课题六、形状和位置公差2

1、第四章第四章 形状和位置公差与检测形状和位置公差与检测u几何要素及其分类几何要素及其分类u形状和位置公差的特征项目形状和位置公差的特征项目u形状和位置公差的标注形状和位置公差的标注u形状和位置公差带形状和位置公差带u公差原则公差原则u形状和位置公差的选择和检测形状和位置公差的选择和检测形位公差形位公差基本内容基本内容：形位公差的概念与含义形位公差的概念与含义形位公差带的特性形位公差带的特性各种形位公差与公差带的特征各种形位公差与公差带的特征形位公差在图样上的标注形位公差在图样上的标注形位公差的含义与特性形位公差的含义与特性定义：定义：形位公差是指实际被测要素对图样形位公差是指实际被测要素对图样

2、上给定的理想形状、理想位置的允许变动上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。量。形状：形状：圆内的区域、两同心圆间的区域、圆内的区域、两同心圆间的区域、两同轴圆柱面间的区域、两等距线间的区两同轴圆柱面间的区域、两等距线间的区域、两平行直线间的区域、圆柱面内的区域、两平行直线间的区域、圆柱面内的区域、两等距曲面间的区域、两平行平面间域、两等距曲面间的区域、两平行平面间的区域、球面内的区域。的区域、球面内的区域。（形状有9种）特性：特性：形状、大小、方向、位置。形状、大小、方向、位置。形状公差形状公差 定义：定义：形状公差是单一要素对其理想要素允形状公差是单一要素对其理想要素允许的变动量。涉及的要

3、素是线和面，一个点许的变动量。涉及的要素是线和面，一个点无所谓的形状。无所谓的形状。 种类：种类：形状公差有形状公差有直线度、平面度、圆度直线度、平面度、圆度和和圆柱度圆柱度等四个特征项目。等四个特征项目。 特征：特征：形状公差只有大小和形状的要求，而形状公差只有大小和形状的要求，而没有方向和位置的要求，因此没有基准。没有方向和位置的要求，因此没有基准。 直线度公差直线度公差 直线度直线度公差用于控制直线和轴线的形状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在给定平面内，在给定方向上和在任

4、意方向上三种情况。三种情况。在给定平面内的直线度在给定平面内的直线度在给定方向内的直线度在给定方向内的直线度 任意方向上的直线度任意方向上的直线度 在给定平面内的直线度在给定平面内的直线度 其公差带是其公差带是距离距离为公差值为公差值t的两平行的两平行直线之间的区域。直线之间的区域。如如图所示图所示,被测表面的被测表面的素线必须位于轴向平素线必须位于轴向平面内，且距离为公差面内，且距离为公差值值0.02mm的两平行的两平行直线之间。直线之间。在给定方向内的直线度在给定方向内的直线度 当给定方向上，当给定方向上，公差带是公差带是距离为公差距离为公差值值t的两平行平面之间的两平行平面之间的区域。的

5、区域。如图是一个如图是一个方向的示例，被测棱方向的示例，被测棱线必须位于箭头所指线必须位于箭头所指方向距离为公差值方向距离为公差值0.02mm0.02mm的两平行平面的两平行平面内。内。 在给定方向内的直线度在给定方向内的直线度 当给定互相垂直的两当给定互相垂直的两个方向时，个方向时，公差带是公差带是两两对给定方向上距离分别对给定方向上距离分别为公差值为公差值t1和和t2的两平行的两平行平面之间的区域。平面之间的区域。如图如图是两个方向的示例，棱是两个方向的示例，棱线必须位于水平方向距线必须位于水平方向距离为公差值离为公差值0.02mm，垂，垂直方向距离为公差值直方向距离为公差值0.1mm的两

6、对平行平面的两对平行平面之内。之内。 任意方向上的直线度任意方向上的直线度 在任意方向上其在任意方向上其公差带是公差带是直径为公差直径为公差值值t的圆柱面内的区域的圆柱面内的区域。如图所示，如图所示，d圆柱体圆柱体的轴线必须位于直径的轴线必须位于直径为公差值为公差值0.04mm的圆的圆柱面内，标准规定，柱面内，标准规定，形位公差值前加注形位公差值前加注“”，表示其公差带，表示其公差带为一圆柱面内区域。为一圆柱面内区域。 平面度平面度 平面度公差带平面度公差带是是距离为公差值距离为公差值t的两平的两平行平面之间的区域。行平面之间的区域。如图所示，被测表面如图所示，被测表面必须位于距离为公差必须位

7、于距离为公差值值0.1mm的两平行平的两平行平面内。面内。圆度圆度 圆度公差带是圆度公差带是垂垂直于轴线的任一正截直于轴线的任一正截面上半径差为公差值面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区的两同心圆之间的区域。域。如图所示，在垂如图所示，在垂直于轴线的任一正截直于轴线的任一正截面上，实际轮廓线必面上，实际轮廓线必须位于半径差为公差须位于半径差为公差值值0.02mm的两同心的两同心圆内。圆内。 圆柱度圆柱度 圆柱度公差带是圆柱度公差带是半径差为公差值半径差为公差值t的两的两同轴圆柱面之间的区同轴圆柱面之间的区域。域。如图所示，被测如图所示，被测实际圆柱表面必须位实际圆柱表面必须位于 半 径 差

8、为 公 差 值于 半 径 差 为 公 差 值0.05mm的两同轴圆柱的两同轴圆柱面之间。面之间。位置公差位置公差 定向公差定向公差 1、平行度、平行度 2、垂直度、垂直度 3、倾斜度、倾斜度 定位公差定位公差 1、同轴度、同轴度 2、对称度、对称度 3、位置度、位置度跳动公差跳动公差1、圆跳动公差、圆跳动公差 2、全跳动公差、全跳动公差基准的建立：基准的建立： 单个基准时，由实际要素建立基准应符合最单个基准时，由实际要素建立基准应符合最小条件。为了确定被测要素的空间方位，有时可小条件。为了确定被测要素的空间方位，有时可能需要两个或三个基准。由三个基准互相垂直的能需要两个或三个基准。由三个基准互

9、相垂直的基准平面组成基准体系，称为基准平面组成基准体系，称为三基面体系。三基面体系。这三这三个平面按功能要求有顺序之分，分别称为个平面按功能要求有顺序之分，分别称为第一基第一基准平面，第二基准平面，第三基准平面准平面，第二基准平面，第三基准平面。基准基准基准：基准：是用来确定实际关联要素几何位置关系的参是用来确定实际关联要素几何位置关系的参考对象，应具有理想形状（有时还应具有理想方向）考对象，应具有理想形状（有时还应具有理想方向）基准形式：基准点、基准直线（含基准轴线）和基基准形式：基准点、基准直线（含基准轴线）和基准平面（含基准中心平面）准平面（含基准中心平面）分类：分类： （1）单一基准：

10、）单一基准：一个基准要素建立的基准；一个基准要素建立的基准； （2）公共基准：）公共基准：两个或两个以上同类基准要素建两个或两个以上同类基准要素建立的一个独立基准立的一个独立基准 （3）三基面体系：）三基面体系：与空间直角坐标系一致，规定与空间直角坐标系一致，规定互相垂直的基准平面构成一个基准体系互相垂直的基准平面构成一个基准体系三基面体三基面体系系公共基准：公共基准： 三基面体系：三基面体系： 每两个基准平面的交线构成一条基准轴线；每两个基准平面的交线构成一条基准轴线； 三条基准轴线的交点构成基准点；三条基准轴线的交点构成基准点； 基准的体现：基准的体现： 零件加工后，其实际基准要素不可避免

11、的存零件加工后，其实际基准要素不可避免的存在或大或小的形状误差（有时存在方向误差）在或大或小的形状误差（有时存在方向误差） 如果以存在形状误差的实际基准要素作为基如果以存在形状误差的实际基准要素作为基准，则难以确定实际关联要素的方位。准，则难以确定实际关联要素的方位。图图4-22 基准通常用形状足够精确的表面模拟基准通常用形状足够精确的表面模拟 基准要素可用刀口尺的刃口，平尺的工作面，基准要素可用刀口尺的刃口，平尺的工作面，平台和平板的工作面以及样板的轮廓面等实物体现，平台和平板的工作面以及样板的轮廓面等实物体现，也可用运动轨迹来体现。也可用运动轨迹来体现。刀口尺刀口尺贴切直贴切直 线线实际线

12、实际线 孔的基准轴线可用与孔成无间隙配合的心轴或孔的基准轴线可用与孔成无间隙配合的心轴或膨胀式的心轴体现膨胀式的心轴体现(A)； 轴的基准轴线可用轴的基准轴线可用V形块来体现形块来体现(B)； 三基面体系中的基准平面可用平板和方箱的工三基面体系中的基准平面可用平板和方箱的工作平面模拟体现作平面模拟体现(A)(B)形状或位置公差形状或位置公差 线轮廓度和面轮廓度有两种情况：无基准要求的线轮廓度和面轮廓度有两种情况：无基准要求的和有基准要求的。故其公差带有大小和形状要求和有基准要求的。故其公差带有大小和形状要求外，位置可能固定，也可能浮动。外，位置可能固定，也可能浮动。 无基准要求时，理想轮廓线（

13、面）用尺寸并加注无基准要求时，理想轮廓线（面）用尺寸并加注公差来控制，这时理想轮廓线（面）的位置是不公差来控制，这时理想轮廓线（面）的位置是不定的（形状公差），有基准要求的理想轮廓线定的（形状公差），有基准要求的理想轮廓线（面）用理论正确尺寸并加注基准来控制，这时（面）用理论正确尺寸并加注基准来控制，这时理想轮廓线（面）的位置是唯一的，不能移动。理想轮廓线（面）的位置是唯一的，不能移动。（位置公差）（位置公差）线轮廓度线轮廓度 面轮廓度面轮廓度定向公差定向公差 关联被测要素对基准要素在规定方向上允许关联被测要素对基准要素在规定方向上允许的变动量，的变动量， 特点：定向公差相对于基准有确定的方向

14、，特点：定向公差相对于基准有确定的方向，公差带的位置可以浮动；定向公差具有综合公差带的位置可以浮动；定向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。控制被测要素的方向和形状的职能。 分为：平行度、垂直度和倾斜度。分为：平行度、垂直度和倾斜度。分类：分类： 1. 被测平面相对于基准平面（面对面）；被测平面相对于基准平面（面对面）； 2.被测直线相对于基准平面（线对面）；被测直线相对于基准平面（线对面）； 3.被测平面相对于基准直线（面对线）；被测平面相对于基准直线（面对线）； 4.被测直线相对于基准直线（线对线）；被测直线相对于基准直线（线对线）； 平行度、垂直度、倾斜度公差带分别相对于平行度、

15、垂直度、倾斜度公差带分别相对于基准保持平行、垂直、倾斜基准保持平行、垂直、倾斜-理论正确角度关系。理论正确角度关系。 定向公差带有形状、大小和特定方向的要求。定向公差带有形状、大小和特定方向的要求。 理想被测要素的形状为平面，因而公差带的形理想被测要素的形状为平面，因而公差带的形状为两平行平面，该公差带可以平行于基准平面状为两平行平面，该公差带可以平行于基准平面A移动，既控制实际被测要素的平行度误差，又移动，既控制实际被测要素的平行度误差，又自然的控制平面度误差。自然的控制平面度误差。 同一被测要素给出定向公差之后，对形状精度同一被测要素给出定向公差之后，对形状精度进一步要求，才给出形状公差，

16、而形状公差值小进一步要求，才给出形状公差，而形状公差值小于定向公差值。于定向公差值。 平行度平行度分类：分类： 1. 面对面：面对面：距离为公差值距离为公差值t且平行于基准平面且平行于基准平面的两平行平面之间的区域；的两平行平面之间的区域； 2. 线对面：线对面：距离为公差值距离为公差值t且平行于基准平面且平行于基准平面的两平行平面之间的区域；的两平行平面之间的区域； 3. 面对线：面对线：距离为公差值距离为公差值t且平行于基准直线且平行于基准直线的两平行平面之间的区域；的两平行平面之间的区域； 4. 任意方向线对线：任意方向线对线：直径为公差值直径为公差值t且平行于且平行于基准直线的圆柱面内

17、的区域；基准直线的圆柱面内的区域； 5. 互相垂直方向线对线：互相垂直方向线对线：互相垂直距离为公差互相垂直距离为公差值值t1和和t2且平行于基准直线的两平行平面之间的且平行于基准直线的两平行平面之间的区域；区域； 平行度（一）平行度（一） 当两要素要求互相平行时，用平行度公差来控当两要素要求互相平行时，用平行度公差来控制被测要素对基准的方向误差。制被测要素对基准的方向误差。当给定一个方向上当给定一个方向上的平行度要求时，的平行度要求时，平行度公差带是距离为公差值平行度公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面（或直线或轴线）的两平行平面且平行于基准平面（或直线或轴线）的两平行平面之间的区域。之

18、间的区域。 面对面面对面 线对面线对面 面对线面对线平行度平行度 （二）（二） 当给定互相垂直的当给定互相垂直的两个方向时，平行度公两个方向时，平行度公差带是差带是两对互相垂直的两对互相垂直的距离分别为距离分别为t1和和t2且平且平行于基准直线的两平行行于基准直线的两平行平面之间的区域。平面之间的区域。如图如图所示，所示，d孔轴线必须位孔轴线必须位于公差值为于公差值为0.1mm和和0.2mm且平行于基准轴且平行于基准轴线的两对平行平面内。线的两对平行平面内。平行度（三）平行度（三） 当给定任意方向当给定任意方向时，平行度公差带是时，平行度公差带是直径为公差值直径为公差值t且平且平行于基准轴线的

19、圆柱行于基准轴线的圆柱面内的区域。如图所面内的区域。如图所示，示，d孔轴线必须位孔轴线必须位于 直 径 公 差 值于 直 径 公 差 值 0.1mm，且平行于基，且平行于基准轴线的圆柱面内。准轴线的圆柱面内。 垂直度垂直度分类：分类： 1. 面对面：面对面：距离为公差值距离为公差值t且垂直于基准平面且垂直于基准平面的两平行平面之间的区域；的两平行平面之间的区域； 2. 线对面（任意方向）：线对面（任意方向）：直径为公差值直径为公差值t且垂且垂直于基准平面的圆柱面内的区域；直于基准平面的圆柱面内的区域； 3. 面对线：面对线：距离为公差值距离为公差值t且垂直于基准直线且垂直于基准直线的两平行平面

20、之间的区域；的两平行平面之间的区域； 4. 线对线：线对线：直径为公差值直径为公差值t且垂直于基准直线且垂直于基准直线的两平行平面之间的区域；的两平行平面之间的区域； 面对线的垂直度公差 线对面的垂直度公差（任意方向） 倾斜度倾斜度分类：分类： 1. 面对面：面对面：距离为公差值距离为公差值t且与基准平面成一且与基准平面成一给定角度的两平行平面之间的区域；给定角度的两平行平面之间的区域； 2. 线对面（任意方向）：线对面（任意方向）：直径为公差值直径为公差值t且轴且轴线与基准平面成一给定角度的圆柱面内的区域；线与基准平面成一给定角度的圆柱面内的区域； 3. 面对线：面对线：距离为公差值距离为公

21、差值t且与基准直线成一且与基准直线成一给定角度的两平行平面之间的区域；给定角度的两平行平面之间的区域； 4. 线对线：线对线：距离为公差值距离为公差值t且与基准直线成一且与基准直线成一给定角度的两平行平面之间的区域给定角度的两平行平面之间的区域 线对线的倾斜度公差 线对面的倾斜度公差（任意方向） 对称度公差是指实际被测中心要素的位对称度公差是指实际被测中心要素的位置对基准允许变动量置对基准允许变动量 图图4-29a 理想被测要素的形状为平面，它应位于平行理想被测要素的形状为平面，它应位于平行于基准平面于基准平面A且至该基准平面的距离（定位尺寸）且至该基准平面的距离（定位尺寸）为理想正确尺寸为理

22、想正确尺寸l的理想位置上。的理想位置上。 以理想位置为中心在给定方向上控制实际被测以理想位置为中心在给定方向上控制实际被测要素的变动范围。要素的变动范围。 被测平面位于距离为公差值被测平面位于距离为公差值0.05mm且相对于且相对于理想位置对称配置的两平行平面之间的区域。理想位置对称配置的两平行平面之间的区域。 被测表面给出定位公差后，仅在对其定向精度被测表面给出定位公差后，仅在对其定向精度和形状精度有进一步要求时，才给出定向公差和形状精度有进一步要求时，才给出定向公差 跳动公差的测量跳动公差的测量(A)(B) 端面圆跳动公差带是端面圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任在与基准轴线同轴的任一直径的测量圆柱面上，一直径的测量圆柱面上，沿沿母线方向宽度为公差母线方向宽度为公差值值t的圆柱面（两个圆）的圆柱面（两个圆）区域区域。如图所示。当零如图所示。当零件绕基准轴线作无轴向件绕基准轴线作无轴向移动回转时，左端面上移动回转时，左端面上任一测量直径处的轴向任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于跳动量均不得大于公差公差值值0.05mm。 端面全跳动端面全跳动 轮廓度公差带轮廓度公差带 轮廓度公差涉及的要素是曲线和曲面。轮廓度公差涉及的要素是曲线和曲面。 轮廓度公差有轮廓度公差有线轮廓度和面轮廓度线