第四章形狀位置精度設計與檢測

1、第四章 形狀和位置精度設計與檢測 要求一般理解與掌握的內容有： 形位公差的基本概念、分類，公差原則中的最小實體要求與可逆要求，形位誤差及其檢測； 要求深刻理解與熟練掌握的重點內容有： 1、形位公差特征項目的名稱和符號； 2、形位公差在圖樣上的表示方法； 3、形位公差帶； 4、公差原則； 難點：公差原則，形位公差的選擇。 實驗六：學生根據(jù)自己的興趣選擇一種零件的形狀或位置公差的檢測。 學時：8學時=6學時+習題課2學時 零件在加工過程中，由于工件、刀具、夾具及工藝操作等因素的影響，會使被加工零件的各幾何要素產(chǎn)生一定的形狀誤差和位置誤差，而幾何要素的形位誤差會直接影響機械產(chǎn)品的工作精度、運動平穩(wěn)性

2、、密封性、耐磨性、使用壽命和可裝配性等。因此，為了滿足零件的使用要求，保證零件的互換性和制造經(jīng)濟性，在設計時應對零件的形位誤差給以必要而合理的限制，即應對零件規(guī)定形狀和位置公差。 為了保證互換性，我國已經(jīng)把形位公差標準化，頒布了下列國標： GB/T1182-1996形狀和位置公差 通則 定義 符號和圖樣表示法 GB/T1184-1996形狀和位置公差 未注公差值 GB/T4249-1996公差原則 GB/T16671-1996形狀和位置公差 最大實體要求、最小實體要求和可逆要求 形位誤差的產(chǎn)生及其影響： 圖樣上給出的零件都是沒有誤差理想幾何體，但是，由于加工中機床、夾具、刀具、和工件所組成的工

3、藝系統(tǒng)本身存在各種誤差，以及加工過程中存在受力變形、振動、磨損等各種干擾，致使加工后的零件的實際形狀和相互位置，與理想幾何體的規(guī)定形狀和線、面相互位置存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。例如書中圖4.1（a），形位誤差對零件使用性能的影響如下：1）影響零件的功能要求 例如：機床導軌表面的直線度、平面度不好，將影響機床刀架的運動精度。齒輪箱上個軸承孔的位置誤差，將影響齒輪傳動的齒面接觸精度和尺側間隙。 2）影響零件的配合性質 例如：圓柱結合間隙配合，圓柱表面的形狀誤差會使間隙大小分布不均， 當配合件有相對轉動時，磨損加快，降低零件的使用壽命和運動

4、精度。 3）影響零件的自由裝配 例如：軸承蓋上各螺釘孔的位置不正確，在用螺栓往基座上緊固時，就有可能影響其自由裝配。 一、形位誤差的研究對象-幾何要素 幾何要素：任何零件都是由點、線、面組合而構成的，這些構成零件幾何特征的點、線、面稱為幾何要素。 要素的分類： 1）按存在的狀態(tài)分 （1）理想要素 理想要素是指具有幾何意義的要素，即不存在形位和其它誤差的要素。 （2）實際要素 零件上存在的要素，在測量時由測得的要素代替實際要素。 2）按檢測關系分 （1）被測要素 是指圖樣上給出了形狀和位置公差要求的要素，也就是需要研究和測量的要素。 （2）基準要素 是指圖樣上規(guī)定用來確定被測要素的方向和位置的要

5、素。理想的基準要素稱為基準。 3）按功能要求分 （1）單一要素 是指對要素本身提出形狀公差要求的被測要素。 （2）關聯(lián)要素 關聯(lián)要素是指相對基準要素有方向或位置功能要求而給出位置公差要求的被測要素。 4）按結構特征分 （1）輪廓要素 是指構成零件輪廓的點、線和面的要素。 （2）中心要素 輪廓要素對稱中心點、線、面或軸線的要素。 三、形位公差特征項目和符號 形位公差特征項目有14個，見表4-1。 1）形位公差 形位公差是被測實際要素允許形狀和位置變動的區(qū)域。 2）形位公差的項目分類及代號 表4-1形位公差的分類、特征項目及代號 3）形位公差的標注方法 形位公差應按國家標準GBT11821996規(guī)

6、定的標注方法，在圖樣上按要求進行正確的標注。 被測要素的標注方法 被測要素的形位公差采用框格的形式標注，該框格具有帶箭頭的指引線。形位公差的框格如圖41所示，從框格的左邊起，第一格填寫形位公差特征項目的符號，第二格填寫形位公差值，第三格及往后填寫基準的字母。被測要素為單一要素時，框格只有兩格，只標注前兩項內容。 圖4-1形位公差的標注方法 指引線 指引線的彎折點最多兩個，靠近框格的那一段指引線一定要垂直于框格的一條邊。指引線箭頭的方向應是公差帶的寬度方向或直徑方向。被測要素為輪廓要素時，指引線的箭頭應與尺寸線明顯錯開(大于3mm)，表示方法有三種，見上圖或書圖43，指引線的箭頭置于要素的輪廓線

7、上或輪廓線的延長線上。當指引線的箭頭指向實際表面時，箭頭可置于帶點的參考線上，該點指在實際表面上。被測要素為中心要素時，指引線的箭頭應與尺寸線對齊。 框格 框格應水平布置，內容按從左到右的順序填寫，第一格繪成正方形，其它格繪成正方形或上、下邊較長而左、右邊較短的矩形?？蚋窀叨鹊扔趦杀蹲指?。 被測要素為單一要素采用兩格框格標注。被測要素為關聯(lián)要素的框格有三格、四格和五格等幾種形式。從第三格起填寫基準的字母，圖42a表示基準要素為單一基準。圖42b表示由兩個同類要素A與B構成一個獨立基準AB，這種基準稱為公共基準。圖42c表示基準A與B垂直，即基準A與B構成直角坐標，A為第一基準，B為第二基準，B

8、A。圖42d表示基準A、B、C相互垂直，即基準A、B、C構成空間直角坐標，它們的關系是BA；CA且CB，這種基準體系稱為三基面體系。 (a)單一要素 (b) 公共要素 (c) 兩基準要素 (d)三基準要素 圖4-2公差框格 形位公差值 形位公差值表示方法有三種：“t”、“t”、“St”。當被測要素為輪廓要素或中心平面，或者被測要素的檢測方向一定時，標注“t”，例如平面度、圓度、圓柱度、圓跳動和全跳動公差值的標注。當被測要素為軸線或圓心等中心要素且檢測方向為徑向任意角度時，公差帶的形狀為圓柱或圓形，標注“t”，例如同軸度公差值的標注。被測要素為球心且檢測方向為徑向任意角度時，公差帶為球形，標注“

9、St”，例如球心位置度公差值的標注。其他視具體情況而定。 基準 基準字母用英文大寫字母表示。為不致引起誤解，國家標準GBT11821996規(guī)定基準字母禁用下列9個字母：E、I、J、M、O、P、L、R、F?；鶞首帜敢话悴辉S與圖樣中任何向視圖的字母相同。 基準符號如圖所示，以帶小圓的大寫字母用連線(細實線)與粗的短橫線相連。粗的短橫線的長度一般等于小圓的直徑。連線應畫在粗的短橫線中間，長度一般等于小圓的直徑。小圓的直徑為2倍字高?；鶞室貫橹行囊貢r，基準符號的連線與尺寸線對齊 (見上圖)?；鶞室貫檩喞貢r，基準符號的連線與尺寸線應明顯錯開，粗的短橫線應靠近基準要素的輪廓線或它的延長線上。 四

10、、形位公差帶 1）形位公差帶的概念 形位公差是實際被測要素對圖樣上給定的理想形狀、理想位置的允許變動量，包括形狀公差和位置公差。形狀公差是指實際單一要素的形狀所允許的變動量；位置公差是指實際關聯(lián)要素相對于基準的位置所允許的變動量。 由此，我們可知，研究形位公差的一個重要問題是如何限制實際要素的變動范圍。由于實際要素在空間占據(jù)一定形狀、位置和大小，必須用具有一定形狀、大小、方向和位置的各種空間或平面區(qū)域來限制它。用于限制實際要素形狀和位置變動的區(qū)域，叫做形位公差帶。它與尺寸公差帶的概念一致，但形位公差帶可以是空間區(qū)域，也可以是平面區(qū)域。只要實際被測要素能全部落在給定的公差帶內，就表明實際被測要素

11、合格。 形位公差是用形位公差帶來表示的，構成形位公差帶的四個要素是形位公差帶的形狀、方向、位置和大小。 其形狀取決于被測要素的理想形狀，給定的形位公差項目和標注形式，下圖中列出了形位公差帶的主要形狀。 其大小用形位公差帶的寬度或直徑表示，由給定的形位公差值決定。 其方向則由給定的形位公差項目和標注形式確定。 同學們可能已經(jīng)看到了書本上的關于形位公差帶的一個又一個大表格，這些表格羅列了十四項形狀公差和位置公差的六十多種公差帶，如果一一講授,授課的時間不允許,其實，如果仔細地分析一下這些公差與公差帶的形狀，就會發(fā)現(xiàn)這些公差帶之間存在著一定的規(guī)律和共性。經(jīng)過多年的教學方法的探討，我們提出了一種能舉一

12、反三的、便于自學的“積木式”的教學方法。 2）形位公差帶的研究方法積木法 我們知道，無論是形狀公差還是位置公差，被測要素無非是點、線、面這三種，位置公差中的基準要素也是點、線、面這三種。公差帶在所給方向上，分為給定平面內、給定一個方向、給定兩個互相垂直方向和給定任意方向這四種。而公差帶的基本形狀經(jīng)過歸納，共11種，按所給定方向的不同而分為四類。（參看表4-2） 下面我們選擇形位公差的其中幾個項目進行講解，來學習如何應用積木法對形位公差帶進行判斷。 直線度（-） 直線度是零件上被測直線的不直程度。直線度公差是實際直線對理想直線所允許的最大變動量。其被測要素是直線要素。零件上直線要素有面與面的交線

13、、軸線、對稱中心線以及輪廓面上的刻度線等，將上述任一條實際直線放大看，都是一條空間曲線或平面曲線。 表4-2形位公差帶的九種主要形狀 根據(jù)零件的功能要求，對被測實際直線有時需要限制某一平面內的誤差，有時需要限制某個方向上的誤差，有時需要限制某兩個方向上的誤差或任意方向上的誤差。故根據(jù)零件實際需要按公差帶類型對直線度公差規(guī)定了三種情況。 給定平面內的直線度 如圖4-3標注，表示被測圓柱面上任一條素線的直線度公差為0.02。 圖4-3直線度公差帶1 我們來分析一下它的公差帶：其被測要素是圓柱素線-直線；圓柱素線是圓柱面與圓柱軸向截面的交線，它既在圓柱面上又在給定的軸截面內，因此其公差帶是在給定平面

14、內定義的。所以給定方向為平面內，公差帶形狀為兩平行直線。由此得到，直線度公差帶是距離為公差值0.02的兩平行直線之間的區(qū)域。分析路線即為B-G-G1。 在給定方向上的直線度 圖4-4直線度公差帶2 給定方向上的直線度，主要控制面與面交線即棱線直的程度。比如，常用的刀口尺的刀口棱線有較高的直線度要求。對于刀口棱線來說，它可能在空間X、Y、Z三個方向上同時產(chǎn)生直線度誤差，根據(jù)零件的使用要求，有時只需要控制其中一個方向的直線度誤差，就給定一個方向的直線度公差要求，有時必須在兩個方向上同時給定直線度公差要求。 如圖4-4所示，給出刀口尺棱線的直線度公差為0.02，其被測方向是在空間Z方向。按積木法分析

15、公差帶形狀：被測要素是棱線B，給定方向為一個方向H，公差帶形狀為兩平行平面H1，這樣，分析路線即為B-H-H1。其公差帶是距離為給定公差值0.02的兩平行平面之間的區(qū)域。 在任意方向上的直線度 一般回轉體零件為滿足配合或裝配要求，對其軸線在空間360的任意方向上都有直線度要求。被測實際軸線也是一條空間曲線，為保證上述功能要求，必須在任意方向上將它的直線度誤差限制在給定范圍內。 圖4-5直線度公差帶3 如圖4-5，給出d圓柱體的軸線在空間任意方向上直線度公差為0.04,(當指引線和直徑尺寸線對齊時,表示被測要素是中心要素軸線或圓心,當公差值前加”時,表示被測要素在任意方向上都有形位公差要求,且其

16、形位公差帶是圓柱面或圓)。 按積木法來分析形位公差帶：被測要素是軸線B，給定方向為任意方向I，公差帶形狀為圓柱面I1，這樣，分析路線即為B-I-I1。由此得到其公差帶是直徑為給定公差值0.02的圓柱面內的區(qū)域。 圓度 （） 圖4-5直線度公差帶3 如圖4-5，給出d圓柱體的軸線在空間任意方向上直線度公差為0.04,(當指引線和直徑尺寸線對齊時,表示被測要素是中心要素軸線或圓心,當公差值前加”時,表示被測要素在任意方向上都有形位公差要求,且其形位公差帶是圓柱面或圓)。 按積木法來分析形位公差帶：被測要素是軸線B，給定方向為任意方向I，公差帶形狀為圓柱面I1，這樣，分析路線即為B-I-I1。由此得

17、到其公差帶是直徑為給定公差值0.02的圓柱面內的區(qū)域。 圓度 （） 圓度公差用于控制回轉體表面的垂直于軸線的任一正截面輪廓的形狀誤差。如圖所示，圖中圓錐面給出圓度公差0.02. 圖4-6圓度公差帶 按積木法分析其公差帶形狀:將回轉體正截面的實際輪廓放大來看，實際上是一條封閉的平面曲線，所以,被測要素應是線B,而不是面。測量方向是在垂直于軸線的任一正截面上,所以給定方向應是平面內G。公差帶形狀應是同心圓G4。這樣，分析路線即為B-G-G4。其公差帶是在同一正截面上半徑差為公差值0.02的兩同心圓之間的區(qū)域。 圓柱度 圓度公差的標注，應注意公差框格指引線箭頭必須與回轉體零件軸線垂直。 圓柱度公差用

18、于控制被測實際圓柱面的形狀誤差。 圖4-7 圓柱度公差帶 如圖4-6所示軸頸，給出圓柱度公差來控制其形狀精度。按積木法分析公差帶形狀：被測軸頸的實際輪廓是近似圓柱面的空間任意封閉曲面。所以被測要素是面C。由于是被測要素是整個回轉體的表面，所以其測量方向是360范圍內，也就是在任意方向I。其公差帶形狀應選擇同軸圓柱面I3。這樣，分析路線即為C-I-I3。其公差帶是半徑差為公差值0.05的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。 上面所講三項都是形狀公差，我們再來看一下位置公差，位置公差與形狀公差的區(qū)別在于位置公差中存在基準要素，對被測要素起到定向或定位的作用，所以位置公差又分為定向公差、定位公差和跳動公差。我們

19、以位置度公差和跳動公差中全跳動為例，采用“積木法”來學習公差帶。 位置度圖4-8位置度公差帶 位置度公差是定位公差中最典型的公差項目，它是被測關聯(lián)要素的實際位置相對由理論正確尺寸及基準所確定的理想位置的變動全量。理論正確尺寸不附帶公差，是一個理想精確的尺寸，在圖樣上用帶方框的尺寸表示，實際加工時并不存在。只是為了從理論上找到理想位置以便建立位置度公差帶之用。 位置度公差根據(jù)被測要素的類型，分為點的位置度、線的位置度和面的位置度。我們來看一下面的位置度。 如圖4-6所示零件被測表面具有位置度要求，按積木法分析，其被測要素是平面，基準要素是平面和軸線，給定方向為一個方向，形狀為兩平行平面。其公差帶

20、是距離為公差值005，且以理論正確尺寸和理論正確角度相對于A、B基準確定的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面之間的區(qū)域。 跳動公差跳動公差對被測零件的形狀、位置誤差有較綜合的控制能力，且檢測方便，生產(chǎn)中具有十分廣泛的使用價值。 跳動公差是根據(jù)檢測方法來定義的。它是實際被測要素繞基準軸線回轉一周或連續(xù)回轉時，由指示表在給定的測量方向上對該實際被測要素測得的最大與最小示值之差。 跳動公差根據(jù)測量區(qū)域的不同，分為圓跳動（被測要素回轉一周，而指示表的位置固定）和全跳動（被測要素連續(xù)回轉且指示表做直線移動）。 根據(jù)測量方向的不同（所謂測量方向，就是指示表測桿軸線相對基準軸線的方向），又分為徑向跳動、端面

21、跳動、和斜向跳動。 徑向圓跳動 下面我們以徑向全跳動為例，按“積木法”分析其形位公差帶。 圖4-9全跳動公差帶 如圖4-7所示軸頸表面給出徑向全跳動公差0.2。按表中分析，由于全跳動是被測要素連續(xù)回轉且指示表做直線移動，測量的是整個回轉體表面，所以被測要素是整個圓柱表面?；鶞室厥腔剞D體軸線，測量方向是任意方向，所以公差帶形狀是兩同軸圓柱面。由此可得到，其公差帶是半徑差為公差值0.2且與基準軸線同軸的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。 通過采用這種分析方法，我們可以很方便地確定各形位公差特征項目的公差帶，也就沒有必要對各特征項目進行一一講述了。 在對形位公差特征項目的公差帶理解之后，大家可能要問，是不是

22、所有的公差項目都可以在圖樣上任意標注？形位公差項目之間究竟有沒有關系 呢？ 五、形位公差項目之間相互關系 概述 在形位公差項目中，有的公差項目與其他公差項目無關，即該項目的公差只能控制被測要素的本項誤差，而不能同時控制同一被測要素或與該要素相聯(lián)系的有關形位誤差，如直線度、圓度等項目；而有的公差項目與其他形位公差項目有關，即一項形位公差可能控制有關的一項乃至幾項其他形位誤差，如果我們不能準確判斷某一形位公差可自然控制的有關形位誤差，就會出現(xiàn)給出的形位公差項目的多余現(xiàn)象和公差值矛盾現(xiàn)象。 在國標GB/T1182-1996中，提出了“形位公差之間存在相互關系”，許多資料還提出了，定向公差可以控制與其

23、有關的形狀誤差，定位公差可以控制與其有關的定向誤差和形狀誤差，跳動公差可以控制與其有關的定位誤差、定向誤差和形狀誤差。但是都沒有提出如何具體確定被控制形位誤差項目的方法。因此，在標注中很難完全避免出現(xiàn)公差項目的多余和矛盾現(xiàn)象。我們在教學研究中，提出剖視法，可以很好地解決上述出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象。 確定形位公差項目之間關系的方法剖視法 所謂剖視法教學，即在判斷某一形位公差自然控制有關形位誤差時，方法是按該公差帶的全部或在給定平面內的主要形狀與其他形位公差帶的形狀是否完全相同而確定。 剛才我們講到了圓柱度公差，我們可以此為例，按剖視法分析一下圓柱度公差所能控制的有關形狀誤差有幾項。 圖4-10形位公差項

24、目之間相互關系 圖4-10中，圓柱度公差帶是半徑差為0.05的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。 該公差帶在徑向剖面內，公差帶形狀是半徑差為0.05的兩同心圓之間的區(qū)域，該形狀與圓度公差帶的形狀完全相同。所以，我們可以確定，圓柱度公差可以控制圓度誤差。t 在圓柱度公差帶軸向剖面內，公差帶形狀是距離為0.05的兩平行直線間區(qū)域，該形狀與構成圓柱表面的素線的直線度公差帶形狀完全相同。所以，可以確定，圓柱度公差可以控制直線度誤差。t 這樣，我們采用剖視法可以判斷出，圓柱度公差除了可以控制自身圓柱度誤差外，還可以控制該被測要素的圓度誤差以及圓柱表面素線的直線度誤差。即t 。 剛才我們講到了徑向全跳動公差，我們可

25、以此為例，按“剖視法”分析一下徑向全跳動公差所能控制的有關形位誤差。 圖 4-11形位公差項目之間相互關系 圖4-10中，徑向全跳動公差帶是半徑差為0.2且與基準軸線同軸的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。該公差帶與該被測要素的圓柱度公差帶形狀是完全相同，所以可確定，徑向全跳動公差可以控制該被測要素的圓柱度誤差。 該公差帶在徑向剖面內，公差帶形狀是半徑差為0.2的兩同心圓之間的區(qū)域，該形狀與徑向圓跳動和圓度的公差帶形狀完全相同。所以，我們可以確定，徑向全跳動公差可以控制徑向圓跳動誤差和圓度誤差。 在公差帶軸向剖面內，公差帶形狀是距離為0.2的兩平行直線間區(qū)域，該形狀與圓柱表面素線的直線度公差及其表面素線

26、對軸線的平行度公差的公差帶形狀完全相同。所以，可以確定，徑向全跳動公差可以控制圓柱表面素線的直線度誤差和對軸線的平行度誤差。 這樣，我們采用剖視法可以判斷出，徑向全跳動公差除了可以控制自身徑向全跳動誤差外，還可以控制該被測要素的圓柱度誤差、徑向圓跳動誤差、圓度誤差以及圓柱表面素線的直線度誤差和對軸線的平行度誤差。即t 。 在形位公差標注中，很容易出現(xiàn)由于不了解形位公差項目之間相互關系而造成的標注錯誤。 圖4-12形位公差項目之間相互關系而造成的標注錯誤 圖中被測要素給出了圓柱度公差和直線度公差。根據(jù)剛才我們所講內容，圓柱度公差可以自然控制直線度公差， 當直線度公差t=圓柱度公差t 時，出現(xiàn)形位

27、公差項目標注的多余現(xiàn)象。 當直線度公差t圓柱度公差t 時，出現(xiàn)形位公差項目標注的矛盾現(xiàn)象。 當直線度公差t圓柱度公差t 時，標注正確。我們可以理解為對圓柱表面素線的直線度要求更高。 所以正確確定形位公差項目之間的關系對設計人員來說是非常重要的。 六、公差原則與公差要求 基本內容：公差原則的定義，有關作用尺寸、邊界和實效狀態(tài)的基本概念，獨立原則、包容要求、最大實體要求、最小實體要求的涵義及應用。 重點內容：包容要求、最大實體要求的涵義及應用。 難點內容：包容要求、最大實體要求、包容要求、最大實體要求、最小實體要求的涵義及應用。 定義：機械零件的同一被測要素既有尺寸公差要求，又有形位公差要求，處理

28、兩者之間關系的原則，稱為公差原則。 （解釋處理兩者之間的關系的含義：在第二章我們學習了尺寸公差，即允許尺寸的變動范圍，本章我們又學習了形位公差，即允許形狀和位置的變化范圍，即形位公差。那么對于同一個被測要素，既給出了尺寸公差要求，同時又給出了形位公差要求，在零件加工和檢驗的過程中，尺寸公差和形位公差是單獨處理，還是混合在一起處理，設計人員應該給出一個說明，我們把國標給出的這個說明，就稱之為公差原則。）由此可知，根據(jù)尺寸公差與形位公差有無關系，我們把公差原則分為相關要求和獨立原則。 (一)有關公差原則的一些術語及定義 公差原則： 同一被要素既有尺寸公差要求，又有形位公差要求，處理尺寸公差與形位公

29、差之間關系的規(guī)定，稱為公差原則。 最大實體狀態(tài)和最大實體尺寸，并結合孔軸寫出公式。 孔或軸具有材料量最多時的狀態(tài)，稱為最大實體狀態(tài)。在此狀態(tài)下的尺寸，稱為最大實體尺寸。他是孔的最小極限尺寸和軸的最大極限的統(tǒng)稱。 即： 最小實體狀態(tài)和最小實體尺寸，并結合孔軸寫出公式。 孔或軸具有材料量最少時的狀態(tài)，稱為最小實體狀態(tài)。在此狀態(tài)下的尺寸，稱為最小實體尺寸。他是孔的最大極限尺寸和軸的最小極限的統(tǒng)稱。 即： 體外作用尺寸：概念及和局部實際尺寸與形位誤差之間的關系。 在配合得全長上，與實際孔體外相接的最大理想軸的尺寸，稱為孔的體外作用尺寸。與實際軸體外相接的最小理想孔的尺寸，稱為軸的體外作用尺寸。軸的體外

30、作用尺寸的代號為dfe,孔的體外作用尺寸的代號Dfe. 即： 最大實體實效尺寸： 在配合的全長上，孔、軸為最大實體尺寸，且其軸線的形狀或位置誤差等于給出公差值時的體外作用尺寸。 即： （二）公差原則的分類： 獨立原則 定義：獨立原則是尺寸公差與形位公差相互關系遵守的基本原則。即圖樣上給定的尺寸公差與形位公差要求均是獨立的，應分別滿足要求。 例如：圖4-13為獨立原則的標注示例 圖4-13獨立原則的標注示例 分析:由圖的標注可知這是一個基本尺寸為150mm的基準軸，軸的上偏差位零，下偏差為-0.02，軸的公差為0.02，公差帶代代號為h7。 標注方法：尺寸公差與形為公差單獨標注，并無附加標注或說

31、明 。 合格條件：此軸的局部實際尺寸應在最大極限尺寸與最小極限尺寸之間，即：dmin= da =dmax；形狀公差要求是：軸的素線的直線度誤差不得超過0.06，其圓柱面圓度誤差不得超過0.02。即尺寸公差與形為公差應分別滿軌的直線度公差、平面度公差，檢驗平板的平面度公差等。應用較多，在有配合要求或雖無配合要求，但有功能要求的幾何要素都可采用。適用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)系，保證運動精度、密封性，未注公差等場合。 測量：應用獨立原則時，形位誤差的數(shù)值一般用通用量具測量。 相關要求 定義：圖樣上給定的尺寸公差與形位公差要求不是獨立的，而是相互有關的。 分類：

32、根據(jù)被測要索遵守的理想邊界的不同，相關要求又可分為包容要求和最大實體要求。 包容要求 定義：包容要求表示實際要素的體外作用尺寸遵守其最大實體邊界，其局部實際尺寸不的超出最小實體尺寸。 標注方法：采用包容要求的單一要素，應在其尺寸極限偏差或尺寸公差帶代號之后加注符號 E 。 合格條件：孔： 足要求。 適用范圍：一般用于零件的形位公差有其獨特的功能要求的場合。例如，機床導軸： 適用范圍：單一要素的形狀公差。并且有配合性質要求的場合，若相互配合的孔、軸均采用包容要求，則不會因為孔、軸的形狀誤差影響配合的性質。 遵守理想邊界的名稱：遵守實體大實體邊界。 圖4-14包容要求標注 例如:1、如圖所示標注，

33、圖樣上該尺寸按包容要求加工，加工后測得的該軸的實際尺寸為： ，其軸線的直線度誤差為： ，判斷該零件是否合格？ 解：由標注可知：該軸的最大最小極限尺寸分別為： 軸的體外作用尺寸： 局部實際尺寸： 滿足合格條件，故該軸合格。 例2、按尺寸 ，加工一個孔，圖樣上該尺寸按包容要求加工，加工后測的該孔實際尺寸 其軸線直線度誤差 ，判斷該零件是否合格？ 解：由已知可得：該孔的最大最小極限尺寸分別為： 根據(jù)遵守包容要求的零件合格條件： 孔的體外作用尺寸： 孔的局部實際尺寸： 滿足要求，故該零件合格。 最大實體要求 定義：最大實體要求表示實際要素的體外作用尺寸遵守其最大實體實效邊界， 即：被測要素的中心要素的

34、形位公差是在測要素處于最大實體狀態(tài)下給定的，當其實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其中心要素的形位誤差值超出給出的公差值。但其局部實際尺寸與形為誤差的綜合（即其體外作用尺寸） 不得超出其最大實體實效邊界。 最大實體實效邊界：在配合的全長上，孔、軸位最大實體尺寸，且其軸線的形狀和位置誤差等于給出公差值時的體外作用尺寸稱為最大實體實效尺寸（MMVS）。 軸的最大實體實效尺寸的代號為 ，孔的最大實體實效尺寸的代號為 。 用公式表示為 ： 標注方法：采用最大實體要求的被測要素，應在其尺寸公差框格中公差值后加。 遵守理想邊界的名稱：遵守最大實體實效邊界。 合格條件：孔： 軸： 適用范圍：最大實體要求適用于

35、中心要素有形位公差要取得情況。對于只要求可裝配性的零件，常常采用最大實體要求，這樣可以充分利用圖樣上給出的公差，當被測要素偏離最大實體狀態(tài)時，形位公差可以得到補償值，從而提高零件的合格率，故有顯著的經(jīng)濟效益。 零形位公差：當被測要素采用最大實體要求時，且形位公差為零時，則稱為零形為公差。此時，被測要素的最大實體實效邊界等于最大實體邊界，最大實體實效尺寸等于最大實體尺寸。它是最大實體要求的特例。應用場合與包容要求相同。且可保證裝配性。 例1：如圖示，圖中的垂直度公差各遵守什么公差原則或公差要求？說明他們的尺寸誤差和形位誤差的合格條件。如圖(a)加工后測的零件尺寸為：da= ，軸線的垂直度誤差為f

36、= 該零件是否合格？為什么？ 當軸的局部實際尺寸為多少時，軸線的垂直度誤差可以達到最大值， 求出此最大值。(單位：mm) 圖4-15最大實體要求及零形位公差標注 解：a圖、b圖垂直度公差遵守最大實體要求。b圖也稱之為零形位公差。 尺寸誤差合格條件：f尺寸0.021mm； 垂直度誤差合格條件：a圖：ft給+t補=0.05+0.21=0.71 b圖：ft給+t補=0+0.21=0.21 而：最大實體實效邊界尺寸 ，則此軸合格。 當軸的局部實際尺寸為最小實體尺寸時，即： 時，軸線的垂直度誤差可以達到最大值， 即：f最大=t給+IT= 。 畫出a圖動態(tài)公差帶圖 例2 試按下圖所示圖樣上標注的形位公差和

37、規(guī)定的相關要求，填寫下表各欄目中的內容。 圖4-16 形位公差和規(guī)定的相關要求標注 七、形位公差的選擇 繪制零件圖并確定該零件的形位精度時，對于那些對形位精度有特殊要求的要素，應在圖樣上注出它們的形位公差。一般來說，零件上對形位精度有特殊要求的要素只占少數(shù)；而零件上對形位精度沒有特殊要求的要素占大多數(shù)，它們的形位精度用一般加工工藝就能達到，因而在圖樣上不必單獨注出它們的形位公差，以簡化圖樣標注。 形位公差的選擇包括以下內容：形位公差項目的選擇，基準要素的選擇，公差原則的選擇和形位公差數(shù)值的選擇。 形位公差項目的選擇： 形位公差項目的選擇主要從被測要素的幾何特征、功能要求、測量的方便性和特征項目

38、本身的特點等幾個方面來考慮。 應充分發(fā)揮綜合控制項目的職能，以減少圖樣上給出的形位公差項目及相應的誤差檢測項目。 在滿足功能要求的前提下，應選用測量簡便的項目。如：同軸度公差常常用徑向圓跳動公差或徑向圓跳動公差代替。不過應注意，徑向圓跳動是同軸度誤差與圓柱面形狀誤差的綜合，故代替時，給出的跳動公差值應略大于同軸度公差值，否則就會要求過嚴。 基準要素的選擇： 在確定被測要素的位置公差時，必須確定基準要素。根據(jù)需要，可以采用單一基準、公共基準或三面基準體系?；鶞室氐倪x擇主要根據(jù)零件在機器上的安裝位置、作用、結構特點、以及加工與檢測要求來考慮。 基準要素通常應具有較高的形狀精度，它的長度較大、面積

39、較大、鋼度較大。再功能上，基準要素應該是零件在機器上的安裝基準或工作基準。 公差原則的選擇： 應根據(jù)被測要素的功能要求，充分發(fā)揮公差的職能和采取該公差原則的可行性、經(jīng)濟性。 獨立原則：用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)系，保證運動精度、密封性，未注公差等場合。 包容要求：主要用于需要嚴格保證配合性質的場合。 最大實體要求：用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配性（無配合性質要求）的場合。 形位公差值的選擇： 形位公差值主要根據(jù)被測要素的功能要求和加工經(jīng)濟性等來選擇。在零件圖上，被測要素的形位精度要求有兩種表示方法：一種是用形位公差框格的形式單獨注出形位公差值；另