4-形位公差及检测解析

第四章形位公差及检测主要内容掌握形位公差的基本概念熟悉形位公差的分类、项目、符号及代号掌握形位公差带和公差原则掌握形位公差的标注方法识读形位公差形位公差的检测应用实例第一节概述形状和位置公差在机器制造中的作用形状和位置公差标准形位公差研究的对象形位公差的符号及代号形位公差的基准符号零件的几何要素一、形状和位置公差在机器制造中的作用1.形位误差概念零件在加工过程中，使零件表面、轴线、中心对称平面等的实际形状和位置相对于所要求的理想形状和位置，不可避免地存在着误差，此误差是这种误差叫做形状和位置误差，简称形位误差。2.形位误差对零件的使用性能的影响机器的使用功能是由组成产品的零件的使用性能来保证的，而零件的使用性能，不但与零件的尺寸误差有关，而且受到零件的形位误差的影响。因此，不仅要控制零件的尺寸误差、表面粗糙度，还控制零件的形位误差，保证零件制造的工艺性和经济性及使用性能。二、形状和位置公差标准形位公差标准主要由以下国标组成：GB/T1182—1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示方式》GB/T1184—1996《形状和位置公差未注公差值》GB13319—91《形状和位置公差位置度公差》GB1958—80《形状和位置公差检测规定》GB/T16671—1996《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》GB/T4249—1996《公差原则》三、形位公差研究对象1．零件的几何要素是指构成零件的具有几何特征的点、线、面。如图所示的零件就是由：点（如球心、锥顶）、线（如圆柱素线、圆锥素线、轴线）、面（如球面、圆柱面、圆锥面、台阶面(端面)）等几何要素组成。三、零件的几何要素2．零件的几何要素的分类四、形位公差的符号及代号1．形位公差项目的符号标准规定形状和位置公差共有14个项目，其中形状公差4个，形状或位置公差(轮廓公差)2个，位置公差3种8个。如表所示：公差特征符号有或无基准要求形状形状直线度平面度圆度圆柱度无无无轮廓线轮廓度面轮廓度有或无形状或位置有或无定向平行度垂直度倾斜度有位置有有有或无定位位置度同轴(同心)度对称度有跳动圆跳动全跳动有有有2.形位公差的代号最基本的代号，如图所示：第一格——形位公差特征符号第二格——形位公差值和有关符号(公差值用线性值，如公差带是圆形或圆柱形的则在公差值前加注φ，球形的加注Ｓφ）。第三格及以后各格——用一个或多个字母表示表示基准的字母和有关符号。3.形位公差的框格分为两格或多格式、水平或垂直绘制。4．形位公差框格的内容5．指引线规定:原则上从框格一端的中间位置引出，指引线的箭头应指向公差带的宽度或直径方向。五、形位公差的基准符号(1)圆圈内的大写字母,不得采用E、I、J、M、O、P、L、R、F符号。(2)不论基准符号在图样中的方向如何，圆圈内的字母都一律水平大写。注意：第二节形位公差的标注方法国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明，但应做到内容完整，用词严谨。1．公差框格的标注(1)第一格形位公差特征的符号。(2)第二格形位公差数值和有关符号。(3)第三格和以后各格基准字母和有关符号。规定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九个字母。由两个组成的公共基准，用横线隔开这两个大写字母。由两个或多个基准组成的基准体系，应按主次自左到右分别置于各格中。2．基准要素的标注无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母均应水平书写ABC（1）当基准要素为轮廓线和表面时，基准符号应置于该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时，可以放置在引出线的任一侧，但基准符号的短线不能直接与公差框格相连。AAB图轮廓基准要素的标注（2）当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线的一个箭头；BAC中心基准要素的标注（3）当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时，则按图所示方法标注。ABAB4/7.5GB145-85AB4/7.5GB145-85（4）任选基准的标准方法。（5）当基准要素的投影为面时的标注3．被测要素在图样上的标注用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，指引线的箭头指向被测要素。（1）当被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应指在该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开(应与尺寸线至少错开4mm)。4mm被测要素的主要标注方法：（2）当被测要素的投影为面时的标注，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上（3）当被测要素为中心要素（轴线、中心平面、带尺寸要素确定的点）时，指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐，当箭头与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头不允许直接指向中心线。（4）当被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线(大端或小端)对齐必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线，并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线。圆锥体轴线的标注（5）当多个被测要素有相同的形位公差(单项或多项)要求时，可以在从框格引出的指引线上绘制多个指示箭头，并分别与被测要素相连。AB0.03A-B（6）用同一公差带控制几个被测要素时，应在公差框格上注明“共面”或“共线”。共面0.10（7）当同一个被测要素有多项形位公差要求，其标注方法又是一致时，可以将这些框格绘制在一起，并引用一根指引线。AA图同一要素多项要求的简化标注（8）局部要素时的标注若仅要求被测要素某一部分的公差值或某一部分作为基准要素，则该部分应用粗点划线表示。对同一要素的公差值在全部被测要素内的任一部分有进一步的限制时，该限制部分的公差值要求用分数表示，即用斜线将限制的公差值和限制长度隔开（见教材P80，图4-26）。（9）当一个以上的作为被测要素，应在框格上方注明。（10）如果要求在公差值内进一步限定被测要求的形状，则应在公差值后面加注符号（见教材P79，表4-2）。（11）最大实体状态（MMC）：是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态，即实际要素在极限尺寸范围内具有材料量最多的状态。最大实体尺寸（MMS）是指实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。（12）最小实体状态（LMC）：是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最小时的状态，即实际要素在极限尺寸范围内具有材料量最少的状态。最小实体尺寸（LMS）是指实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。（13）全周符号的标注：对于适用于横截面内的整个外轮廓线或整个外轮廓面的形位公差要求，应采用全周符号，即在公差框格的指引线上画上一个圆圈（见P81，图4-34、35）。（14）基准目标（见P81）。错误标注示例形位公差符号和框格比例形位公差带主要有9种形状：两平行直线之间的区域两平行平面之间的区域两等距曲线之间的区域两等距曲面之间的区域两同心圆之间的区域两同轴圆柱面之间的区域圆内的区域圆柱内的区域球内区域第三节形位公差各项目的意义一、形状公差1．直线度公差:是限制被测（平面或空间）直线对理想直线的变动量。其公差带形状随被测直线所在的位置和测量方向不同可分为：（1）给定平面内的直线度公差带：是距离为公差t的两平行直线之间的区域。（2）给定方向上的直线度公差带：是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。（3）任意方向上的直线度公差带：是直径为公差值t的圆柱面内的区域。2．平面度公差1）定义：是限制实际表面对其理想平面的变动量2）形状：是距离为公差值t的两平行平面之间的区域，3．圆度公差（1）定义：是限制实际圆对其理想圆的变动量。（2）形状：是指在同一正截面上，半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。4．圆柱度公差1）定义：是限制实际圆柱面对其理想圆柱面的变动量。2）形状：是指半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。二、形状或位置公差1．线轮廓度公差（1）定义：是限制实际平面曲线对其理想曲线的变动量。（2）形状：是指包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆圆心位于具有理论正确几何形状的曲线上。2．面轮廓度公差（1）定义：是限制实际曲面对其理想曲面的变动量。（2）形状：是指包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球球心应位于具有理论正确几何形状的曲面上。三、位置公差（定向、定位、跳动）1．定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动量。（1）平行度公差是限制被测实际要素对基准在平行方向上的变动量。1)面对面平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准面的两平行平面之间的区域。2）面对线平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准线的两平行平面之间的区域。3）线对面平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。4)线对线平行度公差a）给定方向上，线对线平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准线、位于给定方向上的两平行平面之间的区域。b）给定互相垂直的两个方向上，线对线平行度公差带是两对互相垂直的距离分别为t1和t2且平行于基准线的两平行平面之间的区域。c）任意方向上，线对线平行度公差带是直径为公差值t且平行于基准线的圆柱面内的区域。2）垂直度公差是用于限制被测要素（直线或平面）对基准要素（直线或平面）的垂直误差。a）垂直于基准平面的两平行平面之间的区域。b）垂直于基准直线的两平行平面之间的区域。c）垂直于基准平面的圆柱面内的区域。3）倾斜度公差是用于限制被测要素对基准要素成一定角度的公差。在给定一个方向上，可分被测线与基准线在同一平面、被测线与基准线不在同一平面等。在给定任意方向上要在公差值前加注Ф。与基准平面成一给定理论正确角度的两平行平面内的区域。被测平面必须位于公差值为0.06且与基准成一理论角度的两平行平面之间。定向公差的特点：1）公差带相对于基准有确定的方向；2）公差带的位置可以浮动；3）具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。2．定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动量。（1）位置度公差1）点的位置度公差a）平面上点的位置度公差带是直径为公差值t的圆内的区域，圆公差带中心点的位置由相对于基准A和B的理论正确尺寸确定。b）空间点的位置度公差带是直径为公差值t的球内的区域。球公差带的球心位置由相对基准A，B，C的理论正确尺寸确定。2）平面或线的位置度公差平面或直线的位置度公差带是距离为公差值t且以理想面或线位置为中心对称配置的两平行平面或平行直线之间的区域。3）复合位置度公差公差带是直径为φt1且以线的理想位置（相对于三基面体系建立）为轴线的圆柱面区域及直径为φt2且以线的理想位置（相对于A基面建立）为轴线的圆柱面区域的重合部分。上框表示4个孔的轴线的分别位于公差为Фt2的圆柱形公差内，各个位置公差为相对于基准A、B、C。下框表示4个孔的轴线的分别位于公差为Фt1的圆柱形公差内，并垂直于基准A。（2）同轴度（轴线和点）公差1)轴线的同轴度公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴。2)点的同心度公差带是直径为公差值t与基准圆心同心的圆内的区域。（3）对称度公差带是距离为公差值t且相对于基准轴线（平面）对称配置的两平行平面之间的区域。定位公差的特点：1）公差带相对于基准有确定的位置；2）具有综合控制被测要素的位置、方向和形状的功能。3．跳动公差是关联实际要素绕基准轴线旋转一周或若干次旋转时所允许的最大跳动量。（1）圆跳动公差是被测要素在某一固定参考点绕基准轴线旋转一周(零件和测量仪器间无轴向位移)时，指示器示值所允许的最大变动量t。1)径向圆跳动公差带形状是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径差为公差值t且圆心在基准轴线上的两同心圆之间的区域。2)端面圆跳动公差带是在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为公差值t的两圆之间的区域。3)斜向圆跳动公差带是与基准同轴的任一测量圆锥面上的距离为t的两圆之间的区域。4)斜向(给定角度的)圆跳动公差带是与基准同