形位公差_-简介

,GD&T(形位公差)简介,1.1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。,一前言,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。,1.2形位误差对产品的影响,因此机械零件的几何精度，除了规定尺寸公差、表面粗糙度以外，还应规定合理的形状和位置公差（简称形位公差）。,1.3关于标准近年来，我国制、修订了一批形位公差国家标准。即：,GB/T1182-96形位公差通则、定义、符号和图样表示法,GB/T1184-96形位公差未注公差值,GB/T4249-96公差原则,GB/T16671-96形位公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求,GB/T16892-97形位公差非刚性零件注法,GB/T17773-99形位公差延伸公差带及其表示法,GB/T17851-99形位公差基准和基准体系,GB/T17852-99形位公差轮廓的尺寸和公差注法,GB/T1958-2004形位公差检测规定,目前，我国已形成了比较完整的形状和位置公差标准体系。,形位公差研究对象就是要素，即点、线、面。,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。,二要素Feature,2.2类型,三符号Symbol,3.1公差特征项目的符号,3.2附加符号,术语,3.3我国特有符号,我国GB标准有四个特有符号，表示对被测要素的形状要求。,详见GB/T1182,4.1形位公差框格,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）。,四标注Mark,示例:,直线度公差为0.08mm,对基准A的垂直度公差为0.04mm,对基准A、B、C的位置度公差为0.05mm（圆形或圆柱形公差带）,平面度公差为0.1mm（只允许中间向材料外凸起）,圆柱度公差为0.06mm（只允许其尺寸由左至右减小）,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要素相连。a)当公差涉及轮廓线或表面（即轮廓要素）时，将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）。下图左。b)当公差涉及轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点（即中心要素）时，则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合。下图右。,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。,素线直线度,轴线直线度,4.3基准要素的标注4.3.1符号ISO我国标准（与ISO符号均可用）,4.3.2与基准要素的连接a)当基准要素是轮廓线或表面（轮廓要素）时，符号置于在基准的外轮廓线上或在它的的延长线上（但必须与尺寸线明显地分开）。,A,b)当基准要素是是轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点（即中心要素）时，则基准符号中的线应与尺寸线对齐。,详见GB/T1182,5.1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。,零件1,零件2,基准要素(一个底面),在建立基准的过程中会排除基准要素表面本身的形状误差。,详见GB/T17851,模拟基准要素,五基准Datum,模拟基准要素是基准的实际体现。,5.2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；,基准体系由二个或三个独立的基准构成的组合；,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。,ABC,或,点目标、线目标,面目标,或,20,5.3示例,六公差带ToleranceZone,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。,6.2四大特征（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,St,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；有些项目有数种形状的公差带。,6.2.2形状Form,形状公差,位置公差定向,位置公差定位,要素组的位置度单独介绍。,位置公差跳动,详见GB/T1182,6.2.3方向和位置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。,h2,=f,七形位误差,7.1误差被测实际要素对其理想要素的变动。,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。,在定义和评定被测实际要素的形状和位置误差时，必须遵循最小条件。,7.2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。即找符合要求的最小包容区域。,形状和位置误差与形状和位置公差的项目一一相对应，也共有14项形状和位置误差项目：形状误差：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、位置误差：定向误差：平行度误差、垂直度误差、倾斜度误差、定位误差：同轴度误差、对称度误差、位置度误差、跳动：圆跳动（径向圆跳动，端面圆跳动，斜向圆跳动）、全跳动（径向全跳动，端面全跳动）。,7.3各种误差,8.1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。,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。,八成组要素的位置度,8.2板类件,给二个相互垂直的方向,各孔之间的位置要求,8.3复合位置度,说明,孔组定位要求的公差带,各孔之间位置要求的公差带,九几个新符号,9.1正切平面T这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。表示该公差值为与被测要素表面相切平面（正切平面）的要求。,0.1TA,正切平面,2.50.2,0.1,我国标准无,9.2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。下图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。,详见GB/T16892,9.3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。,A,0.5PA,4x8H7,P40,100,延伸公差带的标注方法,详见GB/T17773,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）DMMS=最小极限尺寸Dmin；外表面（轴）dMMS=最大极限尺寸dmax。,十公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系),10.1有关术语,最大实体实效尺寸（MMVS）最大实体实效状态下的体外作用尺寸。内表面（孔）DMMVS=最小极限尺寸Dmin-形位公差值t；外表面（轴）dMMVS=最大极限尺寸dmax+形位公差值t。,边界由设计给定的具有理想形状的极限包容面。最大实体边界（MMB）尺寸为最大实体尺寸的边界。最大实体实效边界（MMVB）尺寸为最大实体实效尺寸的边界。,最小实体要求L目前未见使用，有关术语和介绍省略。,10.2独立原则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。无任何附加符号。独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系应遵循的基本原则。,10.3相关要求尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求。A包容要求EnvelopeRequirement,B最大实体要求MaximumMaterialRequirement,加,被测要素在最大实体状态（MMC）时，必须是理想形状。,被测要素遵守最大实体实效边界，基准要素遵守相应边界。,基准要素本身采用最大实体要求，基准要素遵守最大实体实效边界,B3最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素,基准要素本身不采用最大实体要求，基准要素遵守最大实体边界。,C可逆要求ReciprocityRequirement（美国和GM标准无）,详见GB/T4249、GB/T16671。,B1最大实体要求仅应用于被测要素：,B2最大实体要求仅应用于基准要素：,B4当基准要素采用最大实体要求时，应注意基准本身如何?,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。,10.4基准应用不同原则的定位,关键区别,10.5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,独立原则,相关要求(需是尺寸要素),公差原则,包容要求,最大实体要求,符号,无,被测遵守边界,不必要,最大实体边界,最大实体实效边界,最小实体要求,最小实体实效边界,被测要素的小结,可逆要求,最大实体要求,最小实体要求,最大实体实效边界,最小实体实效边界,基准本身,基准遵守边界,最大实体边界,最大实体实效边界,基准要素采用的小结,无形位公差要求,采用独立原则,有形位公差要求,采用最大实体要求,不采用最大实体要求,采用包容要求,十一注出形位公差值应遵循的原则,同一被测平面的直线度公差应小于其平面度公差；同一被测圆柱面的直线度公差和圆度公差应小于其圆柱度公差。,同一被测要素的形状公差值应小于其定向公差值，更应小于其定位公差值。,当基准相同时，同一被测要素的定向公差值应小于其定位公差值。,平行度公差值应小于其相应距离的尺寸公差值。,圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外）一般情况下应小于其尺寸公差值。,跳动公差具有综合控制的特性，因此，同一回转表面的形状公差值应小于其相应的跳动公差值。,12.1活动紧固件连接以活动紧固件（或轴）通过被装配零件上的光孔进行连接。最常用的如螺栓（两个零件均为光孔）连接。,十二要素组位置度公差值计算,计算公式：,设：H光孔的MMSF紧固件(轴)的MMST公差带大小Cmin孔与轴的最小间隙,则：H/2=F/2+T/2H=F+T或T=H-F=Cmin(1),T,F,H,则：F/2=H/2TF=H2T或T=（HF）/2=Cmin/2,F/2,H/2,T1/2,T2/2,设：H光孔的MMSF紧固件(轴)的MMST公差带大小Cmin孔与轴的最小间隙,12.2固定紧固连接以固定紧固件（或轴）牢固地连接在一个零件上，且通过另一零件上的光孔进行连接。最常用的如螺钉（一零件为光孔、一零件为螺孔）或定位销连接。,计算公式：,(2),12.3计算示例,二板件各4个光孔用4个M4螺栓连接（活动紧固件连接）,计算：由式(1)得：T=HF=4.54=0.5则：T1=T2=0.5或T1=0.4，T2=0.6等。,已知：孔的MMS（H）=4.5轴的MMS（F）=4.0求：T1和T2？,对称板件（固