形位公差_201810

1、* 形形 位位 公公 差差 Use for Google Drive 2015 Xia Li Aug., 10th 2015 * 目录 公差概述 形位公差概述 形位公差标注 形状公差与公差带 位置公差与公差带 跳动公差与公差带 形位公差检测 总结 *1. 公差概述公差概述 经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工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 加 工 误

2、 差 *1. 公差概述公差概述 机械加工公差 尺寸公差 形状公差 位置公差 公差是零件几何参数允许的变化范围。 公差是产品设计时给定的 基本概念 *1. 公差概述公差概述 在机械制造业中，零件的互换性是指在同一规 格的一批零（部）件中，可以不经选择、修配或调 整，任取一件都能装配在机器上，并能达到规定的 使用性能要求。零（部）件具有的这种性能称为互 换性。能够保证产品具有互换性的生产，称为遵守 互换性原则的生产。 互换性 基本概念 * *2. 2. 形位公差概述形位公差概述 形位公差的概念形位公差的概念：为了满足零件的使用要：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，求，保证零

3、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（简称形位公对零件规定形状和位置公差（简称形位公 差）。差）。 * 2. 形位公差概述形位公差概述 形位公差是为了满足产品功能要求而对工件要素在形状和 位置方面所提出的几何精度要求。以形位公差带来限制被 测实际要素的形状和位置。 形位误差对零件使用性能的影响 1影响零件的功能要求。 2影响零件的配合性质。 3影响零件的互换性。 * 2. 形位公差概述形位公差概述 形状公差和位置公差简称为形位公差 形状公差：构成零件的几何特征的点，线，面要 素之间的实际形状相对与理想形状

4、的允许变动量。 给出形状公差要求的要素称为被测要素。 位置公差：零件上的点，线，面要素的实际位置 相对与理想位置的允变动量。用来确定被测要素位 置的要素称为基准要素。 * 2. 形位公差概述形位公差概述 形位公差的研究对象是零件的几何要素，它是构成零件几何特征的点，线 ，面的统称。其分类及含义如下： (1) 理想要素和实际要素 具有几何学意义的要素称为理想要素。零件上实际存在的要素称为实际要 素，通常都以测得要素代替实际要素。 (2) 被测要素和基准要素 在零件设计图样上给出了形状或(和)位置公差的要素称为被测要素。用来 确定被测要素的方向或(和)位置的要素，称为基准要素。 (3) 单一要素和

5、关联要素 给出了形状公差的要素称为单一要素，给出了位置公差的要素称为关联要 素 。 (4) 轮廓要素和中心要素 由一个或若干个表面形成的要素,称为轮廓要素.对称轮廓要素的中心点， 中心线，中心面或回转表面的轴线，称为中心要素。 * 2. 形位公差概述形位公差概述 形位公差的特征项目和符号 * 2. 形位公差概述形位公差概述 形位公差的含义和特征 含义：形位公差是一个以理想要素为边界的平面或空 间的区域。 特征 形状 大小t 方向 位置 * 2. 形位公差概述形位公差概述 * 3. 形位公差标注形位公差标注 1）框格指引线 指引线要垂直于框格，可弯折，但不超过二次 * 3. 形位公差标注形位公差

6、标注 基准代号字母 形位公差数值 公差带的形状 形位公差符号 指引线 0.05 A 框格高度为框格中字体高 度的2倍 2）公差框格形位公差的框格有两格或多格组成。 * 3. 形位公差标注形位公差标注 3 3）基准）基准基准代号的字母采用大写拉丁基准代号的字母采用大写拉丁 字母。为避免混淆，标准规定不许采用字母。为避免混淆，标准规定不许采用E E、 I I、J J、MM、O O、P P、L L、R R、F F等字母。等字母。 * 3. 形位公差标注形位公差标注 形位公差的标注应注意以下问题： (1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是 形位公差项目符号，第二格为公差数值，第三格以

7、后为基 准，即使指引线从框格右端引出也是这样。 (2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐。 只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线，公共 中心平面时，箭头可直接指在轴线或中心线，这样标注很 简便，但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的 轴段在内 。 (3) 被测要素为轮廓要素时，箭头指向一般均垂直于该要素 。但对圆度公差，箭头方向必须垂直于轴线。 * 3. 形位公差标注形位公差标注 形位公差的标注应注意以下问题： (4) 当公差带为圆或圆柱体时，在公差数值前需加注符号，其 公差值为圆或圆柱体的直径。这种情况在被测要素为轴线时才有 。同轴度的公差带总是一圆柱体，所以公

8、差值前总是加上符号; 轴线对平面的垂直度、轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带 ，需在公差值前也加上符号。 (5) 对一些附加要求，常在公差数值后加注相应的符号，如(+)符号 说明被测要素只许呈腰鼓形外凸，(-)说明被测要素只许呈鞍形内凹 ，()说明误差只许按符号的小端方向逐渐减小。如形位公差要求 遵守最大实体要求时，则需加符号OM。在框格的上，下方可用文 字作附加的说明，如对被测要素数量的说明，应写在公差框格的 上方; 属于解释性说明(包括对测量方法的要求)应写在公差框格的 下方。例如:在离轴端300mm处; 在a,b范围内等 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 形 状 公 差 直线

9、度 平面度 圆度 圆柱度 线轮廓度 面轮廓度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 1. 直线度公差 1）在给定平面内的直线度 2）在给定方向上的直线度 3) 在任意方向上的直线度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 1. 直线度公差 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 平面度是限制实际表面对理想平面变 动的一项指标，用于平面的形状精度要 求。 平面的公差带是距离为公差值t的两平 行面之间的区域。 2. 平面度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 2. 平面度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 3. 圆度 圆度是限制实际圆对其理想圆变动量的一 项指标，是

10、对圆（锥）面的正截面和球体 上通过球心的任一截面提出的形状精度要 求。 圆度公差带是指在同一正截面上，半径差 为公差值t的两同心圆之间的区域。 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 3. 圆度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 圆柱度是限制实际圆柱面对其理想圆柱 面变动量的一项指标，是对圆柱面所有正 截面和纵截面方向提出的综合性形状精度 要求。 因此，圆柱度公差可以同时控制圆度、 素线直线度和两条素线平行度等项目的误 差。 圆柱度公差带是指半径为公差值t的两 同轴圆柱面之间的区域。 4. 圆柱度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 4. 圆柱度 * 4. 形状公差与公差

11、带形状公差与公差带 5. 线轮廓度 理论正确尺寸是用以确定被测要素的理想形状、 方向、位置的尺寸。它仅表达设计时对被测要素的理想 要求，故该尺寸不附带公差，标注时应围以框格，而该 要素的形状、方向和位置误差则由给定的形位公差来控 制。 线轮廓度是限制实际平面曲线对其理想曲线变动量的 一项指标。是对零件上曲线提出的形状精度要求。 线轮廓度公差带是指包络一系列直径为公差值t的圆的 两包络线之间的区域，诸圆圆心应位于理想轮廓线上。 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 5. 线轮廓度 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 6. 面轮廓度 面轮廓度是限制实际曲面对其理想曲面 变动量的一项指

12、标，是对零件上曲面提出的 形状精度要求。 面轮廓度公差带是指包括一系列直径为公 差值t的球的两包络面之间的区域。诸如球 心应为于理想轮廓面上。 * 4. 形状公差与公差带形状公差与公差带 6. 面轮廓度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 位置公差位置公差是指关联实际要素的位置对基是指关联实际要素的位置对基 准所允许的变动全量。准所允许的变动全量。 位置公差带位置公差带是限制关联实际要素变动的是限制关联实际要素变动的 区域，被测实际要素位于此区域内为合格，区域，被测实际要素位于此区域内为合格， 区域的大小由公差值决定。区域的大小由公差值决定。 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带

13、 基准基准确定被测要素的方向、位置的确定被测要素的方向、位置的 参考对象。参考对象。 1 1）单一基准）单一基准 2 2）组合基准）组合基准( (公共基准公共基准) ) 3 3）基准体系）基准体系 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 定向公差 平行度 垂直度 倾斜度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 1）“面对面”的平行度 2）“线对线”的平行度 3）“面对线”的平行 度 4）“线对面”的平行 度 5）任意方向 平行度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 平行度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 平行度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 垂直度 垂

14、直度公差带有四种形式： 线对面的垂直度 线对线的垂直度 面对线的垂直度 面对面的垂直度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 垂直度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 垂直度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 倾斜度 当两要素在090之间的某一角度，有倾 斜度要求时，倾斜度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。 a)一个方向 公差带是距离为公差值t，且与基准要素 成理论正确角度的两平行平面（或直线）之 间的区域。 b)任意方向上 倾斜度公差带是直径为公差值t，且与基 准平面成理论正确角度的圆柱面内的区

15、域。 如图所示，D孔轴线必须位于直径公差 值0.05mm，且与A基准平面成45角，平行 于B基准平面的圆柱面内。 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 定位公差 同轴度 对称度 位置度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 同轴度 用于限制被测实际轴线对基准轴线 的位置误差；其公差带是直径为公 差值0.1，且与基准轴线同轴的圆柱 面内的区域。 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 同轴度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 对称度对称度 被测要素和基准要素均为被测要素和基准要素均为 零件结构中的中心平面。零件结构中的中心平面。 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差

16、带 对称度对称度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 位置度公差用于控制被测点、线、面的实际位置 对其理想位置的位置度误差。理想要素的位置由基准及 理论正确尺寸确定，位置度公差带对理想被测要素的位 置是对称分布的。根据被测要素的不同，可分为点的位 置度、线的位置度及面的位置度。 位置度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 位置度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 位置度 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 定位公差带的特点如下：定位公差带的特点如下： 1) 1) 定位公差相对于基准具有确定位置。定位公差相对于基准具有确定位置。 其中，位置度公差带的位置由理论正

17、确尺寸其中，位置度公差带的位置由理论正确尺寸 确定，同轴度和对称度的理论正确尺寸为零，确定，同轴度和对称度的理论正确尺寸为零， 图上可省略不注。图上可省略不注。 2) 2) 定位公差带具有综合控制被测要素位定位公差带具有综合控制被测要素位 置、方向和形状的功能。置、方向和形状的功能。 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 总结：定位公差包含了定向公差和形状 公差，故设计时，一般给出定位 公差后，不再给出定向公差和形 状公差。 若要设时，T尺寸T定向T形状 * 5. 位置公差与公差带位置公差与公差带 定位误差及其误差值：定位误差及其误差值： 定位误差：是关联实际要素对其具有确定位置的定位误

18、差：是关联实际要素对其具有确定位置的 理想要素的变动。理想要素的变动。 定位误差值：是关联实际被测要素的定位最小包定位误差值：是关联实际被测要素的定位最小包 容区域的宽度或直径。容区域的宽度或直径。 定位最小包容区域：是与公差带形状相同，按理定位最小包容区域：是与公差带形状相同，按理 想被测要素的位置、包容实际被测要素、且具想被测要素的位置、包容实际被测要素、且具 有最小宽度或直径的区域，简称定位最小区域。有最小宽度或直径的区域，简称定位最小区域。 * 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 跳动公差 圆跳动 全跳动 径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动 径向全跳动 端面全跳动 跳 动 公 差

19、* 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 圆跳动圆跳动 是指被测要素在某个测量截面内是指被测要素在某个测量截面内 相对于基准轴线的变动量。相对于基准轴线的变动量。 径向圆跳动径向圆跳动 公差带是在垂直于基准轴线的任公差带是在垂直于基准轴线的任 一测量平面内，半径为公差值一测量平面内，半径为公差值t t， 且圆心在基准轴线上的两个同心且圆心在基准轴线上的两个同心 圆之间的区域。圆之间的区域。 * 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 端面圆跳动端面圆跳动 公差带是在与基准轴线同轴的任公差带是在与基准轴线同轴的任 一半径位置的测量圆柱面上沿母一半径位置的测量圆柱面上沿母 线方向距离为公差值线方

20、向距离为公差值t t的两圆之间的两圆之间 的区域。的区域。 当被测件绕基准轴线无轴向移动当被测件绕基准轴线无轴向移动 旋转一周时，在被测面上任一测旋转一周时，在被测面上任一测 量直径处的轴向跳动量均不得大量直径处的轴向跳动量均不得大 于公差值。于公差值。 * 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 圆跳动 * 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 全跳动 径向全跳动 被测要素和测量方向与径向圆跳动相同， 不同的是被测要素连续作若干次旋转，同时 仪器和工件间沿轴向有相对移动。 端面全跳动端面全跳动 被测要素和测量方向与径向圆跳动相同， 不同的是被测要素连续作若干次旋转，同时 仪器和工件间沿轴向

21、有相对移动。 * 6. 跳动公差与公差带跳动公差与公差带 全跳动 * 7. 形位公差检测形位公差检测 形位误差检测原则形位误差检测原则 形位公差共有14项，其检测方法和设备不尽相同。在检测规定标准里，把 生产实际中行之有效的检测方法作了概括，归纳为5种检测原则，并列出了100余种 检测方案。我们可以根据被测对象的特点和有关条件，参照这些检测原则、检测方 案，设计出最合理的检测方法。 与理想要素比较原则 将被测要素与理想要素相比较，量值由直接法或间接法获得。 测量坐标值原则 测量被测实际要素的坐标值，经数据处理获得形位误差值。 测量特征参数原则 测量被测实际要素具有代表性的参数表示形位误差值。

22、测量跳动原则 被测实际要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向或线的变动量。 控制实效边界原则 检验被测实际要素是否超过实效边界，以判断被测实际要素合格与否。 * 7. 形位公差检测形位公差检测 1.与理想要素比较原则 将被测实际要素与其理想要素相比较，从而测出实际要素的形位误差值。 误差值可直接或间接测得。 a)平面度误差的测量 平面度误差的评定方法有三种： (1)最小区域法 作符合“最小条件”的包容被测实际 面的两平行平面，这两包容面之间的距 离就是平面度误差。 最小区域的判别准则：两平行平面包容 被测实际面时，与实际面至少应有三点 或四点接触，接触点属下列三种形式之 一者，即为最小区域。 *

23、 7. 形位公差检测形位公差检测 a)三角形准则：两包容面之一通过实际 面最高点(或最低点)，另一包容面通过实 际面上的三个等值最低点(或最高点)，而 最高点(或最低点)的投影落在三个最低点 (或最高点)组成的三角形内(极限情况，可 位于三角形某一边线上)。 b)交叉准则：上包容面通过实际面上两 等值最高点，下包容面通过实际面上两等 值最低点，两最高点连线应与两最低点连 线相交。 c)直线准则：包容面之一通过实际面上 的最高点(或最低点)，另一包容面通过实 际面上的两等值最低点(或两等值最高点)， 而最高点(或最低点)的投影位于两最低点 (或两最高点)的连线上。 * 7. 形位公差检测形位公差

24、检测 (2)对角线法 基准平面通过被测实际面的一条对角线，且平行于另一条对角线，实际 面上距该基准平面的最高点与最低点之代数差为平面度误差。 (3)三点法 基准平面通过被测实际面 上相距最远且不在一条直线 上的三点，实际面上距此基 准平面的最高点与最低点之 代数差即为平面度误差。 根据被测实际面测得的原 始数据，按基面转换原理进 行基面旋转，求得被测面的 平面度误差值。 2圆度误差的测量 圆度误差可在圆度仪上测量。 * 7. 形位公差检测形位公差检测 根据记录图评定圆度误差有四种方法： (1)最小区域法 包容被测实际轮廓、且半径差为最小的两同心圆 之间的区域即构成最小区域，此两同心圆的半径差

25、即为圆度误差值。 最小区域的判别准则：由两同心圆包容被测实际 轮廓时，至少有四个实测点内外相间地位于两个包 容圆的圆周上。 (2)最小外接圆法 作包容实际轮廓、且直径为最小的外接圆，再以 该圆的圆心为圆心作实际轮廓的内切圆，两圆的半 径差为圆度误差值。 (3)最大内切圆法 作实际轮廓最大内切圆，再以该圆的圆心为圆心 作包容实际轮廓的外接圆，两圆的半径差为圆度误 差值。 * 7. 形位公差检测形位公差检测 (4)最小二乘圆 最小二乘圆：从实际轮廓上各点到该圆的距离平 方和为最小。 从最小二乘圆圆心作包容实际轮廓的内、外包容 圆，两圆的半径差为圆度误差值。 * 7. 形位公差检测形位公差检测 2.测量坐标值原则 几何要素的特征总是可以在坐标中反映出来，用坐标测量装 置（如三坐标测量仪、工具显微镜）测得被测要素上各测点的 坐标值后，经数据处理就可获得形位误差值。该原则对轮廓度、 位置度测量应用更为广泛。如图所示，用测量坐标值原则测量 位置度误差。 xi yi xi yi fi fi =2 (xi)2+(yi) 2 （i=1，2，3，4） * 7. 形位公差检测形位公差检测 3.测量特征参数原则 用该原则所得到的形位误差值与按定义确定的形