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1、1,形位公差简介,2,形状和位置公差,教学目的： 使现场质检人员对机械加工常用形位公差的概念，及其在现场生产中的应用有更加明确的认识，以此提高质检的专业技能。 教学重点： 各种形、位公差的公差带定义，及其在生产中的应用。 教学难点： 各形、位公差的理解，公差原则（侧重最大实体原则）。,3,由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的 相对运动不正确、夹紧力和切削力引起的工件变形、工件的内 应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。,各种形状和位置误差都将会对零件的装配和使用性能产生 不同程度的影响。,因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸 公差和表面粗糙度要求以外，还
2、须对零件规定合理的形状和 位置公差。,由于时间关系，本简介重点是如何读懂图上的形位公差。,4,形状和位置公差,一、形状和位置公差在制造中作用 零件加工后，其表面、轴线、中心对称平面等的实际和位置相对于所要求的理想形状和位置，不可避免地存在着误差，此误差是由于机床精度、加工方法等多种因素形成的。这种误差叫做形状和位置误差。简称形位误差。一个零件的形状和位置误差越大，其形成和位置精度越低；反之，则越高。,5,二、要素,1 定义 要素是指零件上的特征部分 点、线、面。 任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。,形位公差研究对象就是要素，即点、线、面。,6,类型 2.1 按存在的状态分：
3、实际要素 Real Feature 零件加工后实际存在的要素(存在误差)。,实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到 的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。,理想要素 Ideal Feature 理论正确的要素(无误差)。,在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用 实线(可见)或虚线(不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。,每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。,测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。,7,2.2 按结构特征分： 轮廓(实有)要素 Integral Feature 表面上的点、线或面。,中心(导出)要素 Derived F
4、eature 由一个或几个轮廓(组成) 要素得到的中心点(圆心或球心)、中心线(轴线)或中心面。,8,2.3 按所处的地位分： 被测要素 Features of a part 图样上给出了形位公差要求的要素，为测量的对象。 基准要素 Datum Feature 零件上用来建立基准并实际起基准作用的实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）。,被测要素在图样上一般通过带箭头的指引线与形位公差框格 相连；基准要素在图样上用基准符号表示。,基准要素 基准,9,2.4 按结构性能分： 单一要素 Individual Feature 具有形状公差要求的要素。,功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂
5、直、平 行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。,关联要素 Related Feature 与其它要素具有功能关系的要素。,10,2.5 按与尺寸关系分： 尺寸要素 Feature of Size 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸 确定的几何形状。,尺寸要素可以是圆柱形、球形或两平行对应面等。,非尺寸要素(本人定义) 没有大小尺寸的几何形状。,非尺寸要素可以是表面、素线。,上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个要素在不 同的场合，它的名称会有不同的称呼。,表面,11,形状和位置公差,三、形位公差的符号及代号 形位公差项目的符号 标准规定形状和位置公差共有14个项目，其中形状公差四个
6、项目，形状或位置公差（轮廓公差）两个项目，位置公差三种八个项目。各个公差项目的名称和符号如表所示。 形位公差的项目和符号,12,形状和位置公差,13,形状和位置公差,形位公差代号,14,四、基准要素的标注 1 符号(GM标准规定字母I、O和Q不用，我国GB标准还要多) GM新标准(ISO) GM A-91 标准 我国GB标准,2 与基准要素的连接（GM 新标准与我国GB 标准相同） a) 基准要素是轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上(但必须与尺寸线明显地分开)。见下图,A,A,A,15,b) 基准要素是中心要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐。,16,五、 基准,1 定义
7、基准 与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个几何理 想要素(如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。,模拟基准要素 在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面。,在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差。,17,模拟基准 要素是基准的 实际体现。,18,2 类型 单一基准 一个要素做一个基准；,组合(公共)基准 二个或二个以上要素做一个基准；,典型的例子为公共轴线做基准。,基准体系 由二个或三个独立的基准构成的组合；,19,3 三基面体系 Datum Reference Frame 三个相互垂直的理想(基准)平面构成的空间直角坐标系。见下图
8、,20,A. 板类零件三基面体系,用 三 个 基 准 框 格 标 注,21,B. 盘类零件三基面体系,虽然，还余下一个自由度，由于该零件对于基准轴线 M 无定向要求，即该零件加工四个孔时，可随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。,用 二 个 基 准 框 格 标 注,22,在左图中可发现该 盘类零件的基准框格采 用了三格，这是因为该 零件对基准轴线V有方 向要求。而从定位原理 上讲基准 U、V 已构成 了基准体系。 基准W是一个辅助 基准平面（不属于基准 体系）。,23,由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。 对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零 件，只
9、要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。,在实际工作中，大量接触到的三基面体系原理为一面二销 见图25。,上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量， 在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调基准框 格的数量多少。,图 25,24,基准目标 Datum Target 用于体现某个基准而在零件上指定的 点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标和面目标。,1. 点目标可用带球头的圆柱销体现； 2. 线目标可用圆柱销素线体现； 3. 面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端 面或不规则形状块的端面体现。,基准目标的位置必须用理论正确尺寸表示。面目标还应标注其表面的大小尺寸。,25,图
10、26,示例：,用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。,26,顺序 基准体系中基准的顺序前后表示了不同的设计要求 。见下图,强调4孔轴线 与A轴线平行,27,六、公差带,1. 定义 公差带 实际被测要素允许变动的区域。 它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。,2. 四大特征 形状、大小、方向、位置 A 形状 Form 公差带形状主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。 不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。下面按公差特征项目逐一进行介
11、绍。,当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。,28,直线度 1.在给定平面内对直线提出要求的公差带： 距离为公差值 t 的一对平行直线之间的区域，只要被测直线不超出该区域即为合格。,两组相互垂直的两平行平面,两平行平面,若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行 直线。,29,说明： 实际直线在公差带内即为合格，被测要素与基准无关，公差带可以随被测要素浮动。,t,直线度,合格！,30,公差带是距离为公差值 t 的两平行平面之间的区域，只要被测平面不超出该区域即为合格。被测要素与基准无关，公差带可以随被测要素浮动。,0.01,t,合格！,平面度,31,公差带是在同一正截面
12、上，半径差为公差值 t 的两同心圆之间的区域。,50h7,0.005,t,圆度,32,被测圆柱面任一正截面上的圆周位于半径差为公差值 t 的两同心圆之间即为合格。此时，可以认为被测圆周圆度误差值（圆度误差带的半径差）f小于等于公差值t。,圆 度,t,合格！,33,公差带是半径差为公差值 t 的两同轴圆柱面之间的区域，只要被测圆柱面位于半径差为公差值 t 的两同轴圆柱面之间即为合格。,50h7,0.01,t,圆柱度,34,圆柱度公差带是半径差为公差值 t 的两个同轴圆柱面之间的区域，与半径无关。,圆柱度,t,t,35,圆柱度,t,t,合格！,圆柱度公差带是半径差为公差值 t 的两个同轴圆柱面之间
13、的区域，与半径无关。,36,0.04,A,R,A,公差带是包络一系列直径为公差值 t 的两包络线之间的区域，诸圆心位于具有理论正确几何形状的曲线上。被测轮廓线应位于该区域内。,线轮廓度,37,线轮廓度,在平行于图样所示投影面的任一截面上，被测轮廓线必须位于包络一系列直径为公差值 t 的圆且圆心位于具有理论正确几何形状的曲线上的两包络线之间。,A,R,合格！,38,面轮廓度,0.04,A,SR,A,公差带是包络一系列直径为公差值 t 的球的两包络面之间的区域，诸球心位于具有理论正确几何形状的曲面上。被测轮廓面应位于该区域内。,39,面轮廓度,A,SR,公差带是包络一系列直径为公差值 t 的球的两
14、包络面之间的区域，诸球心位于具有理论正确几何形状的曲面上。被测轮廓面应位于该区域内。,40,面轮廓度,A,SR,合格！,公差带是包络一系列直径为公差值 t 的球的两包络面之间的区域，诸球心位于具有理论正确几何形状的曲面上。被测轮廓面应位于该区域内。,41,0.01,A,A,t,公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。,合格！,平行度,42,平行度,公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。,0.01,A,A,30H7,t,合格！,43,公差带是距离为公差值 t 且垂直于基准直线的两平行平面之间的区域。,0.01,A,A,30h6,50h7,t,
15、合格！,垂直度,44,垂直度,公差带是距离为公差值 t 且垂直于基准平面的圆柱面内的区域。,0.01,A,30h6,A,t,合格！,45,公差带是距离为公差值 t 且与基准平面成一给定理论正确角度的两平行平面内的区域。,0.06,A,A,45,45,t,合格！,倾斜度,46,倾斜度,公差带是距离为公差值 t 且与基准平面成一给定理论正确角度的两平行平面内的区域。,0.06,A,A,45,45,t,不合格！,47,公差带是直径为公差值 t 的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴。,0.04,A,A,30h6,50h7,t,合格！,同轴度,48,同轴度,公差带是直径为公差值 t 的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与
