第三講形位公差

1、尺寸誤差l幾何形狀誤差l相互位置誤差l表面粗糙度加 工 誤 差形位誤差不僅會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量（如工作精度、聯(lián)接強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、密封性、耐磨性、噪聲和使用壽命等），還會(huì)影響零件的互換性。 無論基準(zhǔn)符號(hào)在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母要水平書寫。 l如果對(duì)被測(cè)要素任意局部范圍內(nèi)的公差要求，應(yīng)將該局部范圍的尺寸（長(zhǎng)度、邊長(zhǎng)或直徑）標(biāo)注在形位公差值的后面，用斜線相隔。 l如僅對(duì)要素的某一部分提出公差要求，則用粗點(diǎn)劃線表示其范圍，并加注尺寸。l同理，如要求要素的某一部分作為基準(zhǔn)，該部分也應(yīng)用粗點(diǎn)劃線表示并加注尺寸 l當(dāng)被測(cè)要素為視圖上的整個(gè)外輪廓線（面）時(shí)，應(yīng)采用全周符號(hào)。 l如要求在公差帶內(nèi)進(jìn)一步

2、限定被測(cè)要素的形狀，則應(yīng)在公差值后面加注符號(hào)。 直線度公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想直線的允許變動(dòng)全量。用來控制圓柱體的素線、軸線、平面與平面的交線誤差 。l在給定平面上的直線度 l在給定方向上的直線度 l任意方向上的直線度 直線度誤差的測(cè)量?jī)x器有刀口尺、水平儀、自準(zhǔn)直儀等刀口尺：與被測(cè)要素直接接觸，從漏光縫的大小判斷 直線度誤差?？障遁^大時(shí)可用塞尺測(cè)量。水平儀測(cè)量：將水平儀放在橋板上，先調(diào)整被測(cè)零件，使被測(cè)要素大致處于水平位置，然后沿被測(cè)要素按節(jié)距移動(dòng)橋板進(jìn)行連續(xù)測(cè)量 。 圖解法和計(jì)算法(示例4-1）解：解：1. 選定h0=0，將各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)依次累加，即得到各點(diǎn)相應(yīng)的統(tǒng)一坐標(biāo)值hi，如表所列。

3、以測(cè)點(diǎn)的序號(hào)為橫坐標(biāo)值，以hi為縱坐標(biāo)值，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，并將相鄰點(diǎn)用直線連接；所得折線即是實(shí)際直線的誤差曲線，如圖所示。平面度公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)理想平面的允許變動(dòng)全量，用來控制被測(cè)實(shí)際平面的形狀誤差。 實(shí)際平面必須位于間距為公差值0.1mm的兩平行平面間區(qū)域內(nèi)。 平面度公差帶是距離為公差值t的兩平行平面間的區(qū)域。平面度測(cè)量?jī)x器有平晶（a）、平板和帶指示表的表架（b）、水平儀、自準(zhǔn)直儀和反射鏡等。 圓度公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)理想圓的允許變動(dòng)全量。用來控制回轉(zhuǎn)體表面（如圓柱面、圓錐面、球面等）正截面輪廓的形狀誤差。 被測(cè)圓柱面任一正截面的輪廓必須位于半徑差為公差值0.02mm的兩同心圓間區(qū)域內(nèi)。

4、 圓度公差帶是在同一正截面上半徑差為公差值t的兩同心圓間的區(qū)域。 圓度誤差測(cè)量?jī)x器有圓度儀、光學(xué)分度頭、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或帶計(jì)算機(jī)的測(cè)量顯微鏡、V形塊和帶指示表的表架、千分尺及投影儀等 。 用轉(zhuǎn)軸式圓度儀測(cè)量的工作原理見圖4-20。測(cè)量時(shí)將被測(cè)零件安置在量?jī)x工作臺(tái)上，調(diào)整其軸線與量?jī)x回轉(zhuǎn)軸線同軸。記錄被測(cè)零件在回轉(zhuǎn)一周內(nèi)截面各點(diǎn)的半徑差，繪制出極坐標(biāo)圖，最后評(píng)定出圓度誤差。 圓柱度公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)理想圓柱所允許的變動(dòng)全量。用來控制被測(cè)實(shí)際圓柱面的形狀誤差。 被測(cè)圓柱面必須位于半徑差為公差值0.05mm兩同軸圓柱面間的區(qū)域內(nèi)。 圓柱度公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面間的區(qū)域。 圓柱度公差可

5、以對(duì)圓柱表面的縱、橫截面的各種形狀誤差進(jìn)行綜合控制，如正截面的圓度、素線的直線度、過軸線縱向截面上兩條素線的平行度誤差等。 圓柱度誤差的測(cè)量，可在圓度測(cè)量基礎(chǔ)上，測(cè)頭沿被測(cè)圓柱表面作軸向運(yùn)動(dòng)測(cè)得。 定向最小區(qū)域是與公差帶形狀相同，具有確定的方向，并滿足最小條件的區(qū)域。 定向公差用來控制面對(duì)面、面對(duì)線、線對(duì)面和線對(duì)線的平行度誤差。 包括： 被測(cè)要素分為：直線和平面 被測(cè)和基準(zhǔn)之間關(guān)系：線對(duì)線、線對(duì)面、面對(duì)線、面對(duì)面 公差帶的特點(diǎn)：a相對(duì)于基準(zhǔn)有確定的方向。 b具有綜合控制被測(cè)要素的方向和形狀的能力。 面對(duì)面的平行度公差帶為距離為公差值t、且平行于基準(zhǔn)的兩平行平面間的區(qū)域。 線對(duì)面的平行度公差帶為

6、距離為公差值t、且平行于基準(zhǔn)的兩平行平面間的區(qū)域。 面對(duì)線的平行度公差帶為距離為公差值t、且平行于基準(zhǔn)的兩平行平面間的區(qū)域。 測(cè)量的儀器有平板和帶指示表的表架、水平儀、自準(zhǔn)直儀、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。 傾斜度公差用來控制面對(duì)線、線對(duì)線、面對(duì)面和線對(duì)面的傾斜度誤差，只是將理論正確角度從0或90變?yōu)?90的任意角。 圖樣標(biāo)注時(shí)應(yīng)將角度值用理論正確角度標(biāo)出。 1. 定向公差用來控制被測(cè)要素相對(duì)于基準(zhǔn)保持一定的方向（夾角為0、90或任意理論正確角度）。 2. 定向公差帶具有綜合控制定向誤差和形狀誤差的能力。因此，在保證功能要求的前提下，對(duì)同一被測(cè)要素給出定向公差后，不需再給出形狀公差，除非對(duì)它的形狀精度提出

7、進(jìn)一步要求。定位公差為關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)具有確定位置的理想要素所允許的變動(dòng)全量。用來控制點(diǎn)、線或面的定位誤差。理想要素的位置由基準(zhǔn)及理論正確尺寸（角度）確定。公差帶相對(duì)于基準(zhǔn)有確定位置。 圓柱面（圓錐面）的軸線可能發(fā)生平移、傾斜、彎曲，或同時(shí)發(fā)生，同軸度是控制軸線間的同軸程度。同軸度公差帶為直徑為t、且軸線與基準(zhǔn)軸線重合的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 同軸度測(cè)量?jī)x器有圓度儀、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、V形塊和帶指示表的表架等。 用來限制軸線或中心面偏離基準(zhǔn)直線或中心平面的一項(xiàng)指標(biāo)，即控制被測(cè)要素對(duì)基準(zhǔn)的對(duì)稱度誤差。理想要素的位置由基準(zhǔn)確定。對(duì)稱度公差帶是距離為公差值t，中心平面（或中心線、軸線）與基準(zhǔn)中心要素（中心平

8、面、中心線或軸線）重合的兩平行平面（或兩平行直線）之間的區(qū)域。 對(duì)稱度誤差測(cè)量?jī)x器有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、平板和帶指示表的表架等。 位置度公差用于控制被測(cè)點(diǎn)、線、面的實(shí)際位置對(duì)其理想位置的位置度誤差。理想要素的位置由基準(zhǔn)及理論正確尺寸確定。根據(jù)被測(cè)要素的不同，可分為點(diǎn)的位置度、線的位置度及面的位置度。 GB 1331991形狀和位置公差位置度公差規(guī)定了形狀和位置公差中位置度公差的標(biāo)注方法及其公差帶。位置度公差帶對(duì)理想被測(cè)要素的位置是對(duì)稱分布的。 位置度公差具有極為廣泛的控制功能。原則上，位置度公差可以代替各種形狀公差、定向公差和定位公差所表達(dá)的設(shè)計(jì)要求，但在實(shí)際設(shè)計(jì)和檢測(cè)中還是應(yīng)該使用最能表達(dá)特征的項(xiàng)

9、目。 l 點(diǎn)的位置度 公差帶是直徑為公差值t（平面點(diǎn)）或St（空間點(diǎn)），以點(diǎn)的理想位置為中心的圓或球面內(nèi)的區(qū)域。 l 線的位置度 任意方向上的線的位置度公差帶是直徑為公差值t，軸線在線的理想位置上的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 l 成組要素的位置度1此位置度公差并未標(biāo)注基準(zhǔn)，因此，其幾何圖框?qū)ζ渌氐奈恢檬歉?dòng)的。成組要素的幾何圖框：確定一組理想被測(cè)要素之間和（或）它們與基準(zhǔn)之間正確幾何關(guān)系的圖形。 位置度公差不僅適用于零件的單個(gè)要素，而且適用于零件的成組要素。l 成組要素的位置度2此位置度公差標(biāo)注了基準(zhǔn)，因此，其幾何圖框?qū)ζ渌氐奈恢檬枪潭ǖ摹?. 定位公差用來控制被測(cè)要素相對(duì)基準(zhǔn)的定位誤差。公差帶

10、相對(duì)于基準(zhǔn)有確定的位置。2. 定位公差帶具有綜合控制定位誤差、定向誤差和形狀誤差的能力。因此，在保證功能要求的前提下，對(duì)同一被測(cè)要素給出定位公差后，不再給出定向和形狀公差。除非對(duì)它的形狀或（和）方向提出進(jìn)一步要求，可再給出形狀公差或（和）定向公差。 跳動(dòng)公差為關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周或連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)所允許的最大變動(dòng)量?？捎脕砭C合控制被測(cè)要素的形狀誤差和位置誤差。跳動(dòng)公差是針對(duì)特定的測(cè)量方式而規(guī)定的公差項(xiàng)目。跳動(dòng)誤差就是指示表指針在給定方向上指示的最大與最小讀數(shù)之差。 圓跳動(dòng)公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)理想圓的允許變動(dòng)量，其理想圓的圓心在基準(zhǔn)軸線上。測(cè)量時(shí)被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周，指示表

11、指針無軸向移動(dòng)。根據(jù)允許變動(dòng)的方向，圓跳動(dòng)可以分為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和斜向圓跳動(dòng)三種。 徑向圓跳動(dòng)公差帶是在垂直于基準(zhǔn)軸線的任一測(cè)量平面內(nèi)、半徑差為圓跳動(dòng)公差值t，圓心在基準(zhǔn)軸線上的兩同心圓之間的區(qū)域。 l 徑向園跳動(dòng)端面圓跳動(dòng)公差帶是在以基準(zhǔn)軸線為軸線的任一直徑的測(cè)量圓柱面上、沿其母線方向?qū)挾葹閳A跳動(dòng)公差值t的圓柱面區(qū)域。 l 端面園跳動(dòng)斜向圓跳動(dòng)公差帶是在以基準(zhǔn)軸線為軸線的任一測(cè)量圓錐面上，沿其母線方向?qū)挾葹閳A跳動(dòng)公差值t的圓錐面區(qū)域。 l 斜向園跳動(dòng)取各截面（測(cè)量圓柱面上）跳動(dòng)誤差的最大值作為該零件的徑向（端面）圓跳動(dòng)誤差。 l 園跳動(dòng)測(cè)量通常用端面圓跳動(dòng)控制端面對(duì)基準(zhǔn)軸線的垂直度誤

12、差。例外，當(dāng)實(shí)際端面為中凹或中凸，端面圓跳動(dòng)誤差為零時(shí)，端面對(duì)基準(zhǔn)軸線的垂直度誤差并不一定為零。 全跳動(dòng)公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)理想回轉(zhuǎn)面的允許變動(dòng)量。 測(cè)量時(shí)被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線連續(xù)回轉(zhuǎn)，指示表指針同時(shí)作軸向移動(dòng)。根據(jù)允許變動(dòng)的方向，全跳動(dòng)可以分為徑向全跳動(dòng)、端面全跳動(dòng)兩種。 徑向全跳動(dòng)公差帶是半徑差為公差值t、以基準(zhǔn)軸線為軸線的兩同軸圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 l 徑向全跳動(dòng) 徑向全跳動(dòng)公差帶與圓柱度公差帶形狀是相同的，但徑向全跳動(dòng)公差帶與圓柱度公差帶形狀是相同的，但由于徑向全跳動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)便，一般可用它來控制圓柱度誤差，由于徑向全跳動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)便，一般可用它來控制圓柱度誤差，即代替圓柱度公差。即代替圓柱

13、度公差。 端面全跳動(dòng)公差帶是距離為全跳動(dòng)公差值t、且與基準(zhǔn)軸線垂直的兩平行平面之間的區(qū)域 。 l 端面全跳動(dòng) 端面全跳動(dòng)的公差帶與端面對(duì)軸線的垂直度公差帶是相同的，兩者控制位置誤差的效果也是一樣的，對(duì)于規(guī)定了端面全跳動(dòng)的表面，不再規(guī)定垂直度公差。 端面全跳動(dòng)誤差是被測(cè)表面繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動(dòng)的連續(xù)回轉(zhuǎn)的同時(shí)，指示表做平行（垂直）于基準(zhǔn)軸線的直線移動(dòng)的整個(gè)測(cè)量過程中指示表的最大讀數(shù)差。 l 全跳動(dòng)測(cè)量特點(diǎn)：1）公差帶相對(duì)于基準(zhǔn)軸線有確定的位置 2）可綜合控制被測(cè)要素的位置、方向和形狀4跳動(dòng)公差區(qū)分：1）徑向圓跳動(dòng)公差帶和圓度公差帶2）徑向全跳動(dòng)公差帶和圓柱度公差帶3）端面全跳動(dòng)公差帶和平面度公

14、差帶零件的形位誤差對(duì)機(jī)器、儀器的正常使用有很大的零件的形位誤差對(duì)機(jī)器、儀器的正常使用有很大的影響，同時(shí)也會(huì)直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與制造影響，同時(shí)也會(huì)直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與制造成本。成本。因此正確合理地選擇形位公差，對(duì)保證機(jī)器的功能因此正確合理地選擇形位公差，對(duì)保證機(jī)器的功能要求、提高經(jīng)濟(jì)效益十分重要。要求、提高經(jīng)濟(jì)效益十分重要。形位公差設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：形位公差設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括： 合理選用公差原則；合理選用公差原則； 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征、功能關(guān)系、檢測(cè)條件以及根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征、功能關(guān)系、檢測(cè)條件以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的要求，選擇形位公差項(xiàng)目；有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的要求，選擇形位公差項(xiàng)目； 根

15、據(jù)零件的功能和精度要求、制造成本等，確定根據(jù)零件的功能和精度要求、制造成本等，確定形位公差值；形位公差值； 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行圖樣標(biāo)注。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行圖樣標(biāo)注。 1. 根據(jù)零件的幾何特征選擇公差項(xiàng)目。 零件加工誤差出現(xiàn)的形式，與零件幾何特征有密切聯(lián)系。舉例：圓柱形零件、平面零件、凸輪類零件、，階梯軸、孔、鍵槽等。2. 根據(jù)零件的功能要求選擇公差項(xiàng)目。 形位誤差對(duì)零件的功能有不同的影響，一般只對(duì)零件功能有顯著影響的誤差項(xiàng)目才規(guī)定合理的形位公差。選擇公差項(xiàng)目應(yīng)考慮以下幾個(gè)主要方面： 1）保證零件的工作精度 2）保證聯(lián)接強(qiáng)度和密封性 3）減少磨損，延長(zhǎng)零件使用壽命 3. 根據(jù)形位公差的控制功能選擇形位公

16、差項(xiàng)目 各項(xiàng)形位公差的控制功能各不相同，有單一控制項(xiàng)目，也有綜合控制項(xiàng)目,選擇時(shí)應(yīng)充分考慮它們之間的關(guān)系。 應(yīng)該盡量減少圖樣的形位公差項(xiàng)目，充分發(fā)揮綜合控制項(xiàng)目的功能。 4. 充分考慮檢測(cè)的方便性 檢測(cè)方法是否簡(jiǎn)便，將直接影響零件的生產(chǎn)效率和成本，所以，在滿足功能要求的前提下，盡量選擇檢測(cè)方便的形位公差項(xiàng)目。 5.確定形位公差項(xiàng)目還應(yīng)參照有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 例如:與滾動(dòng)軸承相配合孔、軸的形位公差項(xiàng)目，在滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定；單鍵、花鍵、齒輪等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有關(guān)形位公差也都有相應(yīng)要求和規(guī)定。選擇時(shí)應(yīng)遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，使設(shè)計(jì)、工藝、裝配和檢驗(yàn)基準(zhǔn)一致。 從加工、檢測(cè)的要求?？紤]，盡可能選擇在夾具、檢具

17、中定位的要素作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以保證加工精度，減小測(cè)量誤差，簡(jiǎn)化夾具與檢具的設(shè)計(jì)。 1）圓度、圓柱度公差等級(jí)分為0級(jí)，l、2、12級(jí)（共13級(jí)），其中0級(jí)最高。2）其余各項(xiàng)形位公差都分為l12級(jí)。 3）位置度公差沒有劃分公差等級(jí)，它的公差通過計(jì)算確定。經(jīng)化整按附表選擇公差值。 形位公差值選用的原則是，在滿足零件功能要求的前提下，應(yīng)該盡可能選用較低的公差等級(jí)，并考慮加工的經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)及剛性等具體問題。 形位公差值決定了形位公差帶的寬度或直徑，是控制零件制造精度的直接指標(biāo)。應(yīng)合理確定形位公差值，以保證產(chǎn)品功能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低制造成本。 1.計(jì)算法2.類比法按類比法確定形位公差值時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 形位公差各項(xiàng)目數(shù)值大小關(guān)系。 在滿足功能要求的前提下，考慮加工的難易程度、測(cè)量條件等，應(yīng)適當(dāng)降低12級(jí)。1)確定與標(biāo)準(zhǔn)件相配合的零件形位公差值，不但要考慮形位公差國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，還應(yīng)遵守有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 1. 對(duì)未注直線度、平面度、垂直度、對(duì)稱度和圓跳動(dòng)各規(guī)定了H、K、L三個(gè)公差等級(jí)。采用規(guī)定的未注公差值時(shí)，應(yīng)在標(biāo)題欄或技術(shù)要求中注出公差等級(jí)代號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，如“GBT 1184-