形位公差介紹

1、形位公差一一 形位公差的介紹形位公差的介紹二二 形位公差間的關系及取代應用形位公差間的關系及取代應用三三 1.形位公差的定義形位公差的定義 零件質(zhì)量不僅需要用表面粗糙度、尺寸公差給以保證，而且還要對零件宏觀的幾何形狀和相對位置公差加以限制。 零件加工時，不僅會產(chǎn)生尺寸誤差，還會產(chǎn)生形狀和位置誤差。零件表面的實際形狀對其理想形狀所允許的變動量，稱為形狀誤差。零件表面的實際位置對其理想位置所允許的變動量，稱為位置誤差。形狀和位置公差簡稱形位公差。 形位公差代號和基準代號如圖所示，若無法用代號標注時允許在技術要求中用文字說明。一一 形位公差的介紹形位公差的介紹2形位公差代號形位公差代號 形位公差代號

2、和基準代號如圖所示。若無法用代號標注時，允許在技術要求中用文字說明。3.形狀公差形狀公差l1）直線度）直線度：l 直線度公差是實際直線對理想直線的允許變動量直線度公差是實際直線對理想直線的允許變動量,限制了加工面或線限制了加工面或線在某個方向上的偏差，如果直線度超差有可能導致該工件安裝時無法在某個方向上的偏差，如果直線度超差有可能導致該工件安裝時無法準確裝入工藝文件規(guī)定的位置。準確裝入工藝文件規(guī)定的位置。l 標注含義：被測表面投影后為一接近直線的標注含義：被測表面投影后為一接近直線的“波浪線波浪線”（如下圖），（如下圖），該該“波浪線波浪線”的變化范圍應該在距離為公差值的變化范圍應該在距離為公

3、差值t（t=0.1）的兩平行直）的兩平行直線之間。線之間。2）平面度）平面度 l 平面度表示面的平整程度，指測量平面具有的宏觀凹凸高度相對理想平面度表示面的平整程度，指測量平面具有的宏觀凹凸高度相對理想平面的偏差，一般來講，有平面度要求的就不必有直線度要求了，因平面的偏差，一般來講，有平面度要求的就不必有直線度要求了，因為平面度包括了面上各個方向的直線度。為平面度包括了面上各個方向的直線度。l 標注含義：被測加工表面必須位于距離為公差值標注含義：被測加工表面必須位于距離為公差值t（t=0.01）的兩平行）的兩平行平面內(nèi)，如下圖區(qū)域。平面內(nèi)，如下圖區(qū)域。3）圓度）圓度：l 圓度，是指工件橫截面接

4、近理論圓的程度，工件加工后的投影圓應在圓度，是指工件橫截面接近理論圓的程度，工件加工后的投影圓應在圓度要求的公差范圍之內(nèi)圓度要求的公差范圍之內(nèi)。l 標注含義：被測圓柱面的任意截面的圓周必須位于半徑差為公差值標注含義：被測圓柱面的任意截面的圓周必須位于半徑差為公差值t（t=0.025）的兩同心圓之內(nèi)，如右圖區(qū)域。）的兩同心圓之內(nèi)，如右圖區(qū)域。4）圓柱度）圓柱度 l 圓柱度，指工件圓柱表面所有垂直截面中最大尺寸與最小尺寸之差，圓柱度，指工件圓柱表面所有垂直截面中最大尺寸與最小尺寸之差，限制了被測圓柱面的形狀誤差，是圓柱的實際形狀相對理想形狀的最限制了被測圓柱面的形狀誤差，是圓柱的實際形狀相對理想形

5、狀的最大允許變動量。大允許變動量。l 標注含義：被測圓柱面必須位于半徑差為公差值標注含義：被測圓柱面必須位于半徑差為公差值t（t=0.1）的兩同軸）的兩同軸圓柱面之間，如右圖。圓柱面之間，如右圖。4.位置公差位置公差l1）平行度）平行度 l 平行度，指兩平面或者兩直線平行的程度，即其中一平面（邊）相對平行度，指兩平面或者兩直線平行的程度，即其中一平面（邊）相對于另一平面（邊）平行的誤差最大允許值。于另一平面（邊）平行的誤差最大允許值。l 標注釋義：被測軸線必須位于距離為公差值標注釋義：被測軸線必須位于距離為公差值t（t=0.1），），且在給定方向上平行于基準軸線的兩平行平面之間。且在給定方向上

6、平行于基準軸線的兩平行平面之間。2）垂直度）垂直度l 垂直度：用于評價直線之間、平面之間或平面與直線之間的垂直狀態(tài)，垂直度：用于評價直線之間、平面之間或平面與直線之間的垂直狀態(tài)，公差帶為垂直于基準線（面）的兩個平行平面之間的區(qū)域，兩個平行公差帶為垂直于基準線（面）的兩個平行平面之間的區(qū)域，兩個平行平面間的距離為平面間的距離為t（t=0.06），被測線（面）必須位于這兩個平面之間），被測線（面）必須位于這兩個平面之間。l 標注釋義：被測孔的軸線必須位于距離為公差值標注釋義：被測孔的軸線必須位于距離為公差值t（t=0.06），且垂直），且垂直于基準線于基準線A（基準孔軸線）的兩平行平面之間，其公差

7、帶是距離為公（基準孔軸線）的兩平行平面之間，其公差帶是距離為公差值差值t,且垂直于基準線的兩平行平面之間的區(qū)域。且垂直于基準線的兩平行平面之間的區(qū)域。3）傾斜度）傾斜度 l 傾斜度，與垂直度相似。傾斜度，與垂直度相似。 l 標注釋義：被測孔的軸線必須位于距離為公差值標注釋義：被測孔的軸線必須位于距離為公差值t（t=0.08），且與），且與A-B公共基準線成一理論正確角度公共基準線成一理論正確角度(=60）的兩平行平面之間，即）的兩平行平面之間，即如右圖所示兩平行平面之間的區(qū)域。如右圖所示兩平行平面之間的區(qū)域。4）位置度）位置度 l 位置度，用于形容測量點或線與其理論所在位置的偏差，公差帶即為位

8、置度，用于形容測量點或線與其理論所在位置的偏差，公差帶即為該偏差的大小該偏差的大小 l 標注釋義：左圖中表示位置度的箭頭所指點必須位于以公差值標注釋義：左圖中表示位置度的箭頭所指點必須位于以公差值0.3為為直徑的圓內(nèi)（直徑的圓內(nèi)（t=0.3），該圓的圓心位于相對基準），該圓的圓心位于相對基準A和和B（基準直線）（基準直線）所確定的點的理想位置上，即距所確定的點的理想位置上，即距A面面68，距，距B面面100，公差帶范圍如，公差帶范圍如右圖。右圖。 5）同軸度）同軸度同心度同心度 l 同軸度，指工件要求的軸線偏離基準線所在直線的程度，即理論上同軸度，指工件要求的軸線偏離基準線所在直線的程度，即理

9、論上應在同一直線上的兩根軸線，他們發(fā)生了偏離，規(guī)定該偏離的最大值應在同一直線上的兩根軸線，他們發(fā)生了偏離，規(guī)定該偏離的最大值為為t/2。 l 標注釋義：圖中有同軸度要求的大圓的軸線必須位于以公共基準軸線標注釋義：圖中有同軸度要求的大圓的軸線必須位于以公共基準軸線A-B為軸線，以公差值為軸線，以公差值t（t=0.08）為直徑的圓柱內(nèi)，其公差帶范圍如）為直徑的圓柱內(nèi)，其公差帶范圍如右圖。右圖。6）對稱度）對稱度 l 對稱度，指加工兩表面的中心平面偏離基準的程度，即要求的對稱中對稱度，指加工兩表面的中心平面偏離基準的程度，即要求的對稱中心與實際對稱中心保持在同一平面內(nèi)的狀況。心與實際對稱中心保持在同

10、一平面內(nèi)的狀況。l 標注釋義：圖中對稱度圖標所要表示的面為兩加工面的中心平面，該標注釋義：圖中對稱度圖標所要表示的面為兩加工面的中心平面，該中心平面必須位于距離為公差值中心平面必須位于距離為公差值0.08，且相對于基準中心平面，且相對于基準中心平面A對稱對稱分布的兩平行平面之間分布的兩平行平面之間7）圓跳動）圓跳動 l 圓跳動，指工件繞基準旋轉(zhuǎn)一周，測量器具在固定位置的顯示值的變圓跳動，指工件繞基準旋轉(zhuǎn)一周，測量器具在固定位置的顯示值的變動范圍。動范圍。l .徑向圓跳動徑向圓跳動l 標注釋義：當被測圓柱表面繞基準線標注釋義：當被測圓柱表面繞基準線A-B(公共基準軸線公共基準軸線)旋轉(zhuǎn)一周時，旋

11、轉(zhuǎn)一周時，圓柱表面任一截面圓的徑向跳動量均不得大于圓柱表面任一截面圓的徑向跳動量均不得大于t（t=0.1）。）。l .端面圓跳動端面圓跳動l 標注釋義：被測端面繞基準標注釋義：被測端面繞基準D（圖（圖中零件的軸線）旋轉(zhuǎn)一周時，端面中零件的軸線）旋轉(zhuǎn)一周時，端面的任一點的軸向跳動量均不得大于的任一點的軸向跳動量均不得大于0.1，如下圖所示，端面的移動范，如下圖所示，端面的移動范圍必須在相距為圍必須在相距為t（t=0.1） 的兩面的兩面之間。之間。 l 區(qū)別：徑向圓跳動測區(qū)別：徑向圓跳動測量的是圓柱外表面隨量的是圓柱外表面隨圓柱繞基準的轉(zhuǎn)動產(chǎn)圓柱繞基準的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的徑向跳動，而端生的徑向跳動，而端面

12、圓跳動測量的是圓面圓跳動測量的是圓柱的端面產(chǎn)生的軸向柱的端面產(chǎn)生的軸向跳動。跳動。8）全跳動）全跳動 跳動的分類跳動的分類:可分為圓跳動和全跳動可分為圓跳動和全跳動. 圓跳動圓跳動:是指被測實際表面繞基準軸線作無軸向移動的回轉(zhuǎn)時,在指定方向上指示器測得的最大讀數(shù)差.全跳動全跳動:是指被測實際表面繞基準軸線無軸向移動的回轉(zhuǎn),同時指示器作平行或垂直于基準軸線的移動,在整個過程中指示器測得的最大讀數(shù)差.二二 形位公差間的關系及取代應用形位公差間的關系及取代應用國家標準GB11821184形狀和位置公差包括:形狀公差形狀公差直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度；定向位置公差定向位置公差平行

13、度、垂直度、傾斜度；定位位置公差定位位置公差同軸度、對稱度、位置度；跳動跳動徑向、斜向、端面圓跳動，徑向、端面全跳動。這些項目中有些雖然概念不同，但卻有密切聯(lián)系，有些項目比較相似或受其他項目控制，有些是單項公差，有些屬于綜合公差，在一定的條件下可以互相取代應用。但對這一問題往往未能注意，有時設計人員繪制了零件的幾何形狀、尺寸，但對于形位公差的標注卻比較草率從事，常常出現(xiàn)標注不當或重復標注的現(xiàn)象。有時由于技術人員對它的理解不同，造成應用上的混亂，給零件的制造和檢測帶來困難，因此，有必要深刻了解形狀和位置公差之間的關系，熟練掌握它們的各種取代用法，這樣，在標注零件的形位公差時，在滿足要求的情況下做

14、到最簡潔、最明確、最實用，加工最經(jīng)濟，檢測最方便。1.形狀公差形狀公差1.1圓柱度、直線度、圓度圓柱度、直線度、圓度 圓柱度圓柱度是限制實際圓柱面對理想圓柱面變動量的一項指標。它的公差帶是以公差值t為半徑差的兩個同軸圓柱面之間的區(qū)域。它控制了圓柱體橫剖面和軸剖面內(nèi)的各項形狀公差，諸如圓度、軸線直線度，素線直線度等。使用時，一般標注了圓柱度就沒有必要再標注圓度，直線度。如果一定要單獨標注圓度、直線度，則其公差值必須小于圓柱度公差值(見圖1)，以表示設計上對徑向或軸向形狀公差提出進一步要求。 通常，圓柱度誤差用圓度儀或配備計算機的三坐標測量裝置檢測，如果沒有這些裝置，最好不要使用圓柱度，此時可分別

15、用圓度和圓柱面素線的平行度來代替使用(見圖2)。 圖1 圓柱度與圓度或直線度同時標注圖2 圓度與平行度組合代替圓柱度 用圓度和平行度來代替圓柱度時，應根據(jù)圓柱體的長徑比確定圓度公差值與平行度公差值。 當圓柱體長度大于其直徑時，素線平行度公差值必須相應大于其圓度公差值(見圖3a)。 當圓柱體長度等于其直徑時，素線平行度公差值與其圓度公差值也應相等(見圖3b)。 當圓柱體長度小于其直徑時，素線平行度公差值必須相應小于其圓度公差值(見圖3c)。 a)LDb)LDc)LD圖3 按圓柱體長徑比確定圓度公差與平行度公差1.2圓度、線輪廓度圓度、線輪廓度 圓度圓度是限制實際圓對理想圓變動量的一項指標，其公差

16、帶是以公差值t為半徑差的兩同心圓之間的區(qū)域。 線輪廓度線輪廓度是限制實際曲線對理想曲線變動量的一項指標，其公差帶是包絡一系列直徑為公差t的圓的兩包絡線之間的區(qū)域，諸圓圓心應位于理想輪廓線上。從線輪廓度公差帶(見圖4b)可見，線輪廓度不僅要求它的輪廓形狀正確，還有一定的尺寸要求，即它的理想形狀與尺寸有關，類似于尺寸偏差。而圓度則不然，它只限制兩同心圓的半徑之差，至于兩同心圓的直徑大小沒有要求，兩同心圓的位置不確定。所以，標注了線輪廓度可以得到類似于采用包容原則的效果(如圖4c實際曲線必須位于直徑為79.9mm與80.1mm的兩個同心圓之間)。圖4a與圖4c標注的效果實際是一樣的。眾所周知，包容原

17、則應用于單一要素時能綜合控制圓柱孔或軸的縱、橫截面的各種形狀誤差，其中包括圓度誤差。所以標注了線輪廓度就可以完全控制圓度誤差，而不必標注圓度，即線輪廓度可以取代圓度使用。 一般對于圓曲線使用圓度比較直觀、明確，尤其是在實際生產(chǎn)中測量圓度廣泛采用兩點、三點法極為方便。而線輪廓度則專用于非圓曲線。 圖4 線輪廓度與包容原則 2.位置公差與形狀公差位置公差與形狀公差零件被測要素的實際位置、方向總是和它的實際形狀緊密聯(lián)系在一起的。所以關聯(lián)要素的理想邊界控制了要素的實際位置和方向，也必然控制了該要素的形狀誤差。為了操作方便起見，不論用綜合量規(guī)檢驗還是用指示式量儀測量，一般都直接在被測量要素的輪廓表面進行

18、。所以位置誤差是實際位置和實際形狀所產(chǎn)生的綜合效果，即測得的位置誤差中包含了形狀誤差。所以通常同一要素給出的形狀公差值應小于位置公差值(見圖5)。 圖5 形狀公差與位置公差同時標注 3.定向位置公差與定位位置公差定向位置公差與定位位置公差 定向公差與定位公差的關系如同位置公差與形狀公差關系一樣，通常定位公差可以控制定向要求，因為被測實際要素在定位公差帶內(nèi)不僅其位置公差變化(平移)受到控制，同時方向變化(角位移)亦受到控制。 3.1同軸度、平行度同軸度、平行度 如圖6中兩孔軸線同軸度公差完全可以控制兩軸線的平行度要求，因其控制了被測軸線對基準的平移、傾斜或彎曲，所以不必再標注兩孔軸線平行度。 圖

19、6 同軸度綜合控制平行度 3.2位置度與垂直度位置度與垂直度 位置度位置度是一項綜合公差。如圖7所示，兩孔軸線的直線度及兩孔軸線對基準面的垂直度可由位置度綜合控制，沒有必要再重復標注。 3.3定位公差定位公差(位置度、同軸度、對稱度位置度、同軸度、對稱度) 所有定位公差的項目可由位置度來取代標注(見圖8、圖9)。 圖8及圖9中的a)與b)具有同樣的控制效果，公差帶形狀及檢測方法相同。 由此完全可以用位置度取代同軸度和對稱度。由于在生產(chǎn)中對上述情況標注同軸度和對稱度比標注位置度更直觀明確，所以圖樣上標注同軸度和對稱度更恰當，而位置度通常用于限制點、線的位置誤差。 圖7 位置度綜合控制垂直度與直線

20、度 圖8 位置度綜合控制同軸度 圖9 位置度綜合控制對稱度 4.各種跳動各種跳動4.1徑向圓跳動與徑向全跳動徑向圓跳動與徑向全跳動 徑向全跳動徑向全跳動的公差帶是半徑為公差值t，且與基準軸線同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域(見圖10b)，其公差帶限制在三坐標(空間坐標)范圍內(nèi)。 由于徑向全跳動測量比較復雜，所以經(jīng)常用測量徑向圓跳動來限制徑向全跳動。必須指出，在用測量徑向圓跳動代替徑向全跳動時，應保證被測量圓柱面上的母線對基準軸線的平行度，或者是被測量圓柱面的軸向尺寸較小，并借助于工藝方法可以保證母線對基準軸線平行度誤差不大時，方可應用。為確保產(chǎn)品質(zhì)量，應使徑向圓跳動誤差值與母線對基準軸線的平行度誤差之

21、和小于或等于所要求的徑向全跳動公差值。 圖10 徑向圓跳動與徑向全跳動 4.2端面圓跳動與端面全跳動端面圓跳動與端面全跳動 端面圓跳動端面圓跳動的公差帶是在與基準軸線同軸的任一直徑位置的測量圓柱面上沿母線方向?qū)挾葹閠的圓柱面區(qū)域(見圖11a)。 端面全跳動端面全跳動的公差帶是垂直于基準軸線，距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域(見圖11b)。 顯然端面圓跳動僅僅是端面全跳動的一部分，兩者作用效果是不同的。應該根據(jù)功能要求來確定是標注端面全跳動還是端面圓跳動。通常，只有當端面的平面度足夠小時，才能用端面圓跳動代替端面全跳動。例如，對于安裝軸承的軸肩，因其徑向尺寸(d1d2)較小，可以用控制端面圓

22、跳動誤差來達到控制端面全跳動的目的(見圖12)。 圖11 端面圓跳動與端面全跳動 圖12 用端面圓跳動控制端面全跳動 4.3徑向圓跳動與斜向圓跳動徑向圓跳動與斜向圓跳動 對于圓錐表面和對稱回轉(zhuǎn)軸線的成形表面一般應標注斜向圓跳動。只有當錐面錐角較小時(如a10)才可標注徑向圓跳動代替斜向圓跳動，以便于檢測。如圖13所示，設徑向圓跳動誤差為H，斜向圓跳動誤差為h，則：hHcosa。 徑向圓跳動的公差帶是垂直于基準軸線的任意的測量平面內(nèi)半徑差為公差值t，且圓心在基準軸線上的兩個同心圓之間的區(qū)域(見圖10a)，其公差帶限制在兩坐標(平面坐標)范圍內(nèi)。 徑向全跳動的公差帶是半徑為公差值t，且與基準軸線同

23、軸的兩圓柱面之間的區(qū)域(見圖10b)，其公差帶限制在三坐標(空間坐標)范圍內(nèi)。圖13斜向圓跳動 圖10 徑向圓跳動與徑向全跳動 5.跳動公差與其他形位公差跳動公差與其他形位公差5.1徑向圓跳動、圓度、同軸度徑向圓跳動、圓度、同軸度 徑向圓跳動是一項綜合性公差，它不僅控制了同軸度誤差，同時也包含了圓度誤差。 當被測圓柱面的軸線與基準線同軸時，由于被測要素存在圓度誤差，因此會出現(xiàn)徑向圓跳動誤差；當被測要素為理想圓，但存在同軸度誤差時，也會出現(xiàn)徑向圓跳動誤差。由此可見，只要存在同軸度或圓度誤差，則必然存在徑向圓跳動誤差，反之則不一定。 由于徑向圓跳動誤差檢測較方便，因此，在生產(chǎn)中常常以徑向圓跳動代替

24、同軸度公差。對同一被測要素，標注了徑向圓跳動后就不必再標注同軸度或圓度(見圖14)，否則，同軸度公差值必須小于跳動公差值。圖14 圓跳動綜合控制同軸度 5.2端面圓跳動、端面全跳動、端面垂直度、平面度端面圓跳動、端面全跳動、端面垂直度、平面度 5.2.1端面圓跳動和端面垂直度端面圓跳動和端面垂直度 端面垂直度端面垂直度限制整個端面對基準軸線的垂直情況。公差帶是垂直于基準軸線兩平行平面之間的區(qū)域，它不僅限制了整個被測端面對基準軸線的垂直度誤差，也限制了整個被測端面的平面度誤差。而端面圓跳動端面圓跳動僅僅限制被測圓周上各點的位置誤差和在該圓周上沿軸向的形狀誤差，而不控制整個端面的平面度誤差和垂直度

25、誤差。 當被測端面對基準軸線存在端面圓跳動誤差時，則被測端面必然存在垂直度誤差，反之，當端面存在垂直度誤差時，端面圓跳動誤差卻可能為零(見圖15)，此時存在端面平面度誤差。 所以，標注端面垂直度公差可以控制端面圓跳動和端面平面度誤差。 在設計時，對一般起固定聯(lián)接作用的端面，應優(yōu)先采用端面圓跳動公差，因為這樣檢測方便，例如，安裝滾動軸承的軸肩，齒輪坯端面等。當對加工定位作用比較重要的端面，應采用垂直度公差，以便同時控制平面度誤差。如車床花盤端面、立車工作臺面等。 圖15 端面垂直度與端面圓跳動 5.2.2端面全跳動和端面垂直度端面全跳動和端面垂直度 端面全跳動和端面垂直度公差對被測要素的控制是完

26、全相同的，兩者可以相互取代，也可以采用相同檢測方法。 在生產(chǎn)中，端面全跳動用于工件能夠(方便地)圍繞基準中心線回轉(zhuǎn)的工件，如一般的軸類零件。而箱體類零件的端面與孔中心線通常標注垂直度公差。 5.3徑向全跳動、圓柱度、同軸度徑向全跳動、圓柱度、同軸度5.3.1徑向全跳動公差是一項綜合控制指標 對單一要素的徑向全跳動就是圓柱度。但對關聯(lián)要素的徑向全跳動則可以同時控制圓柱度誤差和同軸度誤差。所以不能簡單地把徑向全跳動與圓柱度等同起來。有圓柱度誤差必導致有徑向全跳動誤差，同樣有同軸度誤差也必導致有徑向全跳動誤差(見圖16)。 圖16 徑向全跳動與圓柱度、同軸度 5.3.2取代用法取代用法 i.對單一要素和圓柱表面的全跳動誤差的檢測，如受到零件結(jié)構或檢測設備的限制，可用素線的平行度和圓度