第6章形狀和位置公差及檢測

第6章形狀和位置公差及檢測經(jīng)過機械加工后的零件，由于機床夾具、刀具及工藝操作水平等因素的影響，零件的尺寸和形狀及表面質(zhì)量均不能做到完全理想而會出現(xiàn)加工誤差。

尺寸誤差幾何形狀誤差相互位置誤差表面粗糙度加工誤差零件在加工過程中，形狀和位置誤差（簡稱形位誤差）是不可避免的。如工件在機床上的定位誤差、切削力、夾緊力等因素都會造成各種形位誤差形位誤差不僅會影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量（如工作精度、聯(lián)接強度、運動平穩(wěn)性、密封性、耐磨性、噪聲和使用壽命等），還會影響零件的互換性。

形狀和位置公差簡介1．形位公差的代號

為了滿足零件的使用要求，保證零件的互換性和制造的經(jīng)濟性，設(shè)計時必須合理控制零件的形位誤差，即對零件規(guī)定形狀和位置公差（簡稱形位公差）。

形位公差的新國家標準：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》GB1958－80《形狀和位置公差檢測規(guī)定》。一、零件的要素形位公差的研究對象就是構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面，統(tǒng)稱為幾何要素，簡稱要素。

一、零件的要素按存在狀態(tài)分1）理想要素:具有幾何學意義，沒有任何誤差的要素，設(shè)計時在圖樣上表示的要素均為理想要素。2)實際要素:零件在加工后實際存在，有誤差的要素。通常由測得要素來代替。一、零件的要素按幾何特征分1）輪廓要素：構(gòu)成零件輪廓的可直接觸及的點、線、面。2）中心要素：不可觸及的，輪廓要素對稱中心所示的點、線、面。一、零件的要素

按在形位公差中所處的地位分1）被測要素：零件圖中給出了形狀或（和）位置公差要求，即需要檢測的要素。2）基準要素：用以確定被測要素的方向或位置的要素，簡稱基準。

一、零件的要素

按被測要素的功能關(guān)系分1）單一要素：僅對其本身給出形狀公差要求的要素。2）關(guān)聯(lián)要素：對其他要素有功能關(guān)系的要素，即規(guī)定位置公差的要素。

二、形位公差的符號公差特征符號

形狀形狀或位置輪廓定向定位跳動直線度平面度圓度圓柱度線輪廓度面輪廓度平行度垂直度傾斜度位置度同軸、心度對稱度圓跳動全跳動公差

特征

符號

形狀位置位置定向三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注按形位公差國家標準的規(guī)定，在圖樣上標注形位公差時，應(yīng)采用代號標注。無法采用代號標注時，允許在技術(shù)條件中用文字加以說明。形位公差的代號包括：形位公差項目的符號、框格、指引線、公差數(shù)值、基準符號以及其他有關(guān)符號。

三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注公差框格形位公差的框格有兩格或多格組成。第一格填寫公差項目的符號；第二格填寫公差值及有關(guān)符號；第三、四、五格填寫代表基準的字母及有關(guān)符號

三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注

框格指引線

標注時指引線可由公差框格的一端引出，并與框格端線垂直，箭頭指向被測要素，箭頭的方向是公差帶寬度方向或直徑方向。

三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注

基準基準代號的字母采用大寫拉丁字母。為避免混淆，標準規(guī)定不許采用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母。基準的順序在公差框格中是固定的。三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注

基準無論基準符號在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母要水平書寫。

三、形位公差帶的標注３．形位公差的標注

基準三、形位公差帶的標注４．形位公差標注的簡化三、形位公差帶的標注５．其他標注

如果對被測要素任意局部范圍內(nèi)的公差要求，應(yīng)將該局部范圍的尺寸（長度、邊長或直徑）標注在形位公差值的后面，用斜線相隔。

三、形位公差帶的標注５．其他標注

如僅對要素的某一部分提出公差要求，則用粗點劃線表示其范圍，并加注尺寸。同理，如要求要素的某一部分作為基準，該部分也應(yīng)用粗點劃線表示并加注尺寸三、形位公差帶的標注５．其他標注

當被測要素為視圖上的整個外輪廓線（面）時，應(yīng)采用全周符號。

三、形位公差帶的標注５．其他標注

如要求在公差帶內(nèi)進一步限定被測要素的形狀，則應(yīng)在公差值后面加注符號。

四、形位公差帶形位公差帶是限制實際被測要素變動的區(qū)域，其大小是由形位公差值確定的。只要被測實際要素被包含在公差帶內(nèi)，則被測要素合格。形位公差帶控制的是點（平面、空間）、線（素線、軸線、曲線）、面（平面、曲面）、圓（平面、空間、整體圓柱）等區(qū)域，所以它不僅有大小、還具有形狀、方向、位置共四個要素。

四、形位公差帶１．形狀：隨實際被測要素的結(jié)構(gòu)特征、所處的空間以及要求控制方向的差異而有所不同。

四、形位公差帶２．大小：表示了形位精度要求的高低。有兩種情況即公差帶區(qū)域的寬度（距離）t或直徑φt（Sφt）。四、形位公差帶３．方向：理論上應(yīng)與圖樣上形位公差框格指引線箭頭所指的方向垂直。

四、形位公差帶４．位置：有固定和浮動兩種。

形狀公差

形狀公差是指單一實際要素的形狀所允許的變動全量，因而形狀公差帶是指被測的單一實際要素允許變動的區(qū)域。

形狀公差包括：

1、直線度公差2、平面度公差3、圓度公差4、圓柱度公差

1、直線度公差

限制被測實際直線相對于理想直線的變動量。被限制的直線可以是平面內(nèi)的線、直線回轉(zhuǎn)體（圓柱和圓錐）上的素線、空間的線（平面與平面的交線）和軸線等。

（1）平面內(nèi)的線

給定平面內(nèi)的直線度除用于平面上的刻線外，還用于限制被測表面的素線的直線度誤差。

給定平面內(nèi)直線度的公差帶是距離為公差值t的兩平行線之間的區(qū)域。（2）、空間的直線

當直線度限制的要素是空間直線時，就需要明確所限制的方向。

給定方向上直線度的公差帶距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。（3）、任意方向上的線

任意方向上的直線度是指被線在圍繞其一周范圍內(nèi)的任意方向直線度要求。常用于表達回轉(zhuǎn)體零件軸線的形狀精度要求。

任意方向上的直線度的公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。2、平面度度公差

限制實際平面對其理想平面變動量的一項指標。用于對實際平面的形狀精度提出要求。

平面度的公差帶是距離為公值t的兩平行平面之間的區(qū)域。3、圓度公差

限制實際圓對理想圓的變動。圓度用于對回轉(zhuǎn)體表面（圓柱、圓錐和曲線回轉(zhuǎn)體）任一正截面的圓輪廓提出形狀精度要求。

圓度公差帶是在同一正截面上半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。4、圓柱度公差

限制實際圓柱面對理想圓的變動。圓柱度公差綜合控制圓柱形狀精度?？赏瑫r控制圓度、素線線的直線度、以及兩條素線的平行度。

圓柱度的公差帶是半徑差為公值t的的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。例題講解對下圖中標注的形位公差作出解釋，并指明公差帶的形狀

和大小。單擊標注看答案答案圖示標注表示的含義是：直徑為Φ20的圓柱面的圓柱度公差為0.03mm該公差帶的形狀為：兩同軸圓柱面之間的區(qū)別該公差帶的大小為：兩圓柱半徑之差0.03mm答案圖示標注表示的含義是：直徑為Φ20的圓柱的左端面的平面度公差為0.1mm該公差帶的形狀為：兩平行面面之間的區(qū)域。該公差帶的大小為：兩平行面面之間的距離為0.1mm。平面度標注解讀示例上圖標注表示：零件的上表面必須位于距離為公差值0.1mm的兩平行平面之間圓度公差標注解讀示例左圖標注表示：

零件被測圓柱面上任一正截面上的截面圓必須位于半徑差為公差值0.03mm的兩同心圓之間。圓柱度公差標注解讀示例左圖標注表示：

零件被測圓柱面上任一正截面上的截面圓必須位于半徑差為公差值0.03mm的兩同心圓之間。線輪廓度公差實際被測要素對理想輪廓線的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓線對稱分布的兩等距曲線之間的區(qū)域。

線輪廓度公差帶面輪廓度公差

實際被測要素對理想輪廓面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓面對稱分布的兩等距曲面之間的區(qū)域，理想輪廓面由理論正確尺寸標出。

面輪廓度公差帶1.定向位置公差—平行度

被測實際要素相對于基準要素的方向成0o的要求。

以平面為基準的平行度公差帶1.定向位置公差—垂直度被測實際要素相對于基準要素的方向成90o的要求。

以軸線為基準的垂直度公差帶1.定向位置公差—傾斜度被測實際要素相對于基準要素的方向成一定角度的要求。

傾斜度公差帶2.定位位置公差—同軸度要求被測實際要素與基準要素同軸。

同軸度公差帶2.定位位置公差—對稱度要求被測實際要素與基準要素共面。對稱度公差帶2.定位位置公差—位置度要求被測實際要素與基準要素有一定的位置關(guān)系。

孔軸線的位置度公差帶3.跳動位置公差—圓跳動單個被測實際要素在任一截面上相對于基準要素的允許跳動量。根據(jù)允許變動的方向的不同，圓跳動可分為：

徑向圓跳動端面圓跳動斜向圓跳動

徑向圓跳動徑向圓跳動用于控制圓柱表面任一橫截面上的跳動量。

徑向圓跳動公差帶端面圓跳動

端面圓跳動用于控制端面任一測量直徑處，在軸向方向的跳動量。

端面圓跳動公差帶3.跳動位置公差—全跳動整個被測實際要素相對于基準要素的允許跳動總量。

根據(jù)允許變動的方向的不同，全跳動可分為：

徑向全跳動端面全跳動斜向全跳動

徑向全跳動徑向全跳動用于控制整個圓柱表面上的跳動總量。徑向全跳動公差帶端面全跳動

端面圓跳動用于控制整個端面在軸向方向的跳動總量。端面全跳動公差帶形位公差標注示