机械制图(五)形位公差

机械制图第五部分形位公差形位公差目次2一、相关标准二、要素定义三、形状和位置公差定义四、形位公差符号五、形位公差的标注六、形位公差数值及应用七、形位公差的选择与应用八、未注公差值的应用九、圆锥的公差注法十、讨论题形位公差GB/T1182-2008《产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差》GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差值》GB/T1958-2004《产品几何技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定》GB/T4249-2009《产品几何技术规范(GPS)公差原则》GB/T4380-2004《圆度误差的评定两点三点法》GB/T7234-2004《产品几何技术规范(GPS)圆度测量术语、定义及参数》GB/T11336-2004《直线度误差检测》GB/T11337-2004《平面度误差检测》GB/T13319-2003《产品几何技术规范(GPS)几何公差位置公差注法》GB/T15754-1995《技术制图圆锥的尺寸和公差注法》GB/T1667-2009《产品几何技术规范(GPS)几何公差最大实体要求最小实体要求和可逆要求》3一、相关标准形位公差GB/T16892-1997《形状和位置公差非刚性零件注法》GB/T17773-1999《形状和位置公差延伸公差及其表示法》GB/T18780.1-2002《产品几何技术规范(GPS)几何要素第1部分：基本术语和定义》GB/T18780.1-2002《产品几何技术规范(GPS)几何要素第2部分：圆柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、提取要素的局部尺寸》GB/T20308-2006《产品几何技术规范总体规划》JB/T5996-1992《圆度测量三点法及其仪器的精度评定》JB/T7557-1994《同轴度误差检测》4形位公差1、要素：零件上的特征部分—点、线、面。这些要素可以是实际存在的，也可由实际要素取得的轴线，中心线或中心平面。5二、要素定义形位公差形位公差6制图工件提取拟合理想要素具有几何学意义的要素。实际要素零件上实际存在的要素。测量时由测得要素来代替。此时它并非该要素的真实状况。2、几何要素的定义形位公差7形位公差8形位公差9形位公差三、形状和位置公差定义10形状和位置（以下简称形位）公差又称几何公差，是用于控制零件上各要素的实际形状、方向和相互位置相对于理想形状、方向和相互位置的偏离程度。以保证零件的形位几何精度。通过形位公差各项指标的控制所达到的几何精度来保证和提高零件和产品的工作性能、工作精度、寿命、可靠性及制造成本的经济性等各项要求。2、形状和位置误差的产生形状误差的形成：加工零件本身的内应力及其装夹方式和所受到的切削合力及机械振动等各种因素都会使零件偏离理想形状而产生形状误差。1、形位公差的定义形位公差113、形位公差及公差带的定义形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。位置公差：关联实际要素的位置对基准允许的变动全量。位置公差分定向、定位和跳动公差。方向公差：关联实际要素的位置对基准在方向上允许的变动全量。定位公差：关联实际要素的位置对基准在位置上允许的变动全量。跳动公差：关联实际要素绕基准回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。形位公差带：限制实际要素变动的区域即公差值。由零件的功能和互换性要求t和设计要求来确定。是误差的最大允许值，它由大小、形状、方向、位置四个因素来决定。公差带的形状取决于被测要素的几何理想要素和设计要求，并以此评定形位误差。位置误差的形成：由于床身存在的定位误差，零件的安装和定位误差，夹具和刀具的安装和调整误差以及夹紧力和切削力引起自身变形等因素，使零件偏离正确位置而产生位置误差。形位公差12根据被测要素的特征和结构尺寸，公差带有下述几种形式：形位公差13对要素规定的几何公差实际上规定了公差带，该要素应限定在公差带之内；被测要素在公差带内可以具有任何形状、方向或位置，除非有进一步的限制要求；除非另有规定，标注的公差适用于整个被测要素；公差带意义：形位公差144、几何公差的原则⑴理论正确尺寸(TED)：确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。该尺寸不附带公差，并标注在一个方框中。⑵独立原则：图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求。如果对尺寸和形状、位置之间的相互关系有特定要求，应在图样上规定。独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系遵循的基本原则。⑶相关要求：图样上给定的尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求，系指包容要求、最大实体要求和最小实体要求。⑷包容要求：实际要素应遵守其最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差要求。包容要求适用于单一要素如图柱表面或两平行表面。采用包容要求的单一要素应在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号“”形位公差15例如：形位公差16形位公差17⑺可逆要求：中心要素的形位误差值小于给出的形位公差值时，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要求。可逆要求用规范的附加符号表示。⑹最小实体要求：被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最小实体状态下给出的公差值的一种公差要求。最小实体要求适用于中心要素,此时应在图样标注符号“”⑸最大实体要求：被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最大实体状态下给出的公差值的一种公差要求。最大实体要求适用于中心要素,此时应在图样标注符号“”形位公差18可逆要求的标注方法是在图样上将表示可逆要求的符号置于被测要素的形位公差值后的符号或的后面。可逆要求用于最大实体要求被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界，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在最大实体状态下给出的几何公差值。当其几何误差值小于给出的几何公差值时，也允许其实际尺寸超出最大实体尺寸的一种要求。可逆要求用于最小实体要求。被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界，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在最小实体状态下给出的几何公差值。当其几何误差值小于给出的几何公差值时，也允许其实际尺寸超出最小实体尺寸的一种要求。形位公差19四、形位公差符号（GB/T1182—2008）1、形位公差20形位公差213、被测要素、基准要素的标注及其他附加符号（1）被测要素是指图样上给出了形状和位置公差要求的要素，也就是需要研究和测量的要素。（2）基准要素是指图样上规定用来确定被测要素的方向和位置的要素。理想的基准要素称为基准。形位公差224、形位公差5、公差框格（GB/T1182-1996)23形位公差241、被测要素的标注方法被测要素的形位公差采用框格的形式标注，该框格具有带箭头的指引线。形位公差的框格，从框格的左边起，第一格填写形位公差特征项目的符号，第二格填写形位公差值，第三格及往后填写基准的字母。被测要素为单一要素时，框格只有两格，只标注前两项内容。2、指引线指引线的弯折点最多两个，靠近框格的那一段指引线一定要垂直于框格的一条边。指引线箭头的方向应是公差带的宽度方向或直径方向。被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应与尺寸线明显错开(大于3mm)，指引线的箭头置于要素的轮廓线上或轮廓线的延长线上。当指引线的箭头指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与尺寸线对齐。五、形位公差的标注形位公差254、框格框格应水平布置，内容按从左到右的顺序填写，第一格绘成正方形，其它格绘成正方形或上、下边较长而左、右边较短的矩形。框格高度等于两倍字高。被测要素为单一要素采用两格框格标注。被测要素为关联要素的框格有三格、四格和五格等几种形式。从第三格起填写基准的字母，图a表示基准要素为单一基准。图b表示由两个同类要素A与B构成一个独立基准A—B，这种基准称为公共基准。图c表示基准A与B垂直，即基准A与B构成直角坐标，A为第一基准，B为第二基准，B⊥A。图d表示基准A、B、C相互垂直，即基准A、B、C构成空间直角坐标，它们的关系是B⊥A；C⊥A且C⊥B，这种基准体系称为三基面体系。(a)单一要素(b)公共要素(c)两基准要素(d)三基准要素形位公差265、在图样上标注的基准体系的顺序对实际控制结果影响，如下图所示:形位公差27因此，当一个基准体系由两个或三个要素建立时，它们的基准代号字母应按各基准的优先顺序，在公差框格的第三格到第五格中依次标出。如下图所示。不得标注“无顺基准”：注意基准标注的合理统一部件图与所属的零件图选择的基准应尽可能一致，基准标注的顺序也应一致。以保证产品质量的一致性。形位公差286、被测要素的标注形位公差29形位公差30形位公差317、如果需要限制被测要素在公差带内的形状，应在公差框格下方注明。如下图所示：0.1NC需要注明被测要素的形式（是线而不是面）时，应在公差框格附近注明。（当被测要素是线素时，可能需要规定被测要素所在截面的方向）。形位公差328、基准要素的标注基准字母用英文大写字母表示。为不致引起误解，国家标准GB／T1182—2008规定基准字母尽量不采用下列8个字母：E、I、M、O、P、L、R、F。基准字母一般不许与图样中任何向视图的字母相同。基准要素为中心要素时，基准符号的连线与尺寸线对齐。基准要素为轮廓要素时，基准符号的连线与尺寸线应明显错开（≥3mm)。基准方格及字母应水平放置。形位公差33基准符号的标注：形位公差34形位公差35三基面体系的标注方法：根据零件功能的要求，需要在三维空间确定被测要素的位置。形位公差36形位公差37形位公差38形位公差39形位公差40形位公差419、公差带的标注⑴形位公差42(即使是90º)⑵形位公差43⑶形位公差44形位公差45⑷当中心点、中心线、中心面在一个方向上给定公差时：位置公差带的宽度方向为理论正确尺寸（TED）图框的方向，并按指引线箭头所指互成0º或90º。形位公差46⑸方向公差带的宽度方向为指引线箭头方向,与基准成0º或90º。当在同一基准体系中规定两个方向的公差时，它们公差带是互相垂直的。形位公差47形位公差48⑹延伸公差带(1182-13)延伸公差带一般用于保证键和螺栓、螺柱、螺钉、销等紧固件在装配时避免干涉。形位公差49延伸公差带用规范的附加符号表示。延伸公差带必须与几何公差联合应用。形位公差5010、形位公差51形位公差5211、⑴形位公差53⑵形位公差5412、形位公差55“全周”符号并不包括整个工作的所有表面，只包括由表示轮廓和公差标注所表示的各个表面：形位公差56形位公差57形位公差5813、形位公差5914、形位公差60形位公差6115、形位公差带的定义及标注（GB/T1182—2008）形位公差62形位公差63形位公差64形位公差65形位公差66形位公差67形位公差68形位公差69形位公差70形位公差71形位公差72形位公差73形位公差74形位公差75形位公差76形位公差77形位公差78形位公差79形位公差80形位公差81形位公差82形位公差83形位公差84形位公差85形位公差86形位公差87形位公差形位公差89形位公差90形位公差91形位公差92形位公差93形位公差94形位公差95形位公差96形位公差97形位公差98形位公差99任意横截面内形位公差100形位公差101形位公差102形位公差103形位公差104形位公差105六、形位公差数值及应用（GB/T1184—1996）mm形位公差106形位公差107形位公差108形位公差109形位公差110形位公差111形位公差112形位公差113七、形位公差的选择与应用1、图样上是否注出形位公差的条件形位公差的要求用一般机床加工能保证时，在图样上不必注出形位公差。但不注出形位公差并不是没有形位公差的要求，实际应符合GB/T1184关于形位公差未注公差的规定。未注形位公差值通常不需一一检查，只在必要时作仲裁依据。形位公差的要求高于或低于GB/T1184关于形