《互换性与标准化》-第4章

4.1有关术语及定义4.1.1局部实际尺寸(locallyactualsize)

在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离，称为局部实际尺寸，又称为实际尺寸，孔和轴的实际尺寸分别用d，和D，表示。同一要素在不同部位测得的实际尺寸往往不同，如图4-1所示4.1.1局部实际尺寸(locallyactualsize)

在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离，称为局部实际尺寸，又称为实际尺寸，孔和轴的实际尺寸分别用d，和D，表示。同一要素在不同部位测得的实际尺寸往往不同，如图4-1所示。下一页返回4.1有关术语及定义4.1.2边界(boundary)

由设计给定的具有理想状态的极限包容面称为边界。边界的尺寸为(孔或轴的)极限包容面的直径或宽度。当极限包容面为圆柱面时，其直径是边界尺寸;当极限包容面为两平行平面时，其距离是边界尺寸。按照边界尺寸的不同，有关边界的具体名词如下:1.最大实体边界(maximummaterialboundary,MMB)

最大实体边界是指尺寸为最大实体尺寸的边界。单一被测要素的最大实体边界具有确定的形状和大小，但其方向和位置是不确定的，如图4一2所示。上一页下一页返回4.1有关术语及定义

关联被测要素的定向或定位最大实体边界，不仅应具有确定的形状和大小，其导出要素还应相对于基准保持图样给定的方向和位置关系，如图4一3和图4一4所示。

2.最小实体边界(leastmaterialboundary,LMB)

最小实体边界是指尺寸为最小实体尺寸的边界。单一被测要素的最小实体边界具有确定的形状和大小，但其方向和位置是不确定的，如图4一5所示关联被测要素的定向或定位最小实体边界，不仅具有确定的形状和大小，而且其导出要素应保持基准图样给定的方向和位置关系，如图4一6和图4-7所示。上一页下一页返回4.1有关术语及定义4.1.3最大实体实效状态(maximummaterialvirtualcondition，MMVC)

在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其导出要素的形状或位置误差等于给定公差值时的综合极限状态，称为最大实体实效状态。4.1.4最大实体实效尺寸(maximummaterialvirtualsizeMMVS)

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。如图4一8所示，对于孔，它等于最大实体尺寸减几何公差值，，用D、表示;对于轴，它等于最大实体尺寸加几何公差值t，用式、表示。上一页下一页返回4.1有关术语及定义4.1.5最大实体实效边界(maximummaterialvirtualboundary，MMVB)如图4-8所示，尺寸为最大实体实效尺寸的边界，称为最大实体实效边界。4.1.6最小实体实效状态(leastmaterialvirtualconditionLMVC)

在给定长度上，实际要素处于最小实体状态，且其导出要素的形状或位置误差等于给定的公差值时的综合极限状态，称为最小实体实效状态。4.1.7最小实体实效尺寸(leastmaterialvirtualsize,LMVS)

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。如图4一9所示，对于孔，它等于最小实体尺寸加几何公差值t，用D,、表示;对于轴，它等于最小实体尺寸减几何公差值t，用或、表示。上一页下一页返回4.1有关术语及定义4.1.8最小实体实效边界(leastmaterialvirtualboundary,LMVB)如图4-9所示，尺寸为最小实体实效尺寸的边界称为最小实体实效边界。上一页返回4.2独立原则4.2.1含义独立原则是指被测要素在图样上给出的尺寸公差与几何公差各自独立、分别满足要求的公差原则。它是标注几何公差和尺寸公差相互关系的基本公差原则。如果对尺寸与形状、尺寸与位置之间的相互关系有特定要求应在图样上规定。4.2.2采用独立原则时尺寸公差和几何公差的机能

1.尺寸公差

y线性尺寸公差线性尺寸公差仅控制要素的局部实际尺寸(两点法测量)，不控制要素本身的形状误差(如圆柱形要素的圆度误差、轴线直线度误差或平面要素的平面度误差)。下一页返回4.2独立原则

形状误差应由单独标注的形状公差和未注形状公差控制，如图4一10所示。

2)角度公差角度公差仅控制被测要素与理想要素之间的角度变动量，不控制被测要素的形状误差，理想要素的位置应符最小条件。角度公差只控制线或素线的总方向，不控制其形状误差。总方向是指接触线的方向，接触线是与实际线相接触的最大距离为最小的理想直线，如图4一11(a)所示。实际线的形状误差应由单独标注的形状公差或未注形状公差控制。上一页下一页返回4.2独立原则2.几何公差不论要素的局部实际尺寸如何，被测要素均应位于给定的几何公差带内，并且其几何误差允许达到最大值。孔、轴的局部实际尺寸应在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，孔、轴的几何误差应在给定的相应几何公差之内。如图4一12所示的轴，其局部实际尺寸应在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，轴的形状误差应在给定的相应形状公差之内。不论轴的局部实际尺寸如何，其形状误差(素线直线度误差和圆度误差)允许达到给定的最大值，如图4一13所示。上一页下一页返回4.2独立原则4.2.3标注方法如图4一14所示的独立原则标注示例，标注时不需要附加任何表示相互关系的符号。但需要在图样上或在技术文件的相应部位标明“公差原则按GB/T4249一2009"。图样采用独立原则时，图样上的要素凡是没有采用特定的关系符号或特定的文字说明的，就表示该要素的尺寸公差与几何公差之间相互关系遵循独立原则。4.2.4独立原则的检测采用独立原则标注的零件进行检测时，被测要素的局部实际尺寸用两点法测量，被测要素的几何误差可使用通用量仪或专用测量设备进行测量。上一页下一页返回4.2独立原则4.2.5独立原则的应用范围

1.对于尺寸公差与几何公差需分别满足要求而不发生联系的要素不论公差等级高低均采用独立原则。例如，用于保证配合功能、运动精度、磨损寿命、旋转平衡等要求的部位。如图4一15所示为测量平台，在测量时用其工作表面模拟理想平面，对精度的重点要求是控制工作表面的平面度误差。因此，对测量平台工作表面应严格规定平面度公差，而平台的厚度对模拟理想平面这一功能无影响，其尺寸公差可选较低的精度，两者的关系应该采用独立原则。上一页下一页返回4.2独立原则

如图4一16所示为零件上的通油孔，它独立使用而不与其他零件配合，所以只要控制该孔的尺寸，就能保证一定的流量，而该孔轴线的弯曲并不影响功能要求。因此，按独立原则规定，通油孔的尺寸公差规定精度较高，而轴线直线度公差规定得精度较低是经济合理的。

2.退刀槽、倒角及其他没有配合要求的结构尺寸对于退刀槽、倒角及其他没有配合要求的结构尺寸，应采用独立原则。

3.几何精度要求极高的要素对于几何精度要求极高的要素，应采用独立原则。如图4一17所示为汽车制动用空气压缩机的连杆。该连杆小头孔的公称尺寸为小12.5mm，与活塞销配合，在功能上要求该孔的圆柱度公差不大于0.003mm。上一页下一页返回4.2独立原则4.关联被测要素和基准要素的定形尺寸公差不能控制它们之间的位置精度当关联被测要素和其基准要素的定形尺寸公差不能控制它们之间的位置精度时，两者之间的公差关系应采用独立原则。如图4一18所示为链条套筒(或滚子)，其内、外圆柱面轴线的同轴度误差对链条节距和链长的影响很大，但改变其内、外圆柱面的直径尺寸无法控制它们的同轴度误差。因此，为了保证它们的同轴度精度，应另外规定相应的同轴度公差或径向圆跳动公差t，且t与小D或小d的尺寸公差之间的关系应该采用独立原则。上一页返回4.3包容要求4.3.1含义包容要求是要求单一被测要素的实际轮廓不得超出最大实体边界，其实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差原则。如图4一19所示为最大实体边界控制被测要素的实际尺寸和几何误差的综合效应，该被测要素的实际轮廓5不得超出最大实体边界。包容要求只适用于圆柱表面或两平行平面的单一被测要素。4.3.2图样注解1.轴某轴的标注如图4-20示，遵守包容要求。2.孔有一孔的标注如图4-21所示，遵守包容要求。下一页返回4.3包容要求4.3.3图样标注单一要素采用包容要求时，尺寸极限偏差或公差带代号之后注有符号⑥。4.3.4检测方法采用包客要求的孔、轴应使用光滑极限量规检验。量规的通规模拟被测孔、轴的最大实体边界，用来检验该孔、轴的实际轮廓是否在最大实体边界范围内;止规体现两点法测量原理，用来判断该孔、轴的实际尺寸是否超出最小实体尺寸4.3.5应用主要用于保证单一被测要素孔、轴配合的配合性质，特别是配合公差较小的精密配合，最大实体边界可保证所需的最小间隙或最大过盈。上一页下一页返回4.3包容要求

如图4-22所示，加工后孔的实际尺寸处处皆为φ20mm，孔的形状正确，其体外作用尺寸D「=φ20mm;轴的实际尺寸也处处皆为φ20mm，其横截面形状正确，但存在轴线直线度误差，其体外作用尺寸y>φ20mm，因此，该孔与轴的装配形成过盈配合具体的应用实例有高压油泵的柱塞与套管、回转轴颈与滑动轴承孔等精密配合表面。上一页返回4.4最大实体要求4.4.1含义最大实体要求是控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界之内，即必须遵守最大实体实效边界的一种公差要求，适用于轴线、中心平面等导出要素。最大实体要求可以用于被测要素，一也可以用于基准要素。用最大实体实效边界控制被测要素的实际尺寸与几何误差的综合效应，被测要素的实际轮廓s不得超出该边界，如图4-23所示;图样上标注的几何公差值是被测要素的实际轮廓处于最大实体状态时给出的几何公差值，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时允许其几何误差值超出给出的几何公差值，即被测要素或(和)基准要素偏离最大实体状态时，其几何公差可获得补偿的一种公差原则。下一页返回4.4最大实体要求4.4.2图样标注在图样上的几何公差框格内的公差值后面标注符号⑩，表示最大实体要求用于被测要素，如图4-24(a)所示;当最大实体要求应用于基准要素时，应在几何公差框格中的基准字母代号后标注符号⑩，如图4-24(b)所示;当最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素时，应按图4一24(c)所示标注。4.4.3检测方法最大实体要求应用于被测要素时，被测要素的实际轮廓是否超出最大实体实效边界，应该使用功能量规的检验部分(它模拟体现被测要素的最大实体实效边界)来检验;其实际尺寸是否超出极限尺寸，可用两点法测量。上一页下一页返回4.4最大实体要求最大实体要求应用于被测要素对应的基准要素时，可以使用同一功能量规的定位部分(它模拟体现基准要素应遵守的边界)或者光滑极限量规的通规来检验基准要素的实际轮廓是否超出规定边界。4.4.4图样解释1.单一被侧要素有一轴的标注如图4-25(a)所示，被测单一被测要素遵循最大实体要求。2.关联被侧要素有一孔的标注如图4-26所示，被测关联被测要素遵循最大实体要求。上一页下一页返回4.4最大实体要求4.4.5应用最大实体要求主要应用于保证零件装配互换性的场合。间隙配合的孔和轴，能否自由装配或保证功能要求，取决于它们各自的实际尺寸与几何误差的综合效应。例如，如图4-27(a)所示操纵杆的孔与销轴的配合，当它们的实际尺寸分别为最大实体尺寸(孔径尺寸为最小极限尺寸D销轴尺寸为最大极限尺寸d,aa)时，它们的形状误差(轴线直线度误差)分别达到给定形状公差值，其装配间隙X为最小值，如图4一27(b)。上述装配效果取决于配合要素的实际尺寸和几何误差的综合效应，这就是最大实体要求的基础。上一页下一页返回4.4最大实体要求当要求轴线或中心平面等导出要素的几何公差与对应的组成要素的尺寸公差相关，以及同时要求该导出要素的位置公差与对应的基准要素的尺寸公差相关时，就可以采用最大实体要求，以获得最佳的经济效益。如图4-28所示为载重汽车的后桥齿轮。从动圆锥齿轮与齿轮轴装配后用螺栓连接。这两个零件图上圆周均布的12个小10.2H12通孔的位置度只要求螺栓能够自由穿过两者对应的通孔，即只要求保证装配互换，故其位置度公差应采用最大实体要求。如图4-29所示为减速器滚动轴承部件组合机构。上一页返回4.5最小实体要求4.5.1含义最小实体要求是控制被测要素的实际轮廓处于其最小实体实效边界之内，即必须遵守最小实体实效边界的一种公差要求，应用于轴线、中心平面等要素。最小实体要求可以用于被测要素，一也可以用于基准要素。如图4一30所示，用最小实体实效边界控制该被测要素的实际尺寸与几何误差的综合效应，被测要素的实际轮廓5不得超出该边界。图样上标注的几何公差值是被测要素的实际轮廓处于最小实体状态时给出的几何公差值，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时允许其几何误差值超出其给出的几何公差值，即被测要素或(和)基准要素偏离最小实体状态时，其几何公差可获得补偿的一种公差原则。关联被测要素的最小实体实效边界应与基准保持图样上给定的几何关系，最小实体实效边界的轴线应与基准平面C重合。下一页返回4.5最小实体要求4.5.2图样标注最小实体要求应用于被测要素时，应在被测要素几何公差框格中的公差值之后标注符号⑥;最小实体原则应用于基准要素时，应在几何公差框格中相应的基准字母代号后标注符号⑥，如图4-31(a)和(b)所示。若被测要素采用最小实体原则时，其给出的几何公差值为零，则称为最小实体要求的零几何公差，见图4-31。4.5.3检测方法对于采用最小实体要求的要素，其几何误差使用普通计量器具测量，其实际尺寸则用两点法测量。虽然最小实体要求属于相关要求，但是，最小实体实效边界是自最小实体状态朝着体内方向叠加形成的(而最大实体实效边界则是自最大实体状态朝着体外方向叠加形成的)。上一页下一页返回4.5最小实体要求因此，设计不出随外表面实际尺寸增大或随内表面实际尺寸减小而允许其几何误差相应增大的量规，无法模拟体现最小实体要求。4.5.4图样解释某零件的标注如图4-32(a)所示，为被测关联被测要素遵守最小实体要求。4.5.5应用最小实体要求主要应用于控制同一零件上关联被测要素间的极限位置，以获得最佳的技术经济效益;控制最小壁厚，以保证零件强度;控制特定表面至理想导出要素所在位置的最大距离，以保证分度精度或定位精度。上一页下一页返回4.5最小实体要求在产品和零件设计中，有时要涉及保证同一零件上相邻内、外尺寸要素(组成要素)间的最小壁厚和控制同一零件上特定表面至理想导出要素的最大距离等的功能要求。如图4-33所示。上一页返回4.6可逆要求4.6.1可逆要求当最大实体要求或最小实体要求应用于被测要素时，如果只需要控制其边界和极限尺寸中的一个极限尺寸—最小实体尺寸(对于最小实体要求)或最大实体尺寸(对于最大实体要求)，而不需要同时控制其边界和两个极限尺寸就能够满足零件的功能要求，则当被测导出要素的几何误差值小于图样上标注的几何公差值时，就可以允许对应要素的实际尺寸超出最大实体尺寸(对于最大实体要求)或最小实体尺寸(对于最小实体要求)，使被测要素的尺寸公差从固定公差变成动态公差，以获得更佳的技术经济效益，这就是可逆要求的实践基础。下一页返回4.6可逆要求

针对这一问题，国家标准定义了可逆要求，即当导出要素的几何误差值小于给定的几何公差值时，允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差的一种公差原则。它通常与最大实体要求或最小实体要求一起应用。可逆要求用于最大实体要求或最小实体要求时不改变这两种公差要求原有的含义。4.6.2图样标注可逆要求可用于最大实体要求，此时，在符号⑩后加注⑧，如图4一34所示;一也可用于最小实体要求，此时，在符号⑥后加注⑧，如图4一35所示。上一页下一页返回4.6可逆要求4.6.3可逆要求用于最大实体要求可逆要求应用于最大实体要求时表示在被测要素的实际轮廓不超出其最大实体实效边界的条件下，允许被测要素的尺寸公差补偿其几何公差，同时一也允许被测要素的几何公差补偿其尺寸公差;当被测要素的几何误差值小于图样上标注的几何公差值或等于零时，允许被测要素的实际尺寸超出其最大实体尺寸，甚至可以等于其最大实体实效尺寸，即允许被测要素的尺寸误差值大于图样上标注的尺寸公差值。4.6.4可逆要求用于最小实体要求可逆要求应用于最小实体要求时表示在被测要素的实际轮廓不超出其最小实体实效边界的条件下，允许被测要素的尺寸公差补偿其几何公差，同时一也允许被测要素的几何公差补偿其尺寸公差;上一页下一页返回4.6可逆要求当被测要素的几何误差值小于图样上标注的几何公差值或等于零时，允许被测要素的实际尺寸超出其最小实体尺寸，甚至可以等于其最小实体实效尺寸，即允许被测要素的尺寸误差值大于图样上标注的尺寸公差值。上一页返回4.7公差原则的选用4.7.1独立原则独立原则是处理几何公差与尺寸公差关系的基本原则，主要用于以下场合:(1)尺寸精度和几何精度要求都较严，且需要分别满足要求。

(2)尺寸精度与几何精度要求相关较大。例如，印刷机的滚筒、轧钢机的轧辊等零件，尺寸精度要求低、圆柱度要求较高，平板尺寸精度要求低、平面度要求高，应分别提出要求。

(3)为保证运动精度、密封性等特殊要求，通常单独提出