尺寸精度設(shè)計(jì)6

1、 形狀和位置精度設(shè)計(jì)（四）形位公差與尺寸公差的關(guān)系（公差原則）形位公差與尺寸公差的關(guān)系（公差原則）n基本內(nèi)容：公差原則的定義，有關(guān)作用尺寸、邊界和實(shí)效狀態(tài)的基本概念，獨(dú)立原則、包容要求、最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求的涵義及應(yīng)用。n重點(diǎn)內(nèi)容：包容要求、最大實(shí)體要求的涵義及應(yīng)用。n難點(diǎn)內(nèi)容：包容要求、最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求的涵義及應(yīng)用。公差原則的定義n定義：處理尺寸公差和形位公差關(guān)系的規(guī)定。n分類：獨(dú)立原則包容要求最大實(shí)體要求最小實(shí)體要求相關(guān)原則公差原則一、有關(guān)定義、符號(hào)n局部實(shí)際尺寸（Da、da）：實(shí)際要素的任意正截面上，兩對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的距離。n體外（體內(nèi)）作用尺寸n最大（?。?shí)體狀態(tài)（設(shè)計(jì)給定的

2、）n最大（?。?shí)體尺寸n邊界、最大（?。?shí)體邊界n最大（?。?shí)體實(shí)效狀態(tài)（設(shè)計(jì)給定的）n最大（?。?shí)體實(shí)效邊界n最大（小）實(shí)體實(shí)效尺寸體外體內(nèi)體內(nèi)Dada體外體外作用尺寸體外作用尺寸n在被測(cè)要素的給定長(zhǎng)度上，與實(shí)際內(nèi)表面（孔）體外相接的最大理想面，或與實(shí)際外表面（軸）體外相接的最小理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體外作用尺寸，即通常所稱作用尺寸。nDfe=Da-f形位ndfe=da+f形位圖例50-0.025-0.050BA1A2A3A4 0.012局部實(shí)際尺寸和單一要素的體外作用尺寸A1A2A3BG基準(zhǔn)平面9010-0.028-0.013G0.01 G關(guān)聯(lián)體外作用尺寸關(guān)聯(lián)體外作用尺寸圖例圖例關(guān)聯(lián)要素

3、的體外作用尺寸關(guān)聯(lián)要素的體外作用尺寸n是局部實(shí)際尺寸與位置誤差綜合的結(jié)果。是指結(jié)合面全長(zhǎng)上，與實(shí)際孔內(nèi)接（或與實(shí)際孔內(nèi)接（或與實(shí)際軸外接）的最大（或最?。┑睦砼c實(shí)際軸外接）的最大（或最?。┑睦硐胼S（或孔）的尺寸。想軸（或孔）的尺寸。而該理想軸（或孔）必須與基準(zhǔn)要素保持圖樣上給定的功能關(guān)系。 體內(nèi)作用尺寸n在被測(cè)要素的給定長(zhǎng)度上，與實(shí)際內(nèi)表面（孔）體內(nèi)相接的最小理想面，或與實(shí)際外表面（軸）體內(nèi)相接的最大理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體內(nèi)作用尺寸。 nDfi=Da+f形位ndfi=da-f形位最大實(shí)體狀態(tài)（尺寸、邊界）n最大實(shí)體狀態(tài)：實(shí)際要素在給定長(zhǎng)度上具有最大實(shí)體最大實(shí)體時(shí)的狀態(tài)。n最大實(shí)體尺寸：實(shí)際

4、要素在最大實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸。DM=Dmin （孔的最小極限尺寸） dM=dmax ，(軸的最大極限尺寸)n邊界：由設(shè)計(jì)給定的具有理想形狀的極限包容面。n最大實(shí)體邊界：尺寸為最大實(shí)體尺寸的邊界。200-0.03最小實(shí)體狀態(tài)（尺寸、邊界）n最小實(shí)體狀態(tài)：實(shí)際要素在給定長(zhǎng)度上具有最小實(shí)體最小實(shí)體時(shí)的狀態(tài)。n最小實(shí)體尺寸：實(shí)際要素在最大實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸。DL=Dmax （孔的最大極限尺寸） dL=dmin ，(軸的最小極限尺寸)n最小實(shí)體邊界：尺寸為最小實(shí)體尺寸的邊界。最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（尺寸、邊界）最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（尺寸、邊界）n在給定的長(zhǎng)度上，被測(cè)要素處于最大實(shí)體尺寸（DM，dM）且其中心要

5、素的形位誤差等于給出的公差值時(shí)的體外作用尺寸。是一種綜合極限狀態(tài)。n最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體外作用尺寸。 DMV = DM - t形位ndMV= dM+ t形位n最大實(shí)體實(shí)效邊界：尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界。最大實(shí)體實(shí)效尺寸（單一要素）dMV= dM+ t形位=dmax + t形位=20+0.1=20.1最大實(shí)體實(shí)效尺寸（關(guān)聯(lián)要素）dMV= dM+ t形位=dmax + t形位=15+0.02=15.02最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（尺寸、邊界）n在給定長(zhǎng)度上，實(shí)際尺寸要素處于最小實(shí)體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時(shí)的綜合極限狀態(tài)，稱為最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)。n最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸

6、，稱為最小實(shí)體實(shí)效尺寸。DLV=DL t形位 dLV=dL t形位 最小實(shí)體實(shí)效邊界:尺寸為最小實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界。 （一）獨(dú)立原則n定義：圖樣上給定的每一個(gè)尺寸和形狀、位置要求均是獨(dú)立的，應(yīng)分別滿足要求。n標(biāo)注：不需加注任何符號(hào)。300-0.033標(biāo)注00.015獨(dú)立原則的應(yīng)用n應(yīng)用：應(yīng)用較多，在有配合要求或雖無(wú)配合要求，但有功能要求的幾何要素都可采用。適用于尺寸精度與形位精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無(wú)聯(lián)系，保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。n測(cè)量：應(yīng)用獨(dú)立原則時(shí)，形位誤差的數(shù)值一般用通用量具測(cè)量。常用公差原則的應(yīng)用包容要求n定義：實(shí)際要素應(yīng)遵守最大實(shí)體邊界，其局部實(shí)際尺寸不

7、得超過(guò)最小實(shí)體尺寸。n標(biāo)注：在單一要素尺寸極限偏差或公差帶代號(hào)之后加注符號(hào)“ E ”，n應(yīng)用：適用于單一要素。主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。(同時(shí)控制尺寸和形位誤差)n邊界：最大實(shí)體邊界。n公式：fe dM 即，da+f形位dmaxn da L da dmin包容要求標(biāo)注300-0.033E30h7 E包容要求的公差解釋、遵守包容要求的被測(cè)要素，其合格性的判斷 應(yīng)符合： 對(duì)于孔 DfeDM=Dmin DaDmax 對(duì)于軸 dfedM=dmax da dmin、單一要素遵守包容要求時(shí)，圖樣上給出的尺寸公差具有雙重職能，即綜合控制實(shí)際被測(cè)要素的實(shí)際尺寸變動(dòng)量和形位誤差的職能， 在最大實(shí)體邊界

8、內(nèi)，實(shí)際尺寸和形位誤差相互依賴，因此包容要求所允許的形位公差值完全取決于實(shí)際尺寸的大小。 n150 00.04 EdM=150, dL=149.96包容要求應(yīng)用舉例n如圖所示，圓柱表面遵守包容要求。n圓柱表面必須在最大實(shí)體邊界內(nèi)。該邊界的尺寸為最大實(shí)體尺寸20mm，n其局部實(shí)際尺寸在 19.97mm20mm內(nèi)。200-0.03E直線度/mm Da/mm0 20（dM）19.97-0.030.03 0.02-0.02nfe dM 即，da+f形位dmaxnda L da dmin最大實(shí)體要求n定義：控制被測(cè)要素的實(shí)際輪廓處于其最大實(shí)體實(shí)效邊界之內(nèi)的一種公差要求。當(dāng)其實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，允

9、許其形位誤差值超出其給出的公差值，即形位誤差值能得到補(bǔ)償。n標(biāo)注：應(yīng)用于被測(cè)要素時(shí)，在被測(cè)要素形位公差框格中的公差值后標(biāo)注符號(hào)“ M ”；應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí)，應(yīng)在形位公差框格內(nèi)的基準(zhǔn)字母代號(hào)后標(biāo)注符號(hào)“ M ”。n100-0.030.015 M40+0.1 00.1 M A M200+0.033A最大實(shí)體要求標(biāo)注用于被測(cè)要素時(shí)用于被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素時(shí)最大實(shí)體要求的應(yīng)用（被測(cè)要素）n應(yīng)用：適用于中心要素。主要用于只要求可裝配性的零件，能充分利用圖樣上給出的公差，提高零件的合格率。n邊界：最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測(cè)要素，被測(cè)要素遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界。即：體外作用尺寸不得超出最大實(shí)體實(shí)效尺寸，其局部實(shí)際尺

10、寸不得超出最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸。n尺寸公式(外表面)：nfe dMV 即，da+f形位dmax+ t形位n d L a dM dmin da dmax 最大實(shí)體要求應(yīng)用舉例（一）如圖所示，該軸應(yīng)滿足下列要求：n局部實(shí)際尺寸在19.7mm20mm之內(nèi)；n實(shí)際輪廓不超出最大實(shí)體實(shí)效邊界，即其體外作用尺寸不大于最大實(shí)體實(shí)效尺寸dfe dMv=dM+t=20+0.1=20.1mmn當(dāng)該軸處于最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線直線度誤差允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的直線度公差值（0.1mm）與軸的尺寸公差(0.3mm)之和 0.4mm。20 0-0.30.1 M直線度/mm Da/mm19.7 20（dM）

11、 20.1(dMV)0.10.4-0.3-0.20.3最大實(shí)體要求應(yīng)用實(shí)例（二）如圖所示，被測(cè)軸應(yīng)滿足下列要求：n實(shí)際尺寸在11.95mm12mm之內(nèi)；n實(shí)際輪廓不得超出關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效邊界，即關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不大于關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效尺寸dfe dMV=dM+t=12+0.04=12.04mmn當(dāng)被測(cè)軸處在最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線對(duì)A基準(zhǔn)軸線的同軸度誤差允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的同軸度公差（ 0.04 ）與軸的尺寸公差（0.05）之和（ 0.09 ）。12 -0. 0525 -0.05 0.04 M A 00A包容要求與最大實(shí)體要求包容要求包容要求最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求公差原則含義公差原則

12、含義 d dfefeddM=M=d dmaxmax da dL=dmin DfeDM=Dmin DaDL=Dmax邊界尺寸為最大實(shí)體尺寸邊界尺寸為最大實(shí)體尺寸dMDM (dmax，Dmin) dfedMV=dM+t形位形位 dLdadM DfeDMV=DM-t形位形位 DLDaDM邊界尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸邊界尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸 dMV(DMV)dM(DM)t標(biāo)注標(biāo)注單一要素單一要素在尺寸公差帶后加注 E 用于被測(cè)用于被測(cè) 要素時(shí)要素時(shí)在形位公差框格第二格公差值后加 M 用于基準(zhǔn)用于基準(zhǔn) 要素時(shí)要素時(shí)在形位公差框格相應(yīng)的基準(zhǔn)要素后加 M主要用途主要用途用于保證配合性質(zhì)用于保證零件可裝配性軸

13、軸孔孔中心要素 0.008021. 00201 . 004003. 0020A0021. 020圖例采用公差原則邊界及邊界尺寸mm給定的形位公差mm可能允許的最大形位誤差值mma獨(dú)立原則無(wú)0.0080.008b包容要求最大實(shí)體邊界 2000.021c最大實(shí)體要求最大實(shí)體實(shí)效邊界 39.90.10.2例題：例題：abcEM0.1 A 最大實(shí)體要求的兩種特殊應(yīng)用n當(dāng)給出的形位公差值為零時(shí)，則為零形位公差。此時(shí)，被測(cè)要素的最大實(shí)體實(shí)效邊界等于最大實(shí)體邊界，最大實(shí)體實(shí)效尺寸等于最大實(shí)體尺寸。n當(dāng)形位誤差小于給出的形位公差，又允許其實(shí)際尺寸超出最大實(shí)體尺寸時(shí)，可將可逆要求應(yīng)用于最大實(shí)體要求。從而實(shí)現(xiàn)尺寸

14、公差與形位公差相互轉(zhuǎn)換的可逆要求。此時(shí)，在形位公差框格中最大實(shí)體要求的形位公差值后加注“ R ”。GO零形位公差舉例n如圖所示孔的軸線對(duì)A的垂直度公差，采用最大實(shí)體要求的零形位公差。該孔應(yīng)滿足下列要求：n實(shí)際尺寸在 49.92mm 50.13mm內(nèi)；n 實(shí)際輪廓不超出關(guān)聯(lián)最大實(shí)體邊界，即其關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不小于最大實(shí)體尺寸D=49.92mm。n當(dāng)該孔處在最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸應(yīng)與基準(zhǔn)A垂直；當(dāng)該孔尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，垂直度公差可獲得補(bǔ)償。當(dāng)孔處于最小實(shí)體尺寸時(shí)，垂直度公差可獲得最大 補(bǔ)償值0.21mm。AA 0 M50+0.13Home0.08n可逆要求應(yīng)用于最大實(shí)體要求時(shí)，被測(cè)要素的實(shí)際輪

15、廓應(yīng)遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界，當(dāng)其實(shí)際尺寸偏離最大 實(shí)體尺寸時(shí)，允許其形位誤差得到補(bǔ)償，而當(dāng)其形位誤差小于給出的形位公差時(shí)，也允許其實(shí)際尺寸超出最大實(shí)體尺寸，即其尺寸公差值可以增大，這種要求稱之為“可逆的最大實(shí)體要求”，在圖樣上的形位公差框格中的形位公差后加注符號(hào)M R 。可逆要求（最大實(shí)體要求）可逆要求（最大實(shí)體要求）舉例n如圖所示，軸線的直線度公差采用可逆的最大實(shí)體要求，其含義：n當(dāng)軸的實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，其軸的直線度公差增大，當(dāng)軸的實(shí)際尺寸處處為最小實(shí)體尺寸19.7mm，其軸的直線度誤差可達(dá)最大值，為t=0.3+0.1=0.4mm。 n當(dāng)軸的軸線直線度誤差小于給定的直線度公差時(shí)，也允

16、許軸的實(shí)際尺寸超出其最大實(shí)體尺寸，（但不得超出其最大實(shí)體實(shí)效尺寸20.1mm）。故當(dāng)軸線的直線度誤差值為零時(shí)，其實(shí)際尺寸可以等于最大實(shí)體實(shí)效尺寸，即其尺寸公差可達(dá)到最大值Td=0.3+0.1= 0.4mm 。200-0.3 0.1 M Rda直線度19.7mm(dL)20(dM) 20.1(dMV)0.10.40.1Home常用公差原則的應(yīng)用最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素n最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí)，最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí)，基準(zhǔn)要素應(yīng)遵守相應(yīng)的邊界，即其體外作用尺寸偏離其相應(yīng)邊界時(shí)，允許基準(zhǔn)要素在一定的范圍內(nèi)浮動(dòng)。n分：基準(zhǔn)要素本身采用最大實(shí)體要求、基準(zhǔn)要素本身不

17、采用最大實(shí)體要求相關(guān)要求 3、最小實(shí)體要求n定義：控制被測(cè)要素的實(shí)際輪廓處于其最小實(shí)體實(shí)效邊界之內(nèi)的一種公差要求。n標(biāo)注：在被測(cè)要素形位公差框格中的公差值后標(biāo)注符號(hào) L 。應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí)，應(yīng)在形位公差框格內(nèi)的基準(zhǔn)字母代號(hào)后標(biāo)注符號(hào)“ L ”。n應(yīng)用：適用于中心要素。主要用于需保證零件的強(qiáng)度和壁厚的場(chǎng)合。n邊界：最小實(shí)體實(shí)效邊界。即：體內(nèi)作用尺寸不得超出最小實(shí)體實(shí)效尺寸，其局部實(shí)際尺寸不得超出最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸。DLV=DLt形位 內(nèi)表面為“+”，外表面為“-”。最小實(shí)體要求用于被測(cè)要素舉例n如圖所示，該孔應(yīng)滿足下列要求，n實(shí)際尺寸在8mm 8.25mm之內(nèi)；n實(shí)際輪廓不超出關(guān)聯(lián)最小實(shí)

18、體邊界，即其關(guān)聯(lián)體內(nèi)作用尺寸不大于最小實(shí)體實(shí)效尺寸DLV=DL+t=8.25+0.4=8.65mm。n當(dāng)該孔處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線對(duì)A基準(zhǔn)的位置度誤差允許達(dá)到最大值，等于圖樣中給出的位置度公差（ 0.4 ）與孔尺寸公差（0.25 ）之和 0.65mm。80+0。25 0.4 LAA 6位置度Da8.65（DLV）8.25（DL）8（D=DM）0.400.250.650.65形位公差的選擇n基本內(nèi)容：形位公差項(xiàng)目的選擇、公差原則的選擇、形位公差值的選擇、基準(zhǔn)的選擇n基本技能：通過(guò)學(xué)習(xí)形位公差項(xiàng)目、公差原則、形位公差值的選擇，掌握形位精度設(shè)計(jì)的基本方法。n常用典型零件精度設(shè)計(jì)。GO形位公差項(xiàng)目

19、的選擇n應(yīng)充分發(fā)揮綜合控制項(xiàng)目的職能，以減少圖樣上給出的形位公差項(xiàng)目及相應(yīng)的形位誤差檢測(cè)項(xiàng)目。n在滿足功能要求的前提下，應(yīng)選用測(cè)量簡(jiǎn)便的項(xiàng)目。如：同軸度公差常常用徑向圓跳動(dòng)公差代替。不過(guò)應(yīng)注意，徑向圓跳動(dòng)是同軸度誤差與圓柱面形狀誤差的綜合，故代替時(shí)，給出的跳動(dòng)公差值應(yīng)略大于同軸度公差值，否則就會(huì)要求過(guò)嚴(yán)。HOME公差原則的選擇n應(yīng)根據(jù)被測(cè)要素的功能要求，充分發(fā)揮公差的職能和采取該公差原則的可行性、經(jīng)濟(jì)性。n獨(dú)立原則用于尺寸精度與形位精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無(wú)聯(lián)系，保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。n包容要求主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。n最大實(shí)體要求用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配性的場(chǎng)合。n最小實(shí)體要求主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場(chǎng)合。n可逆要求與最大（最?。?shí)體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴(kuò)大了被測(cè)要素實(shí)際尺寸的范圍，提高了效益。在不影響使用性能的前提下可以選用。HOME常用公差原則的應(yīng)用形位公差值的選擇n總的原則：在滿足零件功能的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)的公差值。n