形状和位置精度设计与检测 -《机械精密设计与检.ppt

1、第四章形状和位置精度 设计与检测,形状和位置精度,学习要求,掌握形位公差的基本概念（要素） 掌握形位公差的标注方法（框格表示法、被测要素、基准要素的标注） 掌握形位公差带类型、特点及标注方法 掌握公差原则的基本概念及常用的公差原则 熟悉形位公差的选择原则,4.1 概述,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。,尺寸误差 几何形状误差 相互位置误差 表面粗糙度,形位公差基本概念,零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）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

2、,形位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。,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）。,形位公差基本概念,形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。,形位公差基本概念,按存在状态分: 1）理想要素:具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。 2)实际要素:零件在加工后实际存在，有误差的要素。通常由测得要素来代替。,形位公差的几何要素,按几何特征分: 1

3、）轮廓要素：构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。 2）中心要素：不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。,形位公差的几何要素,按在形位公差中所处的地位分: 1）被测要素：零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，即需要检测的要素。 2）基准要素：用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。,形位公差的几何要素,按被测要素的功能关系分: 1）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素。 2）关联要素：对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。,形位公差的几何要素,形位公差的项目及符号(表4-1),为控制机器零件的形位误差，提高机器的精度和延长使用寿命，保证互换性生产，标准相应规定

4、了14项形位公差项目:,4.2 标注及其公差带,按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公差时，应采用代号标注。 无法采用代号标注时，允许在技术条件中用文字加以说明。 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。,形位公差的标注,第一格： 形位公差符号,第三格及其以后框格： 基准代号及其它符号,h,2h,A,B,1、 形位公差框格标注,形位公差框格由两格或多格组成，框格中的主要内容从左到右按以下次序填写： 公差特征项目符号； 公差值及有关附加符号； 基准符号及有关附加符号。,形位公差的标注,2、被测要素的标注,被测要素：指图样上给出了形位公差要求

5、的要素，是被检测的对象。, 被测要素为轮廓要素的标注,轮廓要素 指构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、面等要素。,轮廓要素,轮廓要素,轮廓要素,指引线箭头置于被测要素的延长线上,必须与尺寸线明显地错开,指引线箭头置于被测要素的轮廓线上,指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上, 被测要素为中心要素的标注,中心要素 指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中心线、对称中心面等。,中心要素,指引线箭头应与尺寸线的延长线重合,中心要素,中心要素,3、基准要素的标注,基准要素 用来确定被测要素方向或位置的要素。图样上一般用基准符号标出。,由基准符号、圆圈、连线和代表基准的字母组成。 基准符

6、号用粗线绘制,靠近基准要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线。 基准符号用细实线与细实线绘制的圆圈相连。基准字母用大写字母表示,并向上书写。为不致引起误解，字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不用作基准字母。,基准代号,当受视图的限制时，轮廓要素的基准代号也可这样标注,基准代号的连线不得与尺寸线对齐，应错开一定距离, 轮廓要素作为基准时的标注,3、基准要素的标注,基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。,基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。, 中心要素作为基准时的标注,任 选 基 准 的 注 法,形位公差举例,试将下列技术要求标注在右图中 （1）左端面的平面度为0.01mm，右端面对左

7、端面的平行度为0.04mm。 （2）70H7的孔的轴线对左端面的垂直度公差为0.02mm。 （3）210h7对70H7的同轴度为0.03mm。 （4）4- 20H8孔对左端面（第一基准）和70H7的轴线的位置度公差为0.15mm。,210h7,70H7,4- 20H8,0.01,0.04,A,A, 0.02,A,0.03,B,B,0.15,A,B,(1). 100h6外圆对孔45P7的轴线的径向圆跳动公差为0.025mm；,(2).100h6外圆的圆度公差为0.004mm；,(3).零件上箭头所指两端面之间的平行度公差为0.01mm.。,例：齿轮毛坯形位公差标注,尺寸公差带,形位公差带概述,形

8、位公差带：用于限制实际要素形状和位置 变动的区域，叫做形位公差带。,形位公差带由四个要素构成：,形状 方向 位置 大小,形状公差带,形状公差带是限制单一实际被测要素变动的区域，零件实际要素在该区域内为合格。其公差带只有大小和形状，无方向和位置的限制。 直线度 平面度 圆度 圆柱度,直线度公差,直线度公差用于控制直线和轴线的形状误差，根据零件的功能要求，直线度可以分为在给定平面内，在给定方向上和在任意方向上三种情况。,在给定平面内的直线度 在给定方向内的直线度 任意方向上的直线度,在给定平面内的直线度,其公差带是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.如图所示，圆柱表面

9、上任一素线必须位于轴向平面内，且距离为公差值0.02mm的两平行直线之间。,在给定方向内的直线度,公差带是间距等于公差值t的两平行平面所限定的区域。如图是一个方向的示例，棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值0.1mm的两平行平面内。,任意方向上的直线度,其公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。如图所示，d圆柱体的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱体，标准规定，形位公差值前加注“”，表示其公差带为一圆柱体。,平面度,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。如图所示，表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面内。,圆度,圆度公差带是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值t

10、的两同心圆之间的区域。如图所示，在垂直于轴线的任一正截面上，实际轮廓线必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆内。,圆柱度,圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。如图所示，实际圆柱表面必须位于半径差为公差值0.05mm的两同轴圆柱面之间。,轮廓度公差带,控制被测要素为曲线或曲面。 分为线轮廓度和面轮廓度两种。 无基准要求的轮廓度公差和有基准要求的轮廓度公差。,线轮廓度（一）,无基准的线轮廓度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。 在任一平行于图示投影面的横截面内，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

11、正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间。,线轮廓度（二）,有基准的线轮廓度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。 在任一平行于图示投影平面的横截面内，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。,面轮廓度（一）,无基准的面轮廓度公差带是直径等于公差值 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。 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

12、间。,面轮廓度（二）,有基准的面轮廓度公差带是为直径等于公差值 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。 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。,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。,基 准,面,线, 被测要素为面对面, 被测要素为线对面, 被测要素为面对线, 被测要素为线对线,

13、方向公差,方向公差带是控制被测要素为线或面。,平行度,要求被测要素方向与基准要素方向平行。,面对基准面平行度的公差带,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。 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。,线对基准面平行度的公差带,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。 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,面对基准线平行度的公差带,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。 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.,线对基准线平行度的公差带,为平行于基准

14、轴线、直径等于公差值t的圆柱面所限定的区域。 公差值前加注了符号. 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.,垂直度公差带,垂直度公差是要求被测要素方向与基准要素 方向垂直。,垂直度的公差带分析方法同平行度。,面对基准面的垂直度公差带,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。 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,面对基准线的垂直度公差带,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。 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。,线对基准面的垂直度公差带,直径等于公差值

15、 t、轴线垂直于基准平面的圆柱面所限定的区域. 公差值前加注符号 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.,线对基准线的垂直度公差带,间距直径等于公差值 t、垂直于基准线的的两平行平面所限定的区域。 实际中心线应限定在间距等于0.06、垂直于基准轴线A的两平行平面之间。,倾斜度公差带,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。,面对基准面倾斜度的公差带,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斜于基准平面。 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。

16、,线对基准线倾斜度的公差带,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斜于公共基准轴线。 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。,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，如图所示。,同时有方向公差和形状公差要求,主要有同心度、同轴度、对称度和位置度等。,位置公差带,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

17、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。,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。,同心度公差是指被测实际圆心对基准圆心的允许变动量。,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。 公差值前加注符号,在任意横截面内（ACS表示任意横截面） ，内圆的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。,同心度公差带,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。,同心度公差是指被测实际圆心对基准圆心的允许变动量。,同轴度公

18、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。,同轴度公差带,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。 公差值前加注符号,大圆柱面的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。,同轴度公差带,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

19、对称配置的两平行平面之间的区域，其位置是固定。,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。,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。,对称度公差带,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。,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

20、论正确位置由基准A、B、C和理论正确尺寸确定。 公差值前加注S,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,位置度公差带（点）,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。,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,位置度公差带（线）,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

21、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。,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。,位置度公差带（面）,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。其标注示例如图所示。,同时给出形状、方向和位置公差,跳动公差,跳动公差

22、用来控制跳动，是以特定的检测方式为依据的公差项目。 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。 跳动公差包括圆跳动公差和全跳动公差。 跳动公差的基准为圆柱体或圆锥体的轴线。 可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。,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。,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。,在任一垂直于基准A的横截面内，实际圆应

23、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）。,径向圆跳动公差带,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。 在与基准轴线D同轴的任一圆柱形截面上，实际圆应限定在轴向距离差等于0.1的两个等圆之间。,轴向圆跳动公差带,公差带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。 在与基准轴线C同轴的任一圆锥面上，实际线应限定

24、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,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。,全跳动公差带,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。,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。,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。

25、,轴向全圆跳动公差带,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。,形位公差标注举例,将下列技术要求标注在图上。 （1）100h6圆柱表面的圆度公差为0.005mm。 （2）100h6轴线对40P7孔轴线的同轴度公差为0.015 。

26、（3）40P孔的圆柱度公差为0.005mm。 （4）左端的凸台平面对40P7孔轴线的垂直度公差为0.01 mm。 （5）右凸台端面对左凸台端面的平行度公差为0.02mm。,0.005,0.015,C,0.005,0.01,C,0.02,A,A,Home,标注的解释,说明右图中标注的形位公差的含义。,解释含义,其含义为：,Home,例1：键槽中心平面对其圆锥轴线G的对称度的公差 值为0.025。,例2：圆柱体d3的圆柱度公差值为0.01。,公差带分析,如图所示销轴的三种形位公差标注，它们的公差带有何不同？,分析,图a为给定方向上素线的直线度，其公差带为宽度等于公差值002mm的两平行平面间的区域

27、。 图b为轴线在任意方向的直线度，其公差带为直径等于公差值002mm的圆柱体内的区域。 图c为给定方向上被测素线对基准素线的平行度，其公差带为宽度等于公差值002mm且平行于基准A的两平行平面间的区域。,Home,指出下图中几何公差的标注错误（在错误处划“”），并加以改正（不允许改变几何特征符号）。,改错题答案,公差原则就是处理尺寸公差与形位公差之间关系的原则。 GBT4249-1996和GBT16671-1996规定了形位公差与尺寸公差之间的关系。,独立原则 相关要求,公差原则,：图样上给定的尺寸公差与形位 公差相互有关,：图样上给定的尺寸公差与形位 公差相互独立无关,公差原则,1. 实际尺

28、寸（Da，da） 指在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离。,术语及其定义,2.作用尺寸,体外作用尺寸(EFS) 指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，或与实际外表面（轴）体外相接的最小理想面的直径或宽度。,2.作用尺寸,体内作用尺寸（IFS) 指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，或与实际外表面（轴）体内相接的最大理想面的直径或宽度。,2.作用尺寸,作用尺寸不仅与实际要素的实际尺寸有关，还与其形位误差有关。因此，作用尺寸是实际尺寸和形位误差的综合尺寸。 对一批零件而言，每个零件都不一定相同，但每个零件的体外或体内作用尺寸只有一

29、个。 对于被测实际轴，dfedfi；（4-2）（4-4） 对于被测实际孔，DfeDfi。（4-1）（4-3）,3.实体状态,最大实体状态（MMC) 实际要素在给定长度上处处位于极限尺寸之内，并具有材料量最多时的状态，称为最大实体状态。 最小实体状态（LMC) 实际要素在给定长度上处处位于极限尺寸之内，并具有材料量最少时的状态，称为最小实体状态。,4.实体尺寸,最大实体尺寸（MMS) 实际要素在最大实体状态下的极限尺寸，称为最大实体尺寸。 孔和轴的最大实体尺寸分别用 DM、dM表示。 DM = Dmin；dM = dmax。 最小实体尺寸（LMS) 实际要素在最小实体状态下的极限尺寸，称为最小实

30、体尺寸。 孔和轴的最小实体尺寸分别用DL、 dL 表示。 DL = Dmax；dL= dmin。,5.实效状态,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，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，称为最大实体实效状态。 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，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，称为最小实体实效状态。,6.实效尺寸,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，称为最大实体实效尺寸。 DMV、dMV DMV=DM-t dMV=dM+t 最小实体实效尺寸（LMVS

31、) 最小实体实效状态下的体内作用尺寸，称为最小实体实效尺寸。 DLV、dLV DLV=DL+t dLV=dL-t,6.实效尺寸,区别： 实效尺寸是实体尺寸和形位公差的综合尺寸。对一批零件而言是定值。 作用尺寸是实际尺寸和形位误差的综合尺寸，对一批零件而言是变化值。 联系： 实效尺寸是作用尺寸的极限值。,辨析实效尺寸与作用尺寸,实效尺寸举例,实效尺寸举例,实效尺寸举例,7.边界和边界尺寸,边界:由设计给定的具有理想形状的极限包容面。 边界尺寸:指极限包容面的直径或距离。 当极限包容面为圆柱面时，其边界尺寸为直径； 当极限包容面为两平行平面时，其边界尺寸是距离。,7.边界和边界尺寸,最大实体边界（

32、MMB） 具有理想形状且边界尺寸为最大实体尺寸的包容面。 最小实体边界（LMB） 具有理想形状且边界尺寸为最小实体尺寸的包容面。,7.边界和边界尺寸,最大实体实效边界（MMVB）具有理想形状且边界尺寸为最大实体实效尺寸的包容面。 最小实体实效边界（LMVB）具有理想形状且边界尺寸为最小实体实效尺寸的包容面。,独立原则（IP),独立原则是指图样上给定的形位公差与尺寸公差相互独立无关，分别满足要求的原则。 实际要素的尺寸由尺寸公差控制，与形位公差无关； 形位误差由形位公差控制，与尺寸公差无关。,独立原则主要用于以下两种情况： 1.除配合要求外，还有极高的形位精度要求，以保证零件的运转与定位精度要求

33、。,2.对于非配合要素或未注尺寸公差的要素，它们的尺寸和形位公差应遵循独立原则。,独立原则（IP),相关原则,相关原则：图样上给出的尺寸公差和形位公 差相互有关的公差要求。 （一）包容要求 （二）最大实体要求,包容要求,1、定义： 要求实际要素应遵守最大实体边界(MMB)，其局部实际 尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差要求。,当被测实际要素处处都处于MMC时，所给定的形状误差值为t1=0； 当被测实际要素偏离MMC时，轮廓要素才允许有形状误差补偿：t2=|MMS-Da(da)|； 被测实际要素处处都处于LMC时，被测轮廓要素的形状误差：t2max= Th(Ts),3.公差解释,包容要求,4、动

34、态公差图,包容要求,MMC,LMC,LMC MMC,LMS,t1=0,t2=|MMS-Da(da)|,t2max= Th(Ts),t,dmax,0,dmin,t2,5、合格性判定,边 界：最大实体边界 （dM , DM） 对于轴： dfe dM =dmax ; da dL =dmin 对于孔： Dfe DM=Dmin; Da DL=Dmax,符合包容要求的被测实体（Dfe, dfe）不得超越最大实体边界MMB； 被测要素的局部实际尺寸（Da, da）不得超越最小实体尺寸LMS；,包容要求,解：1）T, t公差解释: Ts=0.03mm; dM=dmax=60mm; dL=dmin=59.97m

35、m;, 在MMC（60mm）,给定的形状公差t1=0; 偏离MMC时 t2=|MMS- (da)|= |60- (da)|； 在LMC（59.97mm）,t2max=Ts=0.03mm;,包容要求,6、例题： 对右图作出解释,2） 动态公差图:,包容要求,3）遵守边界: 最大实体边界MMB，MMBd = dM = 60mm,4）检验与合格条件:,dfe dM =dmax ; da dL =dmin dfe 60mm ; da 59.97mm,包容要求,总 结,包容要求,1）使用包容要求时尺寸公差具有双重职能，即控制尺寸 差与形状误差； 2）包容要求用于需要保证配合性质的孔、轴单一要素的 中心轴

36、线的直线度； 3）要求被测实体不得超越最大实体边界MMB，局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸LMS；,最大实体要求, 被测实际要素的实体遵循最大实体实效边界； 在最大实体状态下给定的形位公差t ； 局部尺寸同时受最大实体尺寸和最小实体尺寸所限。,1、定义,2、标注,当被测实际要素处处都处于MMC时，所给定的形状误差值为t1； 当被测实际要素偏离MMC时，轮廓要素才允许有形状误差补偿：t2=|MMS-Da(da)|； 被测实际要素处处都处于LMC时，被测轮廓要素的形状误差： tmax=t2max+t1=Th(Ts)+t1,3、公差解释,最大实体要求,被测要素遵守最大实体实效边界， 局部尺寸受最大和

37、最小实体尺寸所限,4、动态公差图,最大实体要求,dmax,0,dmin,t2,t1,5、合格条件 1）最大实体要求的被测实体（Dfe, dfe）不得超越最大实体 实效边界MMVB； 2）被测要素的局部实际尺寸（Da, da）不得超越最大实体尺 寸MMS和最小实体尺寸LMS；,最大实体要求,6、实例分析1,解：1) T, t公差解释: Ts=0.03mm; dM=dmax=60mm; dL=dmin=59.97mm;, 在MMC（60mm）,给定的形状公差t1=0.01; 偏离MMC时 t2=|MMS- (da)|= |60- (da)|； 在LMC（59.97mm）, 公差最大值： tmax=

38、t2max+t1=0.03+0.01=0.04mm;,最大实体要求,2)动态公差图, 在MMC（60mm）,给定的形状公差t1=0.01; 偏离MMC时 t2=|MMS- (da)|= |60- (da)|； 在LMC（59.97mm）, 公差最大值： tmax=t2max+t1=0.03+0.01=0.04mm;,最大实体要求,3) 遵守边界 遵循最大实体实效边界MMVB; dMV=dmax+t1=60+0.01=60.01mm; 4) 检验与合格条件,最大实体要求,最大实体要求,解：1） T, t公差解释: DM=Dmin=50mm; DL=dmax=50.13mm;, 在MMC（50mm

39、）,给定的形状公差t1=0mm; 偏离MMC时 t2=|MMS- (Da)|= |50- (Da)|； 在LMC（50.13mm）, 公差最大值： tmax=t2max+t1=0.13+0=0.13mm;,零形位公差,实例分析2,最大实体要求实例分析,2）动态公差图,3）遵守边界: DMV=Dmin-t1=50-0=50mm; 4）检验与合格条件: Dfe50mm; 50.13mm Da 50mm,最大实体要求,总结：,1）被测要素遵守最大实体实效边界，即被测要素的体外作用尺寸不超过最大实体实效尺寸； 2）局部尺寸同时受最大实体尺寸和最小实体尺寸所限； 3）其中零形位公差，被测实际要素的最大实

40、体实效边界就变成了最大实体边界； 4）最大实体要求用于需要保证顺利装配的场合，一般用于中心要素。,公差原则比较,相关原则的两种要求比较,形位公差的标准与选用, 形位公差值的标准介绍 形位公差选用原则 综合举例, 圆度、圆柱度： 0，1，2，312 共13级 高 低,形位公差标准,位置度公差值由计算得到,：共12级, 形位公差标准（GB/T1184-96）, 圆度、圆柱度公差值(部分摘录）：,主参数d/D, 直线度、平面度公差值,主参数L/D,公差值:,公差值,公差值: 主参数 L, 未注形位公差值规定（GB/T1184-96）,对于形位公差要求不高，并且用一般的机械加工方法和加工设备都能保证的

41、加工精度，不必将形位公差在图样上注出，未注不等于没有要求。,国标规定了三个等级：H、K、L,形位公差标准,直线度和平面度未注公差值（GB/T1184-96）,垂直度未注公差值,形位公差的选择原则,1、形位公差特征项目 2、形位公差等级 3、公差原则 4、基准,特征项目,公差值,公差原则,基准,选用原则 在满足零件功能要求的前提下，考虑工艺经济性和检测条件选择最经济的公差值。,形位公差的选择原则,1、形位公差特征项目的选择,同轴度 （6-内外径）,同轴度 轴、,对称度 （轴键槽）,考虑功能要求、几何特征选择,图例1,图例2：轴颈 圆柱度、端面圆跳动 保证旋转精度,圆柱度,端向圆跳动,考虑功能要求、几何特征选择,1、形位公差特征项目的选择,图例3 机床导轨：平行度 保证运动精度,1、形位公差特征项目的选择, 形状公差 定向公差 定位公差 T t Ra （尺寸公差值形位公差值粗糙度）,2、形位公差等级的确定,形位公差等级的选择原则,原则一,原则一,原则二,图例3,2、形位公差等级的确定, 经验法: 参照表420、21、22、23,表4-20 直线度、平面度应用举例,表4-21 圆度、圆柱度