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1、 4 几何公差及检测 1 加工误差的种类 尺寸误差 形状误差 位置误差 零件表面中峰谷的波长和波高之比大 于1000的不平程度属于形状误差 波长和波高之比一般小于 40 宏观宏观 4 1 概 述 理想轮廓实际轮廓 1 车削形成的形状误差 钻削形成的位置误差 形位误差不仅会影响机械产品的质量 如工作精度 联结强度 运动平稳性 密封性 耐磨性 噪声和使用寿命等 还会影响零件的 互换性 例如 圆柱表面的形状误差 在间隙配合中会使间隙大小分布不 均 造成局部磨损加快 从而降低零件的使用寿命 平面的形状 误差 会减少配合零件的实际接触面积 增大单位面积压力 从 而增加变形 2 要制造完全没有形位误差的零
2、件 既不可能也无必要 因此 为了满足零件的使用要求 保证零件的互换性和制 造的经济性 设计时不仅要控制尺寸误差和表面粗糙度 还必须合理控制零件的形位误差 即对零件规定形状和位 置公差 形位公差的新国家标准 分别为 GB T 1182 2000 形状和位置 公差通则 定义 符号和图样表示法 GB T 1184 2000 形 状和位置公差未注公差值 GB T4249 2000 公差原则 GB T 16671 2000 形状和位置公差最大实体要求 最小实体要求和可 逆要求 及GB1958 80 形状和位置公差检测规定 3 2 零件的几何要素及分类 形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点 线 面
3、统称为几何要素 简称要素 图4 1 几何要素 4 1 按结构特征分 轮廓要素 组成要素 中心要素 导出要素 构成零件外廓 直接为人们所感觉 到的点 线 面各要素 如图4 1所示的圆锥顶点 素线 圆柱面 圆 锥面 端平面 球面等 具有对称关系的轮廓要素的对称中 心的点 线 面 如图4 1所示的球心 轴线等 2 零件的几何要素及分类 geometric element 5 2 按存在状态分 理想要素 实际要素 具有几何学意义的几何的点 线 面 它们不存在任何误差 图样上表示的 要素均为理想要素 零件在加工后实际存在 有误差的要 素 它通常由测得要素来代替 由于 测量误差的存在 测得要素并非该要 素
4、的真实情况 6 3 按检测时的地位分 被测要素 基准要素 图样上给出了形位公差要求的要素 是被检测的对象 零件上用来确定被测要素的方向或位 置的要素 基准要素在图样上都标有 基准符号或基准代号 7 0 05A 基准基准 要素要素 被测被测 要素要素 A 8 4 按功能关系分 单一要素 关联要素 仅对被测要素本身给出形状公差的要素 与零件基准要素有功能要求的要素 即相 对于基准要素有功能要求而给出位置公差的 要素 关联要素关联要素 单一要素单一要素 0 03 A 0 02 A 9 40j6 0 0040 004 0 050 05 A A 形位公差在图样上用形位公差框格 带箭头的指引线形位公差框格
5、 带箭头的指引线和基准基准 符号符号表示 4 2 形位公差的标注 A 10 形位公差框格 规则 水平放置 从左到右 填写 项目符号 公差值及有关符号 基准代号的字母及有关符号 规则 竖直放置 从下到上填写 在框格上方可以有要素数量 尺寸等说明 在框格下方可以作解释说明 11 表4 1 形位公差特征项目和符号 12 有关符号 M 遵循最大实体要求 E 遵循包容要求 50 理论正确尺寸 P 延伸公差带 13 形状公差框 两格 位置公差框 三 五格 0 010 01 0 030 03 A A A M A B s s 0 1 0 1 A A B B L 14 位置公差框格中的内容填写示例 0 03 M
6、CA B 公差框格第三格起填写基准字母时 基准的 顺序在该框格中是固定的 第三格填写第一基准 第四格和第五格填写第二基准和第三基准 与字母在字母表中的顺序无关 15 框格画法 用细实线绘制的长方形边框 并分为两格或多格 框格的高度一般为框格内数字或字母高度的两倍 框格内数字或字母高度 应与图样中尺寸数字的高度相 同 16 17 带箭头的指引线表示法 只有一条指引线与框格相连 指引线为细实线 指引线靠近框格的那一段一定要垂直于框格的 一条边 指引线箭头的方向应是公差带的宽度方向或直 径方向 指引线的弯折点最多两个 18 19 当被测要素为轮廓要素或中心平面 或者被测要素 的检测方向一定时 标注
7、t 例如平面度 圆度 圆 柱度 圆跳动和全跳动公差值的标注 形位公差值表示方法 t t S t 当被测要素为轴线或圆心等中心要素且检测方向为 径向任意角度时 公差带的形状为圆柱或圆形 标注 t 例如同轴度公差值的标注 当被测要为球心且检测方向为径向任意角度时 公 差带为球形 标注 S t 例如球心位置度公差值的标 注 20 当被测要素是轮廓要素轮廓要素时 指引线箭头指引线箭头指在轮廓要素轮廓要素 或其其延长延长线线上 箭头必须明显地与尺寸线错开 0 01 d 0 01 A b 0 1A B 当被测要素是中心要素时 指引线箭头指向该要素该要素的的 尺寸线 并与尺寸线的延长线重合 尺寸线的延长线重
8、合 被测要素的标注 21 0 05A A 0 05 A 0 008 22 基准要素的标注 基准符号 带方框的大写字母用细实线与 黑或白三角形相连 基准代号引向基准要素时 无论基准符号在图面上的方基准代号引向基准要素时 无论基准符号在图面上的方 向如何 其小圆圈中的向如何 其小圆圈中的字母应水平书写字母应水平书写 为了避免混淆和误解 基准所 使用的字母不得采用E F I J L M O P R等九个字母 23 当基准要素为轮廓要素时 轮廓要素时 应把基准符号的粗短横线靠近 于该要素的轮廓线上该要素的轮廓线上 或延长线上或延长线上 并且基准符号的连线 与尺寸线应明显错开 a 靠近轮廓线 b 靠近轮
9、廓线的延长线 d 0 02 B B A 0 05 A 24 当基准要素为中心要素时 基准符号的连线与尺寸线对齐 d2 d1 A 0 05A 对 齐 25 基准要素 被测要素 连线 带箭头的指 引线 基准符号 A A 基准代号 0 05 0 05 A 26 指引线 箭头的位置 箭头和尺寸线 对齐 表示中心要素 箭头和尺寸线 错开 表示轮廓要素 基准的表示方法 细实线和尺寸线对齐 表示中心要素 细实线和尺寸线错开 表示轮廓要素 27 当同一要素有多个公差要求时 只要被测部位和标 注表达方法相同 可将框格重叠 可简化的标注 同一要素有多项要求 28 当多个要素有同一公差要求时 可用一个公差框 自 框
10、格一端引出多根指引线指向被测要素 若要求各被测要 素具有共同的公差带 应在公差框格内公差值后加符号cz 在公差框格上方注明 共面 或 共线 0 02cz 多个要素有同一公差要求 各要素有共同的公差带要求 不同要素有同一要求 29 当结构相同的几个要素有相同的形位公差要求时 只对 其中的一个要素标注出 并在框格上方标明 如4个要 素 则注明 4 或 4槽 等 结构相同的几个要素有相同要求 30 附加标记 限定性规定 31 组合基准 公共基准 由两个或两个以上要素 构成 起单一基准作用 的基准 注意 标注时A B写在同一格中 A B tA BA B AB 0 03 A BA B 32 A B A
11、B C C 33 形状公差是指实际单一要素的形状所允许的变动量 位置公差是指实际关联要素相对于基准的位置所允 许的变动量 用于限制实际要素形状和位置变动的区域 叫做形 位公差带 1 形位公差带的概念 形位公差是实际被测要素对图样上给定的理想形状 理想位置的允许变动量 包括形状公差和位置公差 4 3 形位公差 研究形位公差的一个重要问题是如何限制实际要素的 变动范围 由于实际要素在空间占据一定形状 位置和大 小 必须用具有一定形状 大小 方向和位置的各种空间 或平面区域来限制它 34 除非有进一步的要求 被测要素在公差带内可以 具有任何形状 35 除给定平面内的直线外 通常用于限制圆柱体或圆锥
12、体素线的直线度误差 因为 圆柱的素线是圆柱的纵截面 与圆柱的交线 是属于给定 截面内的一条直线 各项形状公差带 a 给定平面内的直线度公差带 在给定平面内距离为公差值t的两平行直线间的 区域 1 直线度 纵截面 素线 轴线 36 给定平面内的直线度公差带示例 圆锥素线的直线度 37 b 给定方向上的直线度 在给定方向上距离为t的两平行平面之间的 区域 38 c 任意方向上的直线度 直径为公差值t的圆柱面内的区域 39 2 平面度 两平行平面间的区域 40 3 圆度 在垂直于轴线的任意正截面上 半径差为公 差值t的两同心圆之间的区域 41 4 圆柱度 半径差为公差值t的两个同轴圆柱面之 间的区域
13、 42 5 线 面 轮廓度 包络一系列直径为公差值的圆 球 的两包络线 面 之间的区域 诸圆圆心应位于理想轮廓线 面 上 无基准要求的理想轮廓线用尺寸并且加注公差来控制 这 时理想轮廓线的位置是不定的 有基准要求的线轮廓度 其理想轮廓线用理论正确尺寸加注基准来控制 这时理想 轮廓线的位置是唯一确定的 不能移动 43 面轮廓度 44 跳动公差 圆跳动 全跳动 定向公差 平行度 垂直度 倾斜度 定位公差 同轴度 对称度 位置度 2 各项位置公差带 45 1 平行度 给定一个方向 公差带为距离为公差值t 两平行平面之间的区域 且两平面平行于基准平面 直线 轴线 46 平行度 47 平行度 48 平行
14、度 49 给定两个相互垂直的方向 公差带为正截面为公差值t1 t2 四棱柱内的 区域 且四棱柱平行于基准轴线 平行度 50 给定任意方向 公差带为直径为公差值t 圆柱面内的区域 且圆柱 轴线平行于基准轴线 平行度 51 2 垂直度 给定一个方向 公差带为距离为公差值t 两平行平面之间的区域 且两平面垂直于基准平面 直线 轴线 52 垂直度 给定两个相互垂直的方向 公差带为正截面为公差值t1 t2 四棱 柱内的区域 且四棱柱垂直于基准轴线 给定任意方向 公差带为直径为公差值t 圆柱面内的区 域 且圆柱轴线垂直于基准轴线 53 3 倾斜度 给定一个方向 公差带为距离为公差值t 两平行平面之间的区域
15、 且两 平面与基准平面 直线 轴线 倾斜成理论正确角度 54 给定任意方向 公差带为直径为公差值t 圆柱面内的区域 且圆柱轴线与基准轴线倾斜成理论正确角度 P82图4 41 倾斜度 55 给定任意方向 公差带为直径为公差值t 圆柱面内的区域 且圆柱 轴线平行 垂直 倾斜成理论正确角度 于基准轴线 总结 平行度 垂直度 倾斜度 给定一个方向 公差带为距离为公差值t 两平行平面之间的区域 且两平面平行 垂直 倾斜成理论正确角度 于基准平 面 直线 轴线 给定两个相互垂直的方向 公差带为正截面为公差值t1 t2 四棱柱内的区域 且四棱柱平行 垂直 于基准轴线 56 4 同轴度 公差带 直径为t 且与
16、基准轴线同轴的圆柱面内 的区域 57 5 对称度 公差带 距离为公差值t 且相对基准中心平面 或中心线 轴线 对称配置的两平行平面 或直线 之间的区域 58 6 位置度 点的位置度 公差带是直径为t 且以点的理想位 置为中心的圆或球内的区域 59 线的位置度公差带 线的位置度 60 给定任意方向 公差带是直径为公差值t 且以线的理想位置为轴线 的圆柱面内的区域 线的位置度 给定一个方向 公差带是距离为公差值t 且以线的理想位置为中心 对称配置的两平行平面 或直线 之间的区域 给定两个相互垂直的方向 公差带是正截面为公差值t1 t2 且以线的理想位 置为中心对称配置四棱柱内的区域 61 线的位置度 基准 几何图框 62 面的位置度 公差带是距离为公差值t 且以线的理想位置为中 心对称配置的两平行平面之间的区域 63 延伸公差带 64 7 跳动公差 属于定位公差的一种 它是针对特定的测量方法来定义的 圆跳动 全跳动 径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动 径向全跳动 端面全跳动 65 径向圆跳动 公差带 垂直于基准轴线的任一测量 面内 半径差为公差值t 且圆心在 轴线上的两个同心圆之间的区域
