第3章 幾何公差1-2014

上課啦

第3章幾何精度設(shè)計(jì)§3.1零件幾何要素和幾何公差的特征項(xiàng)目§3.2幾何公差在圖樣上的表示方法§3.3幾何公差帶§3.4公差原則§3.5幾何誤差§3.6幾何精度設(shè)計(jì)

第3章幾何精度設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)目的是掌握幾何公差和幾何誤差的基本概念，熟悉幾何公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容，為合理選擇幾何公差打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)要求是掌握幾何公差帶的特征（形狀、大小、方向和位置）以及幾何公差在圖樣上的標(biāo)注；掌握幾何誤差的確定方法；掌握幾何公差的選用原則；掌握公差原則（獨(dú)立原則、相關(guān)要求、最大實(shí)體要求）的特點(diǎn)和應(yīng)用；了解幾何誤差的檢測(cè)原則。重點(diǎn)：1、幾何公差項(xiàng)目的含義及標(biāo)注；

2、幾何公差帶的含義及形狀。難點(diǎn)：1、幾何公差的選擇；

2、公差原則的的分類與應(yīng)用。

第3章幾何精度設(shè)計(jì)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(dòng)公差標(biāo)注》GB/T18780.1—2002《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)幾何要素第1部分：基本術(shù)語(yǔ)和定義》GB/T1184—1996《形狀和位置公差未注公差值》GB/T4249—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)公差原則》、GB/T16671—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)幾何公差最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求》GB/T1785l—1999《基準(zhǔn)和基準(zhǔn)體系》GB/T1958—2004《形狀和位置公差檢測(cè)規(guī)定》

§3.1零件幾何要素和幾何公差的特征項(xiàng)目3.1.1

幾何誤差對(duì)零件使用性能的影響

零件在加工時(shí)，受機(jī)床本身誤差、零件安裝及定位誤差、夾具和刀具誤差、熱處理變形、切削過(guò)程中的振動(dòng)、內(nèi)應(yīng)力、溫度等因素的影響。零件的實(shí)際形狀和位置對(duì)理想形狀和位置都有一定的偏離量，這就幾何誤差。

幾何誤差對(duì)零件使用性能的影響主要有：①影響配合性質(zhì)；②影響工作精度；③影響可裝配性；④影響密封性等其他功能。

軸套的外圓可能產(chǎn)生以下誤差：外圓在垂直于軸線的正截面上不圓（即圓度誤差）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）外圓柱面的軸心線與孔的軸心線不重合（即同軸度誤差）軸套加工后外圓的形狀和位置誤差

3.1.2零件幾何要素及其分類

幾何要素：構(gòu)成機(jī)械零件幾何特征的點(diǎn)、線、面，簡(jiǎn)稱要素。

幾何公差(又稱為形位公差)：是針對(duì)幾何要素的幾何誤差

(以往稱為形位誤差)所規(guī)定的公差。

幾何公差的研究對(duì)象就是構(gòu)成零件幾何特征的幾何要素。由于其狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、地位和功能不同，幾何要素可有多種分類方式：

幾何公差是控制幾何誤差的：t幾何≥f幾何

。

1.按結(jié)構(gòu)特征分類（1）組成要素（輪廓要素）零件的表面、表面上的線或點(diǎn)。

●尺寸要素如具有直徑定形尺寸的孔、軸。

●非尺寸要素如單個(gè)平面。（2）導(dǎo)出要素（中心要素）由一個(gè)或幾個(gè)尺寸要素的對(duì)稱中心得到的中心點(diǎn)、中心線成中心平面。

2.按檢測(cè)關(guān)系分類（1）被測(cè)要素即注有幾何公差的要素，是檢測(cè)的對(duì)象。（2）基準(zhǔn)要素用來(lái)確定被測(cè)要素的方向或位置關(guān)系的要素。同時(shí)，該要素也是被測(cè)要素。

3.按功能關(guān)系分類（1）單一要素注有形狀公差的要素。（2）關(guān)聯(lián)要素注有方向或位置公差的要素。被測(cè)要素基準(zhǔn)要素檢測(cè)關(guān)系單一要素：提出形狀公差要求關(guān)聯(lián)要素：有功能關(guān)系的要素功能關(guān)系組成要素（輪廓要素）導(dǎo)出要素（中心要素）結(jié)構(gòu)特征

幾何要素按結(jié)構(gòu)、地位和功能分類：

4.按存在狀態(tài)分類

(1)實(shí)際要素：實(shí)際組成要素的簡(jiǎn)稱，指由接近實(shí)際組成要素所限定的工件實(shí)際表面的組成要素部分。

(2)提取要素：提取組成要素和提取導(dǎo)出要素的統(tǒng)稱。

提取組成要素指按規(guī)定方法，由實(shí)際組成要素提取有限數(shù)目的點(diǎn)所形成的實(shí)際組成要素的近似替代。提取導(dǎo)出要素指由一個(gè)或幾個(gè)提取組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線或中心面。4.按存在狀態(tài)分類

(1)實(shí)際要素：實(shí)際組成要素的簡(jiǎn)稱。

(2)提取要素：提取組成要素和提取導(dǎo)出要素的統(tǒng)稱。

(3)擬合要素：包括擬合組成要素和擬合導(dǎo)出要素。擬合組成要素指按規(guī)定的方法由提取組成要素形成的并具有理想形狀的組成要素。擬合導(dǎo)出要素指由一個(gè)或幾個(gè)擬合組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線或中心面。

幾何公差的特征項(xiàng)目分為形狀公差、方向公差、位置公差和跳動(dòng)公差四大類，共有19個(gè)。其中，形狀公差特征項(xiàng)目有6個(gè)，沒(méi)有基準(zhǔn)要求；方向公差特征項(xiàng)目有5個(gè)，位置公差特征項(xiàng)目有6個(gè)，跳動(dòng)公差特征項(xiàng)目有2個(gè)，它們都有基準(zhǔn)要求。沒(méi)有基準(zhǔn)要求的線、面輪廓度公差屬于形狀公差，而有基準(zhǔn)要求的線、面輪廓度公差則屬于方向、位置公差。3.1.3幾何公差的特征項(xiàng)目及符號(hào)形狀公差直線度平面度圓度方向公差平行度垂直度傾斜度線輪廓度面輪廓度圓柱度線輪廓度面輪廓度3.1.3幾何公差的特征項(xiàng)目及符號(hào)線輪廓度面輪廓度位置公差跳動(dòng)公差同心度（用于中心點(diǎn)）對(duì)稱度位置度圓跳動(dòng)全跳動(dòng)同軸度（用于軸線）3.1.3幾何公差的特征項(xiàng)目及符號(hào)表幾何公差的分類、特征項(xiàng)目及符號(hào)

公差類型特征項(xiàng)目符號(hào)公差類型特征項(xiàng)目符號(hào)形狀公差方向公差直線度平面度圓度圓柱度線輪廓度面輪廓度平行度垂直度傾斜度線輪廓度面輪廓度同心度（用于中心點(diǎn)）同軸度（用于軸線）對(duì)稱度位置度線輪廓度面輪廓度圓跳動(dòng)全跳動(dòng)位置公差跳動(dòng)公差3.1.3幾何公差的特征項(xiàng)目及符號(hào)

幾何公差帶是用來(lái)限制實(shí)際被測(cè)要素變動(dòng)的區(qū)域。它可以是空間區(qū)域，也可以是平面區(qū)域。只要實(shí)際被測(cè)要素全部落在給定的公差帶內(nèi)，就表明其合格。

幾何公差帶具有形狀、大小、方向和位置等特性。（1）幾何公差帶的形狀取決于被測(cè)要素的幾何形狀、給定的幾何公差特征項(xiàng)目和標(biāo)注形式。（2）幾何公差帶的大小用它的寬度或直徑來(lái)表示，由給定的公差值決定。（3）幾何公差帶的方向和位置則由給定的幾何公差特征項(xiàng)目和標(biāo)注形式確定。3.1.4幾何公差帶的特性

（3）幾何公差帶的方向和位置則由給定的幾何公差特征項(xiàng)目和標(biāo)注形式確定。

1）幾何公差帶的方向指與公差帶延伸方向相垂直的方向，通常指的是被測(cè)要素指引線箭頭所指的方向。因此，幾何公差帶的方向應(yīng)與被測(cè)要素的最小包容區(qū)域一致。對(duì)于位置公差帶，其方向應(yīng)與基準(zhǔn)保持圖樣上給定的幾何關(guān)系。

2）幾何公差帶的位置可分為固定的和浮動(dòng)的兩種。①位置固定的公差帶：對(duì)于位置公差（同軸度、對(duì)稱度和位置度公差），其公差帶的位置相對(duì)于基準(zhǔn)要素是完全確定的，不隨被測(cè)實(shí)際要素的尺寸、形狀及位置的改變而變動(dòng)。②位置浮動(dòng)的公差帶：對(duì)于形狀公差帶（不包括與基準(zhǔn)有確定關(guān)系的輪廓度公差）、方向公差帶，公差帶的位置隨被測(cè)實(shí)際要素有關(guān)尺寸、形狀及位置的改變而變動(dòng)。3.1.4幾何公差帶的特性幾何公差帶的主要形狀

3.1.4幾何公差帶的特性§3.2幾何公差在圖樣上的表示方法

3.2.1幾何公差框格和基準(zhǔn)符號(hào)

1.形狀公差框格形狀公差框共兩格。用帶箭頭的指引線將框格與被測(cè)要素相連。

2.方向、位置和跳動(dòng)公差框格

有三格、四格和五格等幾種。用帶箭頭的指引線將框格與被測(cè)要素相連。

3.基準(zhǔn)符號(hào)對(duì)基準(zhǔn)要素應(yīng)標(biāo)注基準(zhǔn)符號(hào)?；鶞?zhǔn)符號(hào)由一個(gè)基準(zhǔn)方格（這方格內(nèi)寫(xiě)有表示基準(zhǔn)的英文大寫(xiě)字母）和涂黑的（或空白的）基準(zhǔn)三角形，用細(xì)實(shí)線連接而構(gòu)成。

基準(zhǔn)在圖樣上用大寫(xiě)英文字母表示（不采用E、F、I、J、L、M、O、P、R）

3.2.2被測(cè)要素的標(biāo)注方法

1.被測(cè)組成要素的標(biāo)注方法指引線的箭頭應(yīng)置于輪廓線上或它的延長(zhǎng)線線上，并且?guī)Ъ^的指引線必須明顯地與尺寸線錯(cuò)開(kāi)。還可以用帶點(diǎn)的參考線把被測(cè)表面引出來(lái)。

2.被測(cè)導(dǎo)出要素的標(biāo)注方法

指引線應(yīng)與被測(cè)導(dǎo)出要素所對(duì)應(yīng)尺寸要素的尺寸線的延長(zhǎng)線重合?；蛘咧敢€的箭頭與被測(cè)導(dǎo)出要素所對(duì)應(yīng)尺寸要素的尺寸線的箭頭對(duì)齊。

3.指引線箭頭的指向

指引線的箭頭應(yīng)指向幾何公差帶的寬度方向或直徑方向。

4.公共被測(cè)要素的標(biāo)注方法

對(duì)于由幾個(gè)同類要素組成的公共被測(cè)要素，采用一個(gè)公差框格標(biāo)注，在框格中公差值后面加注符號(hào)“CZ”。

3.2.3基準(zhǔn)要素的標(biāo)注方法

1.基準(zhǔn)組成要素的標(biāo)注方法基準(zhǔn)符號(hào)的基準(zhǔn)三角形底邊應(yīng)放置在基準(zhǔn)組成要素（表面或表面上的線）的輪廓線上或其延長(zhǎng)線上，并且放置處必須與尺寸線明顯錯(cuò)開(kāi)。還可以用帶點(diǎn)的參考線把基準(zhǔn)表面引出來(lái)。

2.

基準(zhǔn)導(dǎo)出要素的標(biāo)注方法

基準(zhǔn)符號(hào)的基準(zhǔn)三角形底邊應(yīng)放置在基準(zhǔn)導(dǎo)出要素（軸線、中心平面等）所對(duì)應(yīng)尺寸要素的尺寸線的一個(gè)箭頭上，并且基準(zhǔn)符號(hào)的細(xì)實(shí)線應(yīng)與該尺寸線對(duì)齊。

3.公共基準(zhǔn)的標(biāo)注方法

對(duì)于由兩個(gè)同類要素構(gòu)成而作為一個(gè)基準(zhǔn)使用的公共基準(zhǔn)軸線、公共基準(zhǔn)中心平面等公共基準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)這兩個(gè)同類要素分別標(biāo)注兩個(gè)不同字母的基準(zhǔn)符號(hào)，并且在被測(cè)要素公差框格中用短橫線隔開(kāi)這兩個(gè)字母。

3.2.4幾何公差的簡(jiǎn)化標(biāo)注方法

1.同一被測(cè)要素有幾項(xiàng)幾何公差要求

將這幾項(xiàng)幾何公差要求的幾何公差框格重疊繪出，只用一條指引線引向被測(cè)要素。

2.幾個(gè)被測(cè)要素有同一幾何公差帶要求只使用一個(gè)幾何公差框格，由該框格的一端引出一條指引線，在這條指引線上繪制幾條帶箭頭的連線，分別與這幾個(gè)被測(cè)要素相連。

3.幾個(gè)同型被測(cè)要素有同一幾何公差帶要求結(jié)構(gòu)和尺寸分別相同的幾個(gè)被測(cè)要素有同一幾何公差帶要求時(shí)，可以只對(duì)其中一個(gè)要素繪制公差框格，在該框的上方寫(xiě)明被測(cè)要素的尺寸和數(shù)量。

§3.3幾何公差帶

3.3.1形狀公差帶

1．形狀公差帶形狀公差是指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量，涉及的要素是線和面，包括直線度、平面度、圓度和圓柱度等特征項(xiàng)目。形狀公差帶是限制實(shí)際被測(cè)要素形狀變動(dòng)的一個(gè)區(qū)域。2．形狀公差帶的特點(diǎn)

形狀公差帶只有形狀和大小的要求，而沒(méi)有方向和位置的要求

1.平面度公差帶

公差帶為間距等于公差值t的兩平行平面所限定的區(qū)域。

用于限制被測(cè)實(shí)際平面的形狀誤差

2.直線度公差帶

●在給定平面內(nèi)和給定方向上的公差帶為間距等于公差值t的兩平行直線所限定的區(qū)域。2.直線度公差帶●在給定方向上的公差帶為間距等于公差值t的兩平行平面所限定的區(qū)域。

主要控制面與面交線，即棱線直的程度2.直線度公差帶●在給定平面內(nèi)的公差帶為間距等于公差值t的兩平行直線所限定的區(qū)域。主要控制被測(cè)實(shí)際圓柱面、圓錐面的素線以及量具上刻度線等的直線度2.直線度公差帶

●在任意方向上的公差帶為直徑等于公差值

t的圓柱面所限定的區(qū)域。主要控制被測(cè)實(shí)際圓柱面、圓錐面等的軸線的直線度

3.圓度公差帶公差帶為在給定橫截面內(nèi)，半徑差等于公差值t的兩同心圓所限定的區(qū)域。用于限制回轉(zhuǎn)面徑向截面輪廓的形狀誤差3.圓度公差帶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。t公差帶標(biāo)注1標(biāo)注2

公差帶同心圓的圓心不一定在零件軸線上，因?yàn)閷?duì)實(shí)際輪廓只有圓的要求，而無(wú)位置要求；圓度公差帶的位置是隨圓要素局部實(shí)際直徑在尺寸公差內(nèi)變化而浮動(dòng)；給定公差值為該同心圓的半徑差。0.050.053.圓度公差帶比較直線度與圓度的標(biāo)注直線度與圓度指引線的箭頭應(yīng)指向幾何公差帶的寬度方向