第3章 几何公差1-2014

上课啦

第3章几何精度设计§3.1零件几何要素和几何公差的特征项目§3.2几何公差在图样上的表示方法§3.3几何公差带§3.4公差原则§3.5几何误差§3.6几何精度设计

第3章几何精度设计学习指导学习目的是掌握几何公差和几何误差的基本概念，熟悉几何公差国家标准的基本内容，为合理选择几何公差打下基础。学习要求是掌握几何公差带的特征（形状、大小、方向和位置）以及几何公差在图样上的标注；掌握几何误差的确定方法；掌握几何公差的选用原则；掌握公差原则（独立原则、相关要求、最大实体要求）的特点和应用；了解几何误差的检测原则。重点：1、几何公差项目的含义及标注；

2、几何公差带的含义及形状。难点：1、几何公差的选择；

2、公差原则的的分类与应用。

第3章几何精度设计GB/T1182—2008《产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》GB/T18780.1—2002《产品几何量技术规范(GPS)几何要素第1部分：基本术语和定义》GB/T1184—1996《形状和位置公差未注公差值》GB/T4249—2009《产品几何技术规范(GPS)公差原则》、GB/T16671—2009《产品几何技术规范(GPS)几何公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》GB/T1785l—1999《基准和基准体系》GB/T1958—2004《形状和位置公差检测规定》

§3.1零件几何要素和几何公差的特征项目3.1.1

几何误差对零件使用性能的影响

零件在加工时，受机床本身误差、零件安装及定位误差、夹具和刀具误差、热处理变形、切削过程中的振动、内应力、温度等因素的影响。零件的实际形状和位置对理想形状和位置都有一定的偏离量，这就几何误差。

几何误差对零件使用性能的影响主要有：①影响配合性质；②影响工作精度；③影响可装配性；④影响密封性等其他功能。

轴套的外圆可能产生以下误差：外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）轴套加工后外圆的形状和位置误差

3.1.2零件几何要素及其分类

几何要素：构成机械零件几何特征的点、线、面，简称要素。

几何公差(又称为形位公差)：是针对几何要素的几何误差

(以往称为形位误差)所规定的公差。

几何公差的研究对象就是构成零件几何特征的几何要素。由于其状态、结构、地位和功能不同，几何要素可有多种分类方式：

几何公差是控制几何误差的：t几何≥f几何

。

1.按结构特征分类（1）组成要素（轮廓要素）零件的表面、表面上的线或点。

●尺寸要素如具有直径定形尺寸的孔、轴。

●非尺寸要素如单个平面。（2）导出要素（中心要素）由一个或几个尺寸要素的对称中心得到的中心点、中心线成中心平面。

2.按检测关系分类（1）被测要素即注有几何公差的要素，是检测的对象。（2）基准要素用来确定被测要素的方向或位置关系的要素。同时，该要素也是被测要素。

3.按功能关系分类（1）单一要素注有形状公差的要素。（2）关联要素注有方向或位置公差的要素。被测要素基准要素检测关系单一要素：提出形状公差要求关联要素：有功能关系的要素功能关系组成要素（轮廓要素）导出要素（中心要素）结构特征

几何要素按结构、地位和功能分类：

4.按存在状态分类

(1)实际要素：实际组成要素的简称，指由接近实际组成要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。

(2)提取要素：提取组成要素和提取导出要素的统称。

提取组成要素指按规定方法，由实际组成要素提取有限数目的点所形成的实际组成要素的近似替代。提取导出要素指由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面。4.按存在状态分类

(1)实际要素：实际组成要素的简称。

(2)提取要素：提取组成要素和提取导出要素的统称。

(3)拟合要素：包括拟合组成要素和拟合导出要素。拟合组成要素指按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素。拟合导出要素指由一个或几个拟合组成要素得到的中心点、中心线或中心面。

几何公差的特征项目分为形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差四大类，共有19个。其中，形状公差特征项目有6个，没有基准要求；方向公差特征项目有5个，位置公差特征项目有6个，跳动公差特征项目有2个，它们都有基准要求。没有基准要求的线、面轮廓度公差属于形状公差，而有基准要求的线、面轮廓度公差则属于方向、位置公差。3.1.3几何公差的特征项目及符号形状公差直线度平面度圆度方向公差平行度垂直度倾斜度线轮廓度面轮廓度圆柱度线轮廓度面轮廓度3.1.3几何公差的特征项目及符号线轮廓度面轮廓度位置公差跳动公差同心度（用于中心点）对称度位置度圆跳动全跳动同轴度（用于轴线）3.1.3几何公差的特征项目及符号表几何公差的分类、特征项目及符号

公差类型特征项目符号公差类型特征项目符号形状公差方向公差直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度平行度垂直度倾斜度线轮廓度面轮廓度同心度（用于中心点）同轴度（用于轴线）对称度位置度线轮廓度面轮廓度圆跳动全跳动位置公差跳动公差3.1.3几何公差的特征项目及符号

几何公差带是用来限制实际被测要素变动的区域。它可以是空间区域，也可以是平面区域。只要实际被测要素全部落在给定的公差带内，就表明其合格。

几何公差带具有形状、大小、方向和位置等特性。（1）几何公差带的形状取决于被测要素的几何形状、给定的几何公差特征项目和标注形式。（2）几何公差带的大小用它的宽度或直径来表示，由给定的公差值决定。（3）几何公差带的方向和位置则由给定的几何公差特征项目和标注形式确定。3.1.4几何公差带的特性

（3）几何公差带的方向和位置则由给定的几何公差特征项目和标注形式确定。

1）几何公差带的方向指与公差带延伸方向相垂直的方向，通常指的是被测要素指引线箭头所指的方向。因此，几何公差带的方向应与被测要素的最小包容区域一致。对于位置公差带，其方向应与基准保持图样上给定的几何关系。

2）几何公差带的位置可分为固定的和浮动的两种。①位置固定的公差带：对于位置公差（同轴度、对称度和位置度公差），其公差带的位置相对于基准要素是完全确定的，不随被测实际要素的尺寸、形状及位置的改变而变动。②位置浮动的公差带：对于形状公差带（不包括与基准有确定关系的轮廓度公差）、方向公差带，公差带的位置随被测实际要素有关尺寸、形状及位置的改变而变动。3.1.4几何公差带的特性几何公差带的主要形状

3.1.4几何公差带的特性§3.2几何公差在图样上的表示方法

3.2.1几何公差框格和基准符号

1.形状公差框格形状公差框共两格。用带箭头的指引线将框格与被测要素相连。

2.方向、位置和跳动公差框格

有三格、四格和五格等几种。用带箭头的指引线将框格与被测要素相连。

3.基准符号对基准要素应标注基准符号。基准符号由一个基准方格（这方格内写有表示基准的英文大写字母）和涂黑的（或空白的）基准三角形，用细实线连接而构成。

基准在图样上用大写英文字母表示（不采用E、F、I、J、L、M、O、P、R）

3.2.2被测要素的标注方法

1.被测组成要素的标注方法指引线的箭头应置于轮廓线上或它的延长线线上，并且带箭头的指引线必须明显地与尺寸线错开。还可以用带点的参考线把被测表面引出来。

2.被测导出要素的标注方法

指引线应与被测导出要素所对应尺寸要素的尺寸线的延长线重合。或者指引线的箭头与被测导出要素所对应尺寸要素的尺寸线的箭头对齐。

3.指引线箭头的指向

指引线的箭头应指向几何公差带的宽度方向或直径方向。

4.公共被测要素的标注方法

对于由几个同类要素组成的公共被测要素，采用一个公差框格标注，在框格中公差值后面加注符号“CZ”。

3.2.3基准要素的标注方法

1.基准组成要素的标注方法基准符号的基准三角形底边应放置在基准组成要素（表面或表面上的线）的轮廓线上或其延长线上，并且放置处必须与尺寸线明显错开。还可以用带点的参考线把基准表面引出来。

2.

基准导出要素的标注方法

基准符号的基准三角形底边应放置在基准导出要素（轴线、中心平面等）所对应尺寸要素的尺寸线的一个箭头上，并且基准符号的细实线应与该尺寸线对齐。

3.公共基准的标注方法

对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对这两个同类要素分别标注两个不同字母的基准符号，并且在被测要素公差框格中用短横线隔开这两个字母。

3.2.4几何公差的简化标注方法

1.同一被测要素有几项几何公差要求

将这几项几何公差要求的几何公差框格重叠绘出，只用一条指引线引向被测要素。

2.几个被测要素有同一几何公差带要求只使用一个几何公差框格，由该框格的一端引出一条指引线，在这条指引线上绘制几条带箭头的连线，分别与这几个被测要素相连。

3.几个同型被测要素有同一几何公差带要求结构和尺寸分别相同的几个被测要素有同一几何公差带要求时，可以只对其中一个要素绘制公差框格，在该框的上方写明被测要素的尺寸和数量。

§3.3几何公差带

3.3.1形状公差带

1．形状公差带形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量，涉及的要素是线和面，包括直线度、平面度、圆度和圆柱度等特征项目。形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。2．形状公差带的特点

形状公差带只有形状和大小的要求，而没有方向和位置的要求

1.平面度公差带

公差带为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区域。

用于限制被测实际平面的形状误差

2.直线度公差带

●在给定平面内和给定方向上的公差带为间距等于公差值t的两平行直线所限定的区域。2.直线度公差带●在给定方向上的公差带为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区域。

主要控制面与面交线，即棱线直的程度2.直线度公差带●在给定平面内的公差带为间距等于公差值t的两平行直线所限定的区域。主要控制被测实际圆柱面、圆锥面的素线以及量具上刻度线等的直线度2.直线度公差带

●在任意方向上的公差带为直径等于公差值

t的圆柱面所限定的区域。主要控制被测实际圆柱面、圆锥面等的轴线的直线度

3.圆度公差带公差带为在给定横截面内，半径差等于公差值t的两同心圆所限定的区域。用于限制回转面径向截面轮廓的形状误差3.圆度公差带公差带在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。t公差带标注1标注2

公差带同心圆的圆心不一定在零件轴线上，因为对实际轮廓只有圆的要求，而无位置要求；圆度公差带的位置是随圆要素局部实际直径在尺寸公差内变化而浮动；给定公差值为该同心圆的半径差。0.050.053.圆度公差带比较直线度与圆度的标注直线度与圆度指引线的箭头应指向几何公差带的宽度方向