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1、 公差配合与技术测量第10/11讲 形位公差原则及形位公差选择 教学目的教学目的 1.明确形位公差原则的基本概念明确形位公差原则的基本概念 2.掌握形位公差原则的意义及应用掌握形位公差原则的意义及应用 3. 正确选择形位公差项目及精度正确选择形位公差项目及精度 复习：形位公差项目复习：形位公差项目 概述 形位公差的公差带特点及定义 1、定义定义 形位公差 ：是表示零件的形状和其相互间位置的精度要求。 2、形状和位置公差的分类形状和位置公差的分类 形位公差： 形状公差：A：直线度；B：平面度；C：圆度； D：圆柱度； E：线轮廓度；F：面轮廓度。 位置公差：A：定向公差： a:平行度；b:垂直度
2、 c:倾斜度。 B：定位公差： a:同轴度；b:位置度；c:对称度。 C：跳动 ： a:圆跳动；b:全跳动。 形状公差的特点：可将其分成两组形状公差的特点：可将其分成两组 1、直线度、平面度、园度、圆柱度： 特点：都是单一要素；没有基准；公差带位置是浮动的；公差 带方向为形位误差安最小区域法所形成的方向一致。 2、线轮廓度、面轮廓度： 特点：1)、当线、面轮廓度是用来控制形状时，它是单一要素， 没有基准，公差带位置是浮动的。 2)、 当线、面轮廓度是用来控制形状和位置时，它是关联 要素，有基准，公差带位置是固定的。 3)、当线轮廓度是封闭形状时，它是单一要素，没有基准， 公差带位置是固定的。
3、f0.01 0.01 1、定义：直线度是用来 限制被测实际直线形状误差 的一项指标。 2、平面上的直线度公差带是夹 在距离为公差值的两条理想的 平行线之间的区域。 0.04 0.04 3、空间的直线度公差带： 是直径为公差值0.04mm的圆柱面内区域。 f0.01 0.01 1、定义：平面度是用来限制实际平面形状误差的一项指 标。 2、平面度公差带：是距离为公差 值0.01mm的两平行平面间的区域。 1、定义：园度是限制回转体的正截面或过球心的任意截面轮 廓园形状误差的一项指标。 2、公差带是半径差为公差值0.05mm的两同心园之间区 域。 0.05 f0.05 1、定义：圆柱度是综合限制圆柱
4、体正截面和纵截面的 圆柱形状误差的一项指标。 0.05 2、圆柱度公差带：是半径差为公差值0.05mm的两 同 轴圆柱面之间区域。 1、定义：是限制平面曲线形状误差的一项指标。 f0.04 2、其公差带是包络一系列直径为公差值0.04mm的园的两 包络线之间的区域。且圆心在理想轮廓线上。 0.04 0.04 f0.04 1、定义：面轮廓度是限制空间曲面轮廓形状的一项指标。 2、其公差带是包络一系列直径为公差值0.04mm， 的球的两包络面之间的区域，且球心在理想轮廓 面上。 位置公差的分类、特点： 1、定向公差：平行度、垂直度、倾斜度 特点：都是关联要素，有基准，公差带位置都是浮动的， 方向都
5、为框格指引线所指的方向。 2、定位公差：同轴度、对称度、位置度 特点：都是关联要素，有基准，公差带位置都是固定的， 方向都为框格指引线所指的方向。 3、跳动：园跳动、全跳动。 特点：都是关联要素，有基准，公差带位置都是固定的， 方向都为框格指引线所指的方向。 A 0.01 A A f0.01 1、定义：平行度是限制实际要素对基准在 平行方向上的变动量的一项指标。 2、其公差带为距离为公差值0.01mm， 且平行于基准A的两平行平面间区域。 0.01 A A 1、定义：垂直度是限制实际要素对基 准在垂直方向上变动量的一项指标。 2、垂直度的公差带是直径等于公差值 0.01mm，且于基 准垂直的圆
6、柱体内的区域。 0.02 A A 0.02 1、定义：倾斜度是限制实际要素对基 准在倾斜方向上变动量的一项指标。 2、公差带是距离为公差值0.02mm的两平行平面 之间区域，且平行平面与基准成理论正确角度。 0.01 0.01 A A 1、定义：同轴度是限制被测轴线偏离基准轴线的一 项指标。 2、同轴度公差带是直径为公差值 0.01mm，且与基准轴 线同轴的圆柱面内区域。 0.01 A A 基准轴线 辅助平面 1、定义：对称度是限制被测中心要素偏离基准中心要 素的一项指标。 2、对称度的公差带是距离为公差值0.01mm，且相对基准 轴线对称配置的两平行平面之间的区域。 0.01 A B C 4
7、- A B C C B 0.01 1、定义：位置度是限制被测点线面的实际位置对其 理想位置变动量的一项指标。 A 2、线的位置度公差带是直径为公差值 0.01mm，且以 线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。 0.05 0.05 A A 1、定义：园跳动是限制指定测量面内被测要素轮廓园 的跳动的一项指标。 2、是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径差为公差 值0.05mm，且圆心在基准轴线上的两个同心园之间的区域。 1、定义：全跳动是限制整个被测表面跳动的一项指标。 2、公差带是半径差为公差值0.05mm，且于基准轴线同 轴的两圆柱面之间的区域。 基准A-B A-B 0.05 A B 4 4.
8、 .4 4 形位公差与尺寸公差的相关性要求形位公差与尺寸公差的相关性要求 4.4.1 有关公差原则的基本概念 (1)局部实际尺寸(简称实际尺寸da，Da) 图4.16 实际尺寸 图4.17 作用尺寸 (a)轴的作用尺寸 (b)孔的作用尺寸 （2）作用尺寸）作用尺寸 实际尺寸与形位误差综合形成的尺寸，是孔轴 配合时实际起作用的尺寸 1) 体外作用尺寸（dfe，Dfe） 2) 体内作用尺寸（dfi，Dfi） (3)(3)最大实体状态和尺寸最大实体状态和尺寸 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限内并具有实体最 大（即材料最多）时的状态称为最大实体状态(MMC) 最大实体尺寸： 外表面 dM = dm
9、ax 内表面 DM= Dmin (4)(4)最小实体状态和尺寸最小实体状态和尺寸 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限内并具有实体最 小（即材料最少）时的状态称为最小实体状态(LMC) 最小实体尺寸： 外表面 dL = dmin 内表面 DL= Dmax (5)(5)最大实体实效状态和尺寸最大实体实效状态和尺寸 在给定长度上，实际要素处于最大实体状态，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状 态称为最大实体实效状态（MMVC）。 最大实体实效状态下的体外作用尺寸称为最大实体实 效尺寸（MMVS）。 对于外表面，它等于最大 实体尺寸加形位公差值t dMV = dM + t 对于内
10、表面，它等于最大实体尺寸减形位公差值t DMV = DM - t ( (6 6) )最小实体实效状态和尺寸最小实体实效状态和尺寸 在给定长度上，实际要素处于最小实体状态，且其中 心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态称为最小实体实效状态（LMVC）。 最小实体实效状态下的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸（LMVS）。 对于外表面，它等于最小 实体尺寸减形位公差值t dLV = dL - t 对于内表面，它等于最小实体尺寸加形位公差值t DLV = DL+t (7)(7)理想边界理想边界 理想边界是设计时给定的，用于控制实际要 素作用尺寸的极限边界。 1)最大实体边界(MMB) 尺
11、寸为最大实体尺寸 时的理想边界。 2)最大实体实效边界(MMVB) 尺寸为最大实体 实效尺寸时的理想边界。 3)最小实体边界(LMB) 尺寸为最小实体尺寸时 的理想边界。 4)最小实体实效边界(LMVB) 尺寸为最小实体 实效尺寸时的理想边界。 图4.18 最大、最小实体实效尺寸及边界 (a)外表面 (b)内表面 4 4. .4 4. .2 2 独立原则独立原则 被测要素在图样上给出的尺寸公差与形位公差各 自独立、分别满足要求的公差原则称为 独立原则。 独立原则是标注形位公差和尺寸公差相互关系的 基本公差原则。 图4.19 独立原则的标注示例 独立原则主要应用场合： 1）尺寸精度和形位精度要求
12、都较严，且需要分别 满足要求。如齿轮箱体孔，为保证与轴承的配合 性质和齿轮的正确啮合，要分别保证孔的尺寸精 度和孔心线的平行度要求。 2)尺寸精度与形位精度要求相差较大。如印刷机 的滚筒、轧钢机的轧辊等零件。 3）为保证运动精度、密封性等特殊要求，通常提 出与尺寸精度无关的形位公差要求。 其他尺寸公差与形位公差无关的零件。 4 4. .4 4. .3 3 相关要求相关要求 相关要求是指图样上给定的尺寸公差与形位 公差相互关联，用理想边界控制实际要素作用尺 寸的公差原则。它分为包容要求、最大实体要求、 最小实体要求和可逆要求。 (1)包容要求包容要求 包容要求主要用于单一要素，标注时在尺寸极 限
13、偏差或公差带代号之后加注符号 包容要求表示实际要素应遵守最大实体边界 (即要素的体外作用尺寸不得超越其最大实体尺寸)， 其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸，即 E 图4.20 包容要求图解 尺寸公差可以转尺寸公差可以转 化为形位公差化为形位公差 （2）最大实体要求及其可逆要求）最大实体要求及其可逆要求 1)最大实体要求用于被测要素 最大实体要求用于被测要素时，被测要素的形位公差值 是在该要素处于最大实体状态时给定的。当被测要素的实 际轮廓偏离其最大实体状态，即实际尺寸偏离最大实体尺 寸时，允许的形位误差值可以增加，偏离多少，就可增加 多少，其最大增加量等于被测要素的尺寸公差，从而实现 尺寸公差向形位公差转化尺寸公差向形位公差转化。 当被测要素采用最大实体要求时，图样上在形位公差值 后标注 。 最大实体要求用于被测要素时，被测要素应遵守最大实体 实效边界，即要素的体外作用尺寸不得超越最大实体实效 尺寸，且局部实际尺寸在最大与最小实体尺寸之间。即 图4.21 最大实体要求用于被测要素 图4.22 可逆要求用于最大实体要求 形位公差向尺寸公差转化 3)最大实体要求用于基准要素最大实体要求用于基准要素 图样上公差框格中基准字母后标注符号 时，表示最 大实体要求用于基准要素，如图423所示。国家标准规 定，基
