形状与位置精度讲解

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1、 第四章:形状和位置精度 4.1 概述 4.2 形位公差的图样表示 4.3 形位公差及其公差带 4.4 形位精度设计 完工后的机器零件除了要规定尺寸精度外， 还必须要规定形状和位置精度。因为零件在加工 过程中，由于机床、刀具和加工工艺等因素的不 完善会使被加工零件产生形状和位置误差。 4.1 概述 4.1.1 形位误差 4.1 概述 蜗杆和蜗轮轴线的垂直度将影响它们的啮合质 量，加快齿面磨损。 4.1 概述 因此，必须对零件的形位误差加以控制，在图 样上合理的规定形状和位置公差（简称形位公差） 形位公差的主要标准： GB/T1182-1996 通则、定义、符号和图样表示法 GB/T1184-1

2、996 未注公差值 GB/T17851-1999基准和基准体系 GB/T13319-2003位置度公差 GB/T1958-2004 形状和位置公差 检测规定 4.1.2 形位公差 4.1 概述 2008年，国家又颁布了新的形位公差标准。 GB/T1182-2008 产品几何技术规范( GPS ) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注 代替： GB/T 1182-1996 形状和位置公差 通则、符号和图样表示法 代替： GB/T17851-1999 基准和基准体系 4.1 概述 形位公差的最新标准： GB/T17851- 2008 产品几何技术规范( GPS ) 几何公差 基准和基准体系 按

3、结构特征分： 轮廓要素（组成要素） 中心要素（导出要素） 按存在状态分： 实际要素、理想要素 分类 1、形位公差研究的对象 几何要素：构成零件几 何特征的点、线、面。 4.1 概述 按所处地位分： 被测要素、基准要素 按功能关系分： 单一要素、关联要素 4.1 概述 形状公差形状公差 直线度 平面度 圆 度 圆柱度 形状或位形状或位 置公差置公差 线轮廓度 面轮廓度 位置位置 公差公差 定向 定位 跳动 平行度 垂直度 倾斜度 同轴度 对称度 位置度 圆跳动 全跳动 2、形位公差的项目及符号 4.1 概述 注意：形状公差为单一要素，无基准； 轮廓度公差可为单一或关联要素，有或无基准； 位置公差

4、为关联要素，一般均有基准。 新标准公差类型 n形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、 线轮廓度、面轮廓度 n方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、 面轮廓度 n位置公差：同轴度、同心度、对称度、位置度 线轮廓度、面轮廓度 n跳动公差：圆跳动、全跳动 4.1 概述 3、形位公差带 形位误差是实际被测要素对理想被测要素的变 动量，形位公差带就是限制几何要素变动的区域。 形位公差带具有大小、形状、方向和位置的特征 。形位公差带特征完全相同的两项形位公差，即使项 目名称不同，其设计要求则是完全相同的。 4.1 概述 （2）公差带的形状： 被测要素的形状 设计要求 取决于 公差带形状常见有九种：

5、 （1）公差带的大小：取决于公差值 4.1 概述 公差值为宽度或直径 t t t t t t s t t t （3）公差带的方向 4.1 概述 宽度方向：为 被测要素的 法向。另有 说明除外。 长度方向：形状公差带可以浮动； 定向（方向）公差带的由基准确定。 （4）公差带的位置 形状和定向（方向）公差带位置可以浮动； 定向（位置）公差带的由基准及理论正确尺寸确定。 4、形位误差的评定 形位公差带是用来限制实际被测要素变动的 几何区域，因此合格的实际被测要素必须处在该 区域内。 形位误差值用最小包容区域的宽度或直径表 示。最小包容区域是与形位公差带形状、位置、 方向相同、包容实际被测要素且具有最

6、小宽度或 直径的区域。 4.1 概述 2 f2 3 f3 1 f 最小包容区域与形 位公差带的形状、 方向或位置是相同 的。区别在于最小 包容区的大小是形 位误差，而公差带 的大小是形位公差 。可见形位公差带 不仅体现了对被测 要素的设计精度要 求，也是评定形位 误差的依据。 4.1 概述 4.2 形位公差的图样表示 在零件图上，形位精度有两种表达形式： 1、无需在图样上注出形位公差： 当形位精度要求不高 ，一般制造精度可以满足要求时，采用未注形位公差(形 位公差的一般公差)； 2、将形位公差用框格注出：对于功能要求较高的几何 要素，其形位公差应在图样上采用框格标注，特殊情况也 可以在技术要求

7、中使用文字说明。 如计数器壳体、齿轮轴等 采用形位公差框格表示法进行图样标注时， 主要标注三部分内容：框格、被测要素和基准 要素。 4.2.1 形位公差框格和基准符号 框格 0.05 A 0.05 A 正确 错误！ 0.05 A 0.05 A 4.2 形位公差的图样表示 基准符号 4.2 形位公差的图样表示 新标准基准符号 基准字母必须正写 4.2 形位公差的图样表示 取消 含 义义符号示 例含 义义符号示 例 只许中间向 材料内凹下 （） 只许从左 至右减小 只许中间向 材料外凸起 （） 只许从右 至左减小 表44 限制实际被测要素形状的符号 此表取消！ 4.2 形位公差的图样表示 4.2.

8、2 被测要素的标注方法 注意：当被测要素为轮廓要素 时， 箭头必须明显地与尺寸线错开。 1、被测轮廓要素的标注 4.2 形位公差的图样表示 4.2 形位公差的图样表示 “全周”符号并不包 括整个工件，只包 括由轮廓线和公差 标注所表示的各表 面. 限制性的规定 : 全周标注的规定 : 注意：被测要素为中心要素（轴 线、 中心平面、球心等）时，箭 头应与该要素所对应轮廓要素的 尺寸线 对齐 。 2 、被测中心要素的标注 4.2 形位公差的图样表示 箭头代替尺寸线 箭头对齐圆锥 大端尺寸线 4.2 形位公差的图样表示 3、被测要素为多个要素 多个要素要求相同时，用一个框格即可。 4.2 形位公差的

9、图样表示 4.2 形位公差的图样表示 要求多个被测要素位于同一公差带内时（公共要素）， 新老标准注法不同。 老标准新标准 4.2 形位公差的图样表示 4.2 形位公差的图样表示 新 标 准 老 标 准 4.2 形位公差的图样表示 取消了（图7-4） 用字母表示被测 要素的方法 4.2 形位公差的图样表示 4、被测要素有多项公差要求 4.2.3 基准要素的标注方法 1、基准轮廓要素的标注方法 粗短线对准轮廓线或延长线上， 并且 与尺寸线明显错开 4.2 形位公差的图样表示 4.2 形位公差的图样表示 2、基准中心要素的标注方法 基准符号的细实线必 须与该尺寸线对齐 4.2 形位公差的图样表示 4

10、.2 形位公差的图样表示 3、基准要素为对称要素 此注法取消！ 4.2 形位公差的图样表示 图4-12 4、基准体系的标注 4.2 形位公差的图样表示 5、公共基准 的标注 4.2 形位公差的图样表示 形位公差标注中应注意的事项 被测要素标注时应注意： n指引线应与框格垂直，框格应水平或垂直； n被测若为中心要素，箭头要对齐尺寸线 n被测若为轮廓要素，箭头要错开尺寸线 ； n公差带是圆及圆柱，公差值前应加 ； n对形状公差，框格中没有基准； 基准要素标注时应注意： 基准若为中心要素，符号对齐尺寸线； 基准若为轮廓要素，符号错开尺寸线； 字母要大写、正写，E I J L M O P R F 不能

11、作基准 4.2 形位公差的图样表示 4.3.1 形状公差带 形状公差:单一要素的形状对其理想要素 允许的变动量。 形状公差共有四种：直线度、平面度、圆度、圆柱度 4.3 形位公差及其公差带 1、直线度 直线度公差用于控制轮廓直线和轴线的形状误差. 直线度公差种类 平面直线 空间直线 给定平面内的直线度 给定一个方向的直线度 给定两个方向的直线度 任意方向上的直线度 给定平面内直线度公差 标注含义：上表面的素 线在铅垂面内的直线度 公差为0.01mm。 0.01 公差带是距离为公差 值0.01的两平行直线 之间的区域。 4.3 形位公差及其公差带 直线度测量方法 给定一个方向的直线度 公差带是距

12、离为公差 值 t的两平行平面之 间的区域。 标注含义：棱线在铅垂 方向上的直线度公差为 0.02mm。 0.02 4.3 形位公差及其公差带 给定互相垂直两个方向的直线度 公差带是两对给定方向 上距离分别为公差值 0.01和0.02的两平行平 面之间的区域。 0.01 0.02 0.01 0.02 标注含义：棱线在铅垂 方向上直线度公差为 0.01，在水平方向上直 线度公差为0.02。 4.3 形位公差及其公差带 任意方向上的直线度 公差带是直径为公差值 0.04的圆柱面内的区 域。 0.04 标注含义：d中心 线的直线度公差为 0.04mm。 4.3 形位公差及其公差带 2、平面度 公差带是

13、距离为公差 值0.08的两平行平面 之间的区域 0.08 标注含义：零件上 表面的平面度公差 为0.08mm 4.3 形位公差及其公差带 0.03 3.圆度 公差带是垂直于轴线的 任一正截面上半径差为 公差值0.03的两同心圆 之间的区域。 标注含义：圆柱面的圆度公 差为0.02mm 圆锥面的圆度 公差为0.03mm 注意箭头方向 4.3 形位公差及其公差带 4、圆柱度 公差带是半径差为公 差值0.01的两同轴圆柱 面之间的区域。 标注含义： d圆柱面的 圆柱度公差为0.01mm。 0.01 公差值前勿加 4.3 形位公差及其公差带 0.08 4.3 形位公差及其公差带 形状公差带的特点：没有

14、基准， 公差带只有形状 和大小的要求，而没有方位的要求，即方位可以 浮动。 补充知识：基准的种类与体现 基准 是用来确定被测要素方位的参考对象。 1. 单一基准 2.公共基准 基准的种类 4.3 形位公差及其公差带 3、基准体系：由两个或三个基准共同确定被测要 素的方位。 4.3 形位公差及其公差带 加工后的零件，实际基准都存在一定的形状误 差，不宜直接使用实际基准要素作为基准，通常 用形状足够精确的表面模拟体现 以轮廓平面为基准 用平板模拟基准 基准的体现 4.3 形位公差及其公差带 以内孔轴线为基准 用心轴模拟体现 以外圆轴线为基准用V形块模拟体现 4.3 形位公差及其公差带 4.3.2、

15、轮廓度公差带 轮廓度包括: 线轮廓度被测要素为曲线 面轮廓度被测要素为曲面 轮廓度的功能 : 控制被测要素形状无基准 控制被测要素位置有基准 4.3 形位公差及其公差带 0.04 0.04 1、线轮廓度 4.3 形位公差及其公差带 2、面轮廓度 4.3 形位公差及其公差带 4.3.3、定向（方向）公差带 根据被测要素与基准要素的形状可分为： 面对面、面对线、线对面、线对线 4.3 形位公差及其公差带 定义：关联被测要素对基准要素在规定方向上允许 的变动量。 项目：平行度、垂直度、倾斜度（轮廓度） 1、平行度 功能：用于控制被测要素与基准要素成0夹角 面对面的平行度 0.05 标注含义：上表面对

16、下表 面的平行度公差为0.05mm 检测 4.3 形位公差及其公差带 公差带图 面对线的平行度 标注含义：上表面对D 孔中心线的平行度公差为 0.03mm 4.3 形位公差及其公差带 公差带图 线对面的平行度 标注含义： D中心线对 下表面的平行度公差为 0.03mm 0.03 4.3 形位公差及其公差带 公差带图 线对线在任意方向上的平行度 0.06 标注含义：D1中心线对D2中 心线的平行度公差0.06mm 4.3 形位公差及其公差带 公差带图 标注含义： D1中心线对D2中 心线在铅垂方向和水平方向上的 平行度公差分别为0.1m和0.2mm 线对线在两垂直方向上的平行度 0.1 0.2 4.3 形位公差及其公差带 公差带图 功能：用于控制被测要素与基准要素成90度夹角 2、垂直度 面对线的垂直度 0.08 标注含义：右端面对d1中 心线的垂直度公差为0.08mm 4.3 形位公差及其公差带