第三章 形狀和位置公差及檢測

1、第三章 形狀和位置公差及檢測3.1 概述3.2 形位公差的標注3.3 形狀公差3.4 位置公差3.5 公差原則3.6 形位公差的選擇3.7 形位誤差檢測原則3.1 概述1 形位誤差對使用性能的影響(1)影響配合性質(zhì)(2)影響零件功能要求(3)影響零件的功能要求(4)影響自由裝配2 形位公差研究的對象(1)形位公差研究的對象-幾何要素(簡稱要素)(2)要素分類1)按幾何特征 中心要素 輪廓要素2)按存在狀態(tài) 實際要素 理想要素3)按所處地位 被測要素 基準要素4)按功能關(guān)系 單一要素 關(guān)聯(lián)要素3.1 概述3 形位公差的種類3.2 形位公差的標注3.2 形位公差的標注1 被測要素的標注(1) 當被

2、測要素為輪廓要素（輪廓線或輪廓面）時，指示箭頭應直接指向被測要素或其延長線上，并與尺寸線明顯錯開。3.2 形位公差的標注(2) 當被測要素為中心要素（中心點、中心線、中心平面等）時，指示箭頭應與被測要素相應的輪廓要素的尺寸線對齊。3.2 形位公差的標注(3) 對被測要素任意局部范圍內(nèi)的公差要求 3.2 形位公差的標注2 基準要素的標注(1)基準符號(2)基準代號3.3 形狀公差1 形狀公差：是單一實際要素的形狀對其理想要素所允許的變動全量。形狀公差用形狀公差帶表示。形狀公差帶是限制單一實際要素變動的區(qū)域，被測實際要素在該區(qū)域內(nèi)為合格。2 形狀公差帶的四要素形狀：是由被測要素的結(jié)構(gòu)特征和功能要求

3、決定。大小：是由給定的形狀公差值決定。方向：是根據(jù)圖樣上給定的方向(理論方向)和最小條件決定(實際方向)。位置：浮動(若在圖樣上給定了線輪廓度和面輪廓度理想要素的方向和位置，其公差帶的方向和位置時固定的)。3.3 形狀公差3.3 形狀公差3.3 形狀公差3.3 形狀公差3.3 形狀公差3.3 形狀公差3 形狀公差帶的特點1)形狀公差帶的形狀有多種形式。2)形狀公差帶的大小是由給定的形狀公差值決定的。3)直線度、平面度、圓度、圓柱度的方向和位置是浮動的。線輪廓度、面輪廓度的方向和位置是由圖樣上的標注決定的。3.4 位置公差3.4.1 定向公差3.4.2 定位公差3.4.3 跳動公差3.4.1 定

4、向公差1定向公差：關(guān)聯(lián)被測實際要素對基準在規(guī)定方向上所允許的變動全量。2 包含項目：平行度、垂直度、傾斜度。3 公差帶3.4.1 定向公差4 公差帶特點1)公差帶相對于基準有確定的方向，位置可以浮動。平行度相對基準保持平行,也就是保持0。垂直度相對基準保持垂直,也就是保持90。傾斜度相對基準保持理論正確角度(0-90)。2)定向公差帶具有綜合控制被測要素的方向和形狀的功能。定向公差帶一旦確定，被測要素的方向和形狀誤差也都受到約束，所以，給定定向公差就不再給出形狀公差，除非對形狀精度有更高要求。3.4.2 定位公差1定位公差：是指關(guān)聯(lián)被測實際要素對基準在位置上允許的變動全量。2 包含項目：平行度

5、、垂直度、傾斜度。3 公差帶3.4.2 定位公差4 公差帶的特點(1)定位公差帶具有確定的位置，相對于基準的尺寸為理論正確尺寸。同軸度和對稱度公差帶中心相對于基準位置的理論正確尺寸為零。(2)定位公差帶具有綜合控制被測要素位置、方向和形狀的功能。定位公差帶一旦確定，被測要素位置方向和形狀誤差也都受到約束，所以給定定位公差后，就不再給出定向、形狀公差，除非對方向和形狀有更高要求。3.4.3 跳動公差1 跳動公差：是關(guān)聯(lián)被測要素繞基準軸線回轉(zhuǎn)一周或連續(xù)回轉(zhuǎn)時所允許的最大跳動量。2 公差項目：圓跳動、全跳動。3 公差帶3.4.3 跳動公差4 公差帶特點(1)跳動公差帶相對于基準軸線有確定的位置。(2

6、)跳動公差帶可以綜合控制被測要素的位置、方向和形狀。被測要素給出跳動公差后，如果再給出別的項目的形位公差，則其公差值必須小于跳動公差值。3.5 公差原則1 公差原則：是確定零件的形位公差和尺寸公差之間相互關(guān)系的原則。2 3.5 公差原則(1)獨立原則1)內(nèi)容：獨立原則是指圖樣上給定的形位公差和尺寸公差相互無關(guān)，并分別滿足要求的公差原則。獨立原則要求尺寸公差僅控制要素局部實際尺寸的變動量，任一位置的實際尺寸只能在最大實體尺寸和最小實體尺寸之間變化，而形位公差僅限制形位誤差，形位誤差不允許大于形位公差。2)標注：在圖樣上只需分別表示各自的要求，不需要附加任何表示相互關(guān)系的符號。3.5 公差原則3)

7、檢測：形位誤差與實際尺寸分別測量，形位誤差一般用通用量具測量，局部實際尺寸用兩點法測量。4)應用：為了滿足單項功能要求，對尺寸公差與形位公差需分別提出要求時，均采用獨立原則。如：齒輪箱軸承孔間的位置公差與孔徑的尺寸公差必須按獨立原則設(shè)計，否則影響齒輪嚙合質(zhì)量；有密封要求的零件、退刀槽、倒角、設(shè)有配合要求的結(jié)構(gòu)尺寸、被測要素與基準要素不屬于中心要素都可采用獨立原則。3.5 公差原則(2)包容原則1)內(nèi)容：是指圖樣上給定的形位公差和尺寸公差有關(guān)的一種公差原則。它要求實際要素處處不得超越最大實體邊界；要素局部實際尺寸不得超越最小實體尺寸。2)標注包容原則用于單一要素，在極限偏差或公差帶代號之后加注符

8、號 。包容原則用于關(guān)聯(lián)要素，在公差框格的第二格內(nèi)加注0 或0 。3.5 公差原則3)邊界最大實體邊界（MMC邊界）：就是在配合長度內(nèi)具有最大實體尺寸和理想形狀的包容面。對單一要素，最大實體邊界是在配合長度內(nèi)具有最大實體尺寸和理想形狀的包容面（或被包容面）對關(guān)聯(lián)要素，除了在配合長度內(nèi)具有最大實體尺寸和理想形狀的包容面（或被包容面）外，還應與基準保持圖樣給定的幾何關(guān)系。 3.5 公差原則4) 檢測局部實際尺寸用兩點法；檢測單一要素的實際輪廓尺寸是否超越最大實體邊界，應用通端極限量規(guī)，量規(guī)工作部分的形狀和基本尺寸與最大實體邊界的形狀和尺寸相同，對關(guān)聯(lián)要素其實際輪廓是否超越最大實體邊界，應用綜合量規(guī)檢

9、測，綜合量規(guī)的工作部分模擬最大實體邊界。5)應用必須保證配合性質(zhì)要求,最大實體邊界保證必要的Xmin和Ymax。例題例題當實際尺寸為19.97mm，偏離最大實體尺寸0.03mm時，允許的直線度誤差為 mm； 而當實際尺寸為最大實體尺寸20mm時，允許的直線度誤差為0 。03. 097.19203.5 公差原則(3)最大實體原則1)內(nèi)容：是指圖樣上給定的形位公差和尺寸公差有關(guān)的一種公差原則。它要求實際要素處處不得超越最大實體實效邊界；要素局部實際尺寸不得超越最小實體尺寸。2)標注最大實體原則應用于被測要素時，無論是單一要數(shù)還是關(guān)聯(lián)要素，均在形位公差值后加注符號 ；最大實體原則應用于基準要素時，則

10、在相應的基準代號的字母后加注符號 。3.5 公差原則3)邊界最大實體實效邊界。最大實體實效尺寸：最大實體實效狀態(tài)下所具有的邊界尺寸?？祝狠S：DMV、dMV-孔軸的最大實體實效尺寸；DM、dM-孔軸的最大實體尺寸；t -中心要素的形狀公差或定向、定位公差。tDDMMVtddMMV3.5 公差原則4)檢測被測要素的局部實際尺寸用兩點法測量。被測要素的實際輪廓是否超越最大實體實效邊界，用綜合量規(guī)檢驗，綜合量規(guī)工作部分的形狀和基本尺寸與最大實體實效邊界的形狀和尺寸相同。5)適用范圍主要用于互換性條件下要求可裝配的零件。例題例題3.5 公差原則(4)最小實體要求（僅用于中心要素）1)內(nèi)容：是指圖樣上給定

11、的形位公差和尺寸公差有關(guān)的一種公差原則。它要求實際要素處處不得超越最小實體實效邊界；要素局部實際尺寸必須在最大實體尺寸和最小實體尺寸之間。2)標注最大實體原則應用于被測要素時，無論是單一要數(shù)還是關(guān)聯(lián)要素，均在形位公差值后加注符號 ；最大實體原則應用于基準要素時，則在相應的基準代號的字母后加注符號 。3.5 公差原則3)邊界最小實體實效邊界。最小實體實效尺寸：最小實體實效狀態(tài)下所具有的邊界尺寸?？祝狠S：DLV、dLV-孔軸的最小實體實效尺寸；DL、dL-孔軸的最小實體尺寸；t -中心要素的形狀公差或定向、定位公差。tDDLLVtddLLV3.5 公差原則4)檢測被測要素的局部實際尺寸用兩點法測量

12、。被測要素的實際輪廓是否超越最小實體實效邊界，用綜合量規(guī)檢驗，綜合量規(guī)工作部分的形狀和基本尺寸與最小實體實效邊界的形狀和尺寸相同。5)適用范圍用于保證零件的最小壁厚和設(shè)計強度。最小實體原則應用于基準要素3.5 公差原則(5)可逆要求在不影響零件功能要求的前提下，當被測軸線或中心平面的形位誤差值小于給出的形位公差值時，允許其實際尺寸超出極限尺寸，但其實際輪廓不允許超出其相應的控制邊界。它通常與最大實體要求或最小實體要求一起應用。在符號 或 后加注符號 ?？赡嬉笥糜谧畲髮嶓w要求主要應用于對尺寸公差及配合無嚴格要求，僅要求保證裝配互換的場合。可逆要求很少應用于最小實體要求。例題3.6 形位公差的選

13、擇1 公差項目的選擇選擇單一要素的公差項目的基本依據(jù)是要素的幾何形狀特征；選擇關(guān)聯(lián)要素的公差項目的基本依據(jù)是關(guān)聯(lián)要素和基準的幾何方位關(guān)系。2 基準的選擇基準按在圖樣上標準不同分為三種：單一基準組合基準基準體系基準的選擇應根據(jù)零件在機器中的位置、作用、結(jié)構(gòu)特點以及加工和檢測的要求來考慮。在滿足使用要求的前提下，力求設(shè)計基準、工藝基準和檢測基準統(tǒng)一，以消除基準不重合誤差。3.6 形位公差的選擇3 公差原則的選擇獨立原則適用于一切要素；包容原則主要用于保證配合性質(zhì)要求要素；最大實體原則主要用于保證自由裝配；最小實體原則用于保證零件的最小壁厚和設(shè)計強度；可逆要求用于最大實體要求主要應用于對尺寸公差及配

14、合無嚴格要求，僅要求保證裝配互換的場合?？赡嬉蠛苌賾糜谧钚嶓w要求。3.6 形位公差的選擇4 公差值的確定3.6 形位公差的選擇確定形位公差等級和公差值時，應考慮下列原則：（1）同一要素給定的形狀公差、位置公差和尺寸公差應遵循：T形狀T位置T尺寸。（2）在工藝上，形狀公差多按占尺寸公差的百分比來確定：T形狀=KT尺寸（K常取1/42/3）。（3）平行度公差值應小于其相應的距離公差值。（4）考慮零件結(jié)構(gòu)特點。對于下列情況，考慮到加工難易程度和除主參數(shù)外其它參數(shù)的影響，在滿足零件功能要求下，適當降低1-2級選用?？紫鄬S；細長比較大的軸或孔；距離較大的軸或孔；寬度較大（一般大于1/2長度）的零

15、件表面；線對線和線對面相對于面對面的平行度；線對線和線對面相對于面對面的垂直度。3.7 形位誤差檢測原則1 形位誤差及其評定1)形狀誤差及其評定形狀誤差：是單一被測實際要素對其理想要素的變動量。形狀誤差評定準則-最小條件準則.最小條件：是指被測實際要素對其理想要素的最大變動量為最小。輪廓要素最小條件中心要素最小條件3.7 形位誤差檢測原則2)位置誤差及其評定A 定向誤差定向誤差是指被測實際要素對一具有確定方向的理想要素的變動量，理想要素的方向由基準確定。定向誤差值用定向最小包容區(qū)域的寬度或直徑表示。定向最小包容區(qū)域是指按理想要素的方向來包容被測實際要素，且具有最小寬度或直徑的包容區(qū)域。3.7 形位誤差檢測原則B 定位公差定位公差是指被測實際要素對一具有確定位置的理想要素的變動量，理想要素的位置由基準和理論尺寸確定。定位誤差值用定位最小包容區(qū)域的寬度或直徑表示。定位最小區(qū)域是指以理想要素定位來包容實際要素，且具有最小寬度或直徑的包容區(qū)域。最小區(qū)域、定向最小區(qū)域和定位最小區(qū)域的差異：最小區(qū)域的方向、位置一般可隨被測實際要素的狀態(tài)變動；定向最小區(qū)域的方向是固定的（由基準確定），而其位置則可隨實際要素狀態(tài)變動；定位最小區(qū)域，除個別情況外，其位置是固定不變的（由基準及理論正確尺寸確定）。因而定位誤差包含定向誤差。若零件上某要素同時有方向和位置精度要求，則設(shè)計時所給定的定向