例：10+0.1/-0.05,一、尺寸与尺寸公差,5）参考尺寸a.尺寸旁标有“REF”即“Reference(参考)”的缩写，如下图中尺寸3.964；b.只能用来表示某种信息，如:积累尺寸或某尺寸的重复；c.不能用来作为制造和检测的依据。,一、尺寸与尺寸公差,6）理论尺寸a.理论尺寸是描述理论上存在的尺寸、面、方向、位置等特征，其表示方法见下图；b.理论尺寸没有公差，不能直接检测；c.使用理论尺寸时要求使用形位公差进行进一步的控制，一般情况下使用位置度公差控制其要素。,早期标识,现在标识,一、尺寸与尺寸公差,7）最大实体状态（MMC）a.特征包含最多材料时的状态(孔径最小，轴径最大)；b.对于外部特征，尺寸处于最大极限尺寸(最大实体尺寸)，如下图；c.对于内部特征，尺寸处于最小极限尺寸(最大实体尺寸)，如下图；,最大实体状态,一、尺寸与尺寸公差,8）最小实体状态（LMC）a.特征包含最少材料时的状态(孔最大,轴最小)；b.对于外部特征，尺寸处于最小极限尺寸(最小实体尺寸)，如下图；c.对于内部特征，尺寸处于最大极限尺寸(最小实体尺寸)，如下图；,最小实体状态,一、尺寸与尺寸公差,9）作用尺寸(有效尺寸-实际配合尺寸)a.孔的作用尺寸Dm是假想在结合面的全长上与实际孔内接的最大理想轴的尺寸（不能超出最大实体尺寸）；b.轴的作用尺寸dm是指假想在结合面的全长上与实际轴外接的最小理想孔的尺寸（不能超出最大实体尺寸）；c.关键是从装配方面考虑，其与最大实体尺寸的关系，如下图尺寸0.510：,一、尺寸与尺寸公差,2.尺寸公差对外形控制1）要求a.特征的任何点都不能超过MMC限制的边界；即整个长度范围内要满足SPEC.要求.b.剖面的任何点都不能超过LMC限制的边界；即每个局部范围都要满足SPEC.要求.,一、尺寸与尺寸公差,2.尺寸公差对外形控制2）举例a.外部特征如Pin的控制,一、尺寸与尺寸公差,一、尺寸与尺寸公差,b.内部特征如孔的控制,一、尺寸与尺寸公差,c.其它,二、形位公差,1.标识样式和解释a.公差符号：指定相对应公差类型；b.公差带形状：指定公差带的形状，如圆柱内、两平面间、两直线间等；c.公差带大小：指定公差带的大小，如圆柱直径、两平面间距离、两直线间距离等；d.公差应用原则符号：有独立原则（S）、最大实体原则（M）、最小实体原则（L）；e.基准符号：指定此形位公差参照的基准。,公差符号,公差带形状,基准符号,公差带大小,公差应用原则符号,二、形位公差,2.标注方法1）被测要素的标注方法a.当箭头置于被测要素的轮廓线或轮廓线的延长线上（与尺寸明显分开）时,被测要素即为箭头所指轮廓表面；b.当指引线与尺寸线的延长线重合时，被测要素为此尺寸标注特征的轴线,中心平面；c.公差带的宽度方向基本由箭头所指方向决定；,二、形位公差,2.标注方法2）基准的标注方法,3.形位公差的分类及解释,公差不参照基准，仅相对于本身，符合“最小原则”。公差带是非对称的,公差参照基准确定公差带方向，公差带是非对称的,公差带相对于参照基准确定的理论位置对称,形状公差,位置公差,直线度,平面度,圆度,圆柱度,定向公差,定位公差,跳动公差,平行度,垂直度,倾斜度,同轴度,对称度,位置度,圆跳动,全跳动,公差,二、形位公差,1.直线度,公差带是距离为公差值t的两平行直线/平面/圆柱等之间的区域。,表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。,Example1,每条刻线必须位于该表面上距离为公差值0.15mm的两平行直线之间。,圆柱表面上任一素线在任意100mm内必须位于轴向平面内，距离为公差值0.04mm的两平行直线之间。,Example3,讨论：如果在同一表面的两个方向上给定不同的直线度公差时，该怎么理解？,Example4,Example4,2.平面度,公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。,表示零件的平面要素实际形状保持理想平面的状况。,Example1,上表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面内。,Example2,表面上任意100X100的范围,必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面内。,Example1,在垂直于轴线的任一正截面上,该圆必须位于半径为公差值0.02mm的两同心圆之间。,公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。,表示零件上圆的要素实际形状,与其中心保持等距的状况。,3.圆度(REFERONLY),Example2,在垂直于轴线的任一正截面上,该圆必须位于半径为公差值0.02mm的两同心圆之间。,Example1,公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。,表示零件上圆柱面外形轮廓上各点,对其轴线保持等距的状况。,4.圆柱度(REFERONLY),圆柱面必须位于半径差为公差值0.05mm的两同轴圆柱面之间。,表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。,5.平行度,当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面(或直线、轴线)的两平行平面之间的区域；当给定相互垂直的两个方向时，是正截面尺寸为公差值t1Xt2，且平行于基准轴线的四棱柱内的区域。,Example1,上表面必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准平面的两平行平面之间。,思考：平行度与平面度有什么差异？,Example2,D的轴线必须位于距离为公差值0.1mm，且在垂直方向平行于基准轴线的两平行平面之间。,表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90度夹角的状况。,6.垂直度,当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t，且垂直于基准平面(或直线、轴线)的两平行平面(或直线)之间的区域；当给定相互垂直的两个方向时，是正截面尺寸为公差值t1Xt2，且垂直于基准轴线的四棱柱内的区域。,Example1,右侧表面必须位于距离为公差值0.05mm，且垂直于基准平面的两平行平面之间。,思考：垂直度与平面度有什么差异？,Example2,左侧表面必须位于距离为公差值0.05mm，且垂直于基准轴线的两平行平面之间。,Example3,圆柱d的轴线必须位于直径为公差值0.05mm，且垂直于基准平面的圆柱面内。,表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。,7.倾斜度(REFERONLY),在给定一个方向上，公差带是距离为公差值t，且与基准平面(或直线、轴线)成理论正确角度的两平行平面(或直线)之间的区域。,Example1,斜表面必须位于距离为公差值0.08mm，且与基准平面成45度角的两平行平面之间。,Example2,表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况。,8.同轴度(REFERONLY),公差带是直径为公差值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。,Example1,表示零件上两对称中心要素保持在同一平面内的状况。,9.对称度,公差带是距离为公差值t，且相对基准中心平面(或中心线、轴线)对称配置的两平行平面(或直线)之间的区域。若给定互相垂直的两个方向，则是正截面为公差值t1Xt2的四棱柱内的区域。,Example1,槽的中心面必须位于距离为公差值0.1mm，且相对基准中心平面对称配置的两平行平面之间。,测量步骤:找到基准A所指的中心平面，归零；找到被测槽的实际中心平面，得到其最大偏移量T；对称度大小即为2*T，必须小与0.1;,测量步骤（简单）:找到基准A所指的中心平面，归零；测量槽的两边到此中心平面的距离分别为t1、t2；对称度大小即为t1和t2之差的绝对值，必须小于0.1;实际上t1-t2=2*T。,表示零件上的点、线、面等要素，相对其理想位置的准确状况。,10.位置度,公差带(1)点的位置度：公差带是直径为公差值t，且以点的理想位置为中心的圆或球内的区域。(2)线的位置度：当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t，且以线的理想位置为中心对称配置的两平行平面(或直线)之间的区域；当给定互相垂直的两个方向时，则是正截面为公差值t1Xt2，且以线的理想位置为轴线的四棱柱内的区域。(3)面的位置度：公差带是距离为公差值t，且以面的理想位置为中心对称配置的两平行平面之间的区域。,Example1,该点必须位于直径为公差值0.3mm的圆内，该圆的圆心位于相对基准A、B所确定的点的理想位置上。,Example2,孔的轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且以相对基准A、B、C所确定的点的理想位置为轴线的圆柱面内。,当M(最大实体原则)没有时的处理：将基准面A放平于测量台上，调整DTM，使基准面B、C分别对准X、Y轴；定义基准面B、C交点为原点；测量各圆的圆心坐标;,如第二个孔(理论坐标为X=0.875,Y=-0.250)，测的位置为(X=0.880,Y=-0.245)，则其偏离理想位置的距离为0.007，位置度偏差为0.0140.016OK严格来讲，应该要测整个圆孔的各个截面圆心位置，通常只加测背面；,Example3,复合位置度,几何图框：就是一组理想轴线之间或它们与基准之间正确几何关系的图形。,思考：比较以下两种位置度,表示零件上的回转表面在限定的测量面内，相对于基准轴线保持规定位置的状况。,公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。,11.圆跳动(REFERONLY),(1)、径向圆跳动,公差带是在与基准轴线同轴的任一直径位置的测量圆柱上沿母线方向宽度为t的圆柱面区域。,(2)、端面圆跳动,Example1,径向圆跳动,公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。,Example2,当零件绕基准轴线作无轴向移动回转时，在左端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。,端面圆跳动,公差带是在与基准轴线同轴的任一直径位置的测量圆柱上沿母线方向宽度为t的圆柱面区域。,表示零件绕基准轴线作连续旋转时，沿整个被测表面上等跳动量。,公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱之间的区域。,12.全跳动(REFERONLY),(1)、径向全跳动,公差带是距离为公差值t,且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。,(2)、端面全跳动,Example1,径向全跳动,公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱之间的区域。,Example2,端面绕基准轴线作无轴向移动地连续回转，同时，指示器作垂直于基准轴线的直线移动。此时，在整个端面上的跳动量不得大于公差值0.05mm。,端面全跳动,公差带是距离为公差值t,且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。,二、形位公差,注意：对称度和位置度的公差带具有对称性，是以其理论位置对称布置，两边各占一半公差带。因为对称度和位置度都有理论位置，它们的公差带是固定的。,二、形位公差,4.基准1）三基面体系a.三个相互垂直的A、B、C基准平面构成一个基面体系，它是确定零件上各要素几何关系的起点；b.在三基面体系里，基准平面按功能要求有顺序之分，分别为第一、二、三基准平面；c.基准可以少于三个，但不能超过三个；d.基准不一定是平面，但对于物体的定位来说，都可以按三基面来理解；,二、形位公差,4.基准2）实际基准平面a.实际基准平面通常会偏离理想基准平面，因此实际要素与三个基准平面很难全部接触；b.有几何学知，零件上第一基准的实际要素至少要有三点与三基面体系中的第一基准平面接触，第二实基准的实际要素至少有两点与第二基准平面接触，第三基准的实际要素至少有一点与第二基准平面接触；c.实际测量中，根据基准平面应按照“最小条件”与实际面建立联系再测量；d.实际操作中，我们会使实际平面与第一基准平面有三点接触，使之尽量满足“最小条件”。,二、形位公差,5.公差应用原则a）独立原则：指图纸上的尺寸公差和形位公差彼此独立，相互无关，必须分别满足要求的一种公差原则，是默认的公差原则；用字母“S”来表示或省略不写；b）最大实体原则：当应用于被测要素时，被测要素的形位公差值是在该要素处于最大实体状态时给定的；当被测要素的实际轮廓偏离其最大实体状态，即局部实际尺寸偏离最大实体尺寸时，形位公差值可超出在最大实