第3章1節(jié)形狀和位置公差及檢測(形狀)2

1、第三章第三章 形狀和位置公差及檢測形狀和位置公差及檢測 本章學(xué)習(xí)目的是掌握形位公差和形位誤差的基本概念，熟悉形位公差國家標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容，為合理選擇形位公差打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)要求是掌握形位公差帶的特征（形狀、大小、方向和位置）以及形位公差在圖樣上的標(biāo)注；掌握形位誤差的確定方法；掌握形位公差的選用原則；掌握公差原則（獨(dú)立原則、相關(guān)要求）的特點(diǎn)和應(yīng)用；了解形位誤差的檢測原則。學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 指指 導(dǎo)導(dǎo)3.1 概述概述n零件加工后，構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面的實(shí)際形狀或相互位置，與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。

2、 n零件在加工過程中，由于機(jī)床-夾具-刀具系統(tǒng)存在幾何誤差，以及加工中出現(xiàn)受力變形、熱變形、振動和磨損等的影響，使被加工零件的幾何要素不可避免地產(chǎn)生誤差。n包括尺寸偏差、形狀誤差、位置誤差、表面粗糙度等。n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。工件在機(jī)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。 n如車削時由三爪卡盤夾緊的環(huán)形工件，會因夾緊力使工件變形成為棱圓形，見圖3-1；鉆孔時鉆頭移動方向與工作臺面不垂直，會造成孔的軸線對定位基面的垂直度誤差，見圖3-2。 圖 3-1 車削形成的形狀誤差 圖 3-2 鉆削形成的位置誤差軸套加工后外圓的形狀和位置誤差加工

3、后外圓的形狀和位置誤差 軸套的外圓可能產(chǎn)生以下誤差：n外圓在垂直于軸線的正截面上不圓（即圓度誤差）n外圓柱面上任一素線（是外圓柱面與圓柱軸向截面的交線）不直（即直線度誤差）n外圓柱面的軸心線與孔的軸心線不重合（即同軸度誤差）1.1.形位誤差對零件使用性能的影響如下：形位誤差對零件使用性能的影響如下： 影響零件的功能要求影響零件的功能要求 影響零件的配合性質(zhì)影響零件的配合性質(zhì) 影響零件的互換性影響零件的互換性 例:圓柱表面的形狀誤差，在間隙配合中會使間隙大小分布不均，造成局部磨損加快，從而降低零件的使用壽命； 平面的形狀誤差，會減少配合零件的實(shí)際接觸面積，增大單位面積壓力，從而增加變形。 軸承蓋

4、上螺釘孔的位置不正確（屬位置誤差），會使螺釘裝配不上. 在齒輪傳動中，兩軸承孔的軸線平行度誤差（也屬位置誤差）過大，會降低輪齒的接觸精度，影響使用壽命。 要制造完全沒有形位誤差的零件，既不可能也無必要。因此，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(jì)性，設(shè)計(jì)時不僅要控制尺寸誤差和表面粗糙度，還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。2.2.現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)主要有：現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB/T1182-2008 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范GPS 幾何公差 形狀、方向、位置和跳動公差標(biāo)注GB/T1184-1996 形狀和位置公差 未注公差值 GB/T1958-2004 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范

5、GPS 形狀和位置公差位置 檢測規(guī)定GB/T4249-1996 公差原則 GB/T16671-1996 形狀和位置公差 最大實(shí)體要求、 最小實(shí)體要求和可逆要求 GB13319-2003 產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范GPS 幾何公差 位置度公差注法 3.3.形位公差項(xiàng)目形位公差項(xiàng)目3.3.形位公差項(xiàng)目形位公差項(xiàng)目公差類型 幾何特征符號公差類型 幾何特征符號形狀公差直線度位置公差位置度平面度同心度圓度同軸度圓柱度對稱度線輪廓度線輪廓度面輪廓度面輪廓度方向公差平行度跳動公差圓跳動垂直度全跳動傾斜度4. 4. 形位公差的研究對象形位公差的研究對象形位公差的研究對象：研究對象： 幾何要素 構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線

6、、面統(tǒng)稱為幾何要素(簡稱要素) 圖3-2n輪廓要素與中心要素輪廓要素與中心要素（按結(jié)構(gòu)特征分） （1）輪廓要素組成輪廓的點(diǎn)、線、面。（2）中心要素與輪廓要素有對稱關(guān)系的點(diǎn)、線、面。 n理想要素與實(shí)際要素理想要素與實(shí)際要素（按存在的狀態(tài)分 ）（1）理想要素具有幾何意義的要素。（2）實(shí)際要素零件上實(shí)際存在的要素，即加工后得到的要素。n 單一要素和關(guān)聯(lián)要素單一要素和關(guān)聯(lián)要素（按功能要求分）（1）單一要素僅對要素本身給出形狀公差要求的要素。（2）關(guān)聯(lián)要素對其它要素有功能關(guān)系的要素。n 被測要素與基準(zhǔn)要素被測要素與基準(zhǔn)要素（按檢測關(guān)系分）（1）被測要素給出了形狀或(和)位置公差的要素，即需要研究和測量的

7、要素。（2）基準(zhǔn)要素用來確定被測要素方向或(和)位置的要素。理想的基準(zhǔn)要素稱為基準(zhǔn)。3.2 形位公差的標(biāo)注形位公差的標(biāo)注n國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在技術(shù)圖樣中形位公差應(yīng)采用框格代號標(biāo)注。無法采用框格代號標(biāo)注時，才允許在技術(shù)要求中用文字加以說明，但應(yīng)做到內(nèi)容完整，用詞嚴(yán)謹(jǐn)。n形位公差項(xiàng)目的符號、框格、指引線、公差數(shù)值、基準(zhǔn)符號以及其他有關(guān)符號構(gòu)成了形位公差的代號。 1. 公差框格公差框格公差框格中： n第一格 形位公差特征的符號。n第二格 形位公差數(shù)值和有關(guān)符號。 n第三格和以后各格 基準(zhǔn)字母和有關(guān)符號。規(guī)定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九個字母。 (-) (-)n用帶箭頭的指引線將公差框格

8、與被測要素相連，指引線的箭頭指向被測要素，箭頭的方向?yàn)楣顜У膶挾确较颉?2 被測要素的標(biāo)注被測要素的標(biāo)注n當(dāng)被測要素為輪廓要素時，指引線的箭頭應(yīng)指在該要素的輪廓線或其引出線上，并應(yīng)明顯地與尺寸線錯開(應(yīng)與尺寸線至少錯開4mm)。 4mm輪廓要素的標(biāo)注輪廓要素的標(biāo)注 n當(dāng)被測要素為中心要素時，指引線的箭頭應(yīng)與被測要素的尺寸線對齊，當(dāng)箭頭與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線箭頭，指引線的箭頭不允許直接指向中心線。b中心要素的標(biāo)注中心要素的標(biāo)注 n當(dāng)被測要素為圓錐體的軸線時，指引線的箭頭應(yīng)與圓錐體直徑尺寸線(大端或小端)對齊，必要時也可在圓錐體內(nèi)畫出空白的尺寸線，并將指引線的箭頭與該空白的尺寸線對齊

9、；如圓錐體采用角度尺寸標(biāo)注，則指引線的箭頭應(yīng)對著該角度的尺寸線。 圓錐體軸線的標(biāo)注圓錐體軸線的標(biāo)注圖 指引線箭頭指向被測要素位置(a) 被測要素為輪廓要素； (b) 被測要素為中心要素n當(dāng)多個被測要素有相同的形位公差(單項(xiàng)或多項(xiàng))要求時，可以在從框格引出的指引線上繪制多個指示箭頭，并分別與被測要素相連；用同一公差帶控制幾個被測要素時，應(yīng)在公差框格上注明“共面”或“共線”。AB0.03A-B共面0.10多要素同要求的簡化標(biāo)注多要素同要求的簡化標(biāo)注 多處要素用同一公差帶時的標(biāo)注多處要素用同一公差帶時的標(biāo)注 n當(dāng)同一個被測要素有多項(xiàng)形位公差要求，其標(biāo)注方法又是一致時，可以將這些框格繪制在一起，并引用

10、一根指引線。 A A同一要素多項(xiàng)要求的簡化標(biāo)注同一要素多項(xiàng)要求的簡化標(biāo)注 3 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注基準(zhǔn)要素的標(biāo)注n用于確定被測要素的方向和位置的要素叫基準(zhǔn)要素。標(biāo)注時，在基準(zhǔn)要素處標(biāo)上基準(zhǔn)符號（加粗約2b的短粗劃），并與框格用細(xì)實(shí)線連接，連線必須與基準(zhǔn)要素垂直。如下圖（a）所示。當(dāng)連線不便引到基準(zhǔn)符號時，可用基準(zhǔn)代號標(biāo)注，如下圖（b）所示。n無論基準(zhǔn)符號在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應(yīng)水平書寫 。基準(zhǔn)符號基準(zhǔn)符號3 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注基準(zhǔn)要素的標(biāo)注n無論基準(zhǔn)符號在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應(yīng)水平書寫 。3 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注基準(zhǔn)要素的標(biāo)注n基準(zhǔn)代號的字母采用大寫拉丁字母。為避免混淆，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不許采

11、用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母。n基準(zhǔn)的順序在公差框格中是固定的 。n當(dāng)基準(zhǔn)要素為輪廓線和表面時，基準(zhǔn)符號應(yīng)置于該要素的輪廓線或其引出線標(biāo)注，并應(yīng)明顯地與尺寸線錯開?；鶞?zhǔn)符號標(biāo)注在輪廓的引出線上時，可以放置在引出線的任一側(cè)，但基準(zhǔn)符號的短線不能直接與公差框格相連。 AAB輪廓基準(zhǔn)要素的標(biāo)注輪廓基準(zhǔn)要素的標(biāo)注n當(dāng)基準(zhǔn)要素是軸線或中心平面或由帶尺寸的要素確定的點(diǎn)時，基準(zhǔn)符號的連線應(yīng)與該要素的尺寸線對齊；當(dāng)基準(zhǔn)符號與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線的一個箭頭。 BAC中心基準(zhǔn)要素的標(biāo)注中心基準(zhǔn)要素的標(biāo)注n當(dāng)基準(zhǔn)要素為中心孔或圓錐體的軸線時，則按圖示方法標(biāo)注。ABAB4/7.5GB145-

12、85AB4/7.5GB145-85中心孔和圓錐體軸線為基準(zhǔn)要素的標(biāo)注中心孔和圓錐體軸線為基準(zhǔn)要素的標(biāo)注 基準(zhǔn)的標(biāo)注方法基準(zhǔn)的標(biāo)注方法3.3 形狀公差形狀公差形狀公差形狀公差 是指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動全量。形狀公差帶形狀公差帶 是限制單一實(shí)際被測要素變動的區(qū)域，零件實(shí)際要素在該區(qū)域內(nèi)為合格。它包括四個要素：形狀公差帶的特點(diǎn)形狀公差帶的特點(diǎn)不涉及基準(zhǔn)，它的方向和位置均是浮動的，只能控制被測要素形狀誤差的大小。3.3.1 形狀公差形狀公差形位公差帶 形狀：大小：位置：方向：由被測要素和設(shè)計(jì)要求決定的由公差帶的寬度 t 或直徑t 和 St 決定的分浮動和固定兩種 取決于測量方向即指引線箭頭方

13、向3.3.2 各項(xiàng)形狀公差與公差帶各項(xiàng)形狀公差與公差帶（1 1）在給定平面內(nèi)）在給定平面內(nèi)t0.11直線度直線度限制被測實(shí)際直線對理想直線變動量的一項(xiàng)指標(biāo)。被限制的直線有平面內(nèi)的直線、直線回轉(zhuǎn)體（圓柱、圓錐）上的素線、平面與平面的交線（形成空間直線）和軸線等。（1 1）在給定平面內(nèi)）在給定平面內(nèi)含義：保持表面的素線必須位于平行于圖樣所示投影面且距離為公差值0.01mm的兩平行線之間。（1 1）在給定平面內(nèi)）在給定平面內(nèi)公差帶定義：其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。 棱線必須位于箭頭所指方向距離為公差值0.02mm的兩平行平面內(nèi)。 公差帶標(biāo)注（2 2）在給定方向上）在給定方向上（2

14、 2）在給定相互垂直的兩個方向上）在給定相互垂直的兩個方向上公差帶定義：任意方向上的直線度在公差值前加注“ ”，公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 被測圓柱體d的軸線必須位于直徑為公差值0.04mm的圓柱面內(nèi)。 t公差帶標(biāo)注3 3）在任意方向上）在任意方向上 其被測要素是平面要素。公差帶定義：平面度公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。 圖a：被測表面必須位于距離為公差值0.1的兩平行平面內(nèi)。 圖b：被測表面上任意100100的范圍，必須位于距離為公差值0.1的兩平行平面內(nèi)。標(biāo)注t公差帶2平面度平面度公差帶： 在垂直于軸線的任一正截面上，該圓必須位于半徑差為公差值0.02mm的兩同心圓之間。 它是控制圓柱形和圓錐形等回轉(zhuǎn)體的橫截面的形狀公差。t公差帶標(biāo)注1標(biāo)注2動畫3圓度圓度公差帶： 被測圓柱面必須位于半徑差為公差值0.02的兩同軸圓柱面之間。 t4圓柱度圓柱度 5. 線輪廓度線輪廓度 理論正確尺寸理論正確尺寸是用以確