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1、测量技术-形位公差 数控08202 精密系 孙重阳 办公室：2405 2013/3/15 精密系 孙重阳 第四章 形状和位置公差及检测 学 习 指 导 本章学习目的是掌握形位公差和形位误差的 基本概念，熟悉形位公差国家标准的基本内 容，为合理选择形位公差打下基础。学习要 求是掌握形位公差带的特征（形状、大小、 方向和位置）以及形位公差在图样上的标注 ；掌握形位误差的确定方法；掌握形位公差 的选用原则；掌握公差原则（独立原则、相 关要求）的特点和应用；了解形位误差的检 测原则。 2013/3/15 精密系 孙重阳 轴套的外圆可能产生以下误差： 外圆在垂直于轴线的正截面上 不圆（即圆度误差） 外圆
2、柱面上任一素线（是外圆 柱面与圆柱轴向截面的交线） 不直（即直线度误差） 外圆柱面的轴心线与孔的轴心 线不重合（即同轴度误差） 轴套 加工后外圆的形状和位置误差加工后外圆的形状和位置误差 加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零 件几何特征的点、线、面的实际形状或 相互位置，与理想几何体规定的形状和 相互位置还不可避免地存在差异，这种 形状上的差异就是形状误差，而相互位 置的差异就是位置误差，统称为形位误 差 第一节第一节 概述概述 2013/3/15 精密系 孙重阳 形位误差对零件使用性能的影响如下： 1）影响零件的功能要求）影响零件的功能要求 2）影响零件的配合性质）影响零件的配合性质 3）影响
3、零件的互换性）影响零件的互换性 现行国家标准主要有：现行国家标准主要有： GB/T 11821996形状和位置公差形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示法通则、定义、符号和图样表示法 GB/T 11841996形状和位置公差形状和位置公差 未注公差值未注公差值 GB/T 42491996公差原则公差原则 GB/T 166711996形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和最大实体要求、最小实体要求和 可逆要求可逆要求 GB133191991形状和位置公差形状和位置公差 位置度公差位置度公差 2013/3/15 精密系 孙重阳 一、形位公差的研究对象 形位公差的研究对象：
4、几何要素 构成零 件几何特征的点、线、 面统称为几何要素(简 称要素) 2013/3/15 精密系 孙重阳 1.理想要素与实际要素（按存在的状态分 ） 理想要素具有几何意义的要素。 (2) 实际要素零件上实际存在的要素，即加工后得到的要素。 2轮廓要素与中心要素（按结构特征分） 轮廓要素组成轮廓的点、线、面。 (2) 中心要素与轮廓要素有对称关系的点、线、面。 3被测要素与基准要素（按检测关系分） (1)被测要素给出了形状或(和)位置公差的要素，即需要研究和测量 的要素。 (2)基准要素用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。理想的基准 要素称为基准。 4单一要素和关联要素（按功能要求分） (
5、1)单一要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素。 (2)关联要素对其它要素有功能关系的要素。 2013/3/15 精密系 孙重阳 二、形位公差的特征和符号 2013/3/15 精密系 孙重阳 1公差框格的标注 (1) 第一格 形位公差特征的符号。 (2) 第二格 形位公差数值和有关符号。 (3) 第三格和以后各格 基准字母和有关符号。规定不得采用 E、F、I、J、L、M、O、P和R等九个字母。 三、形位公差的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。无法 采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明，但应做到 内容完整，用词严谨。
6、图图4-10 形位公差框格形位公差框格 2013/3/15 精密系 孙重阳 2被测要素的标注被测要素的标注 用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，指引线的箭头指向被 测要素，箭头的方向为公差带的宽度公差带的宽度方向。指引线必须从一端的中间位置。指引线必须从一端的中间位置 引出。引出。 2013/3/15 精密系 孙重阳 (1)当被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应指在该要素 的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开。 4mm 图4-12 轮廓要素的标注 被测要素的主要标注方法： 2013/3/15 精密系 孙重阳 (2) 当被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐，
7、当箭头与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头不允 许直接指向中心线。 图4-13 中心要素的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (3) 当被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭头应与圆锥体直径尺 寸线(大端或小端)对齐必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线， 并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度尺寸 标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线。 图4-14 圆锥体轴线的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (4) 当多个被测要素有相同 的形位公差(单项或多项)要 求时，可以在从框格引出的 指引线上绘制多个指示箭头， 并分别与被测要素相连；用 同一公差带控制几
8、个被测要 素时，应在公差框格上注明 “共面”或“共线”。 A B 0.03 A-B 共面 0.10 图4-15 多要素同要求的简化标注 图4-16多处要素用同一公差带时的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (5) 当同一个被测要素有多项形位公差要求，其标注方法 又是一致时，可以将这些框格绘制在一起，并引用一根指 引线。 A A 图4-17 同一要素多项要求的简化标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 3基准要素的标注基准要素的标注 无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母 均应水平书写 A B C 图4-18 基准符号 2013/3/15 精密系 孙重阳 (1) 当基准要素为轮廓线
9、和表面时，基准符号应置于该要素 的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺寸线错开。基准 符号标注在轮廓的引出线上时，可以放置在引出线的任一侧， 但基准符号的短线不能直接与公差框格相连。 A A B 图4-19 轮廓基准要素的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (2) 当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的 点时，基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐；见图4- 20a；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线的 一个箭头； B A C 图4-20 中心基准要素的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (3)当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时，则按图4-21所示 方法标注。 A
10、 B A B4/7.5 GB145-85 A B4/7.5 GB145-85 图4-21 中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 (4) 任选基准的标注任选基准的标注 上下表面均可做基准，已先加工的表面为基准。 图4-22 任选基准的标注 0.03 A A 2013/3/15 精密系 孙重阳 2形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差 的最大允许值。 形位公差带具有的四个特征形状、大小、方向和位置。 1）形状 2）大小 3）方向 4）位置 四、形位公差和形位公差带的特征 1形位公差是指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。
11、2013/3/15 精密系 孙重阳 第二节、形状公差与公差带 被测要素：为直线、平面、圆和圆柱面。 形状公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能控 制被测要素形状误差的大小。 1直线度 其被测要素是直线要素。 1）在给定平面内 t 0.1 形状公差形状公差 是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。 形状公差带形状公差带 是限制单一实际被测要素变动的区域，零件实际要素在 该区域内为合格。 2013/3/15 精密系 孙重阳 2）在给定方向上 公差带定义：其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。 棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值0.02mm的两平行平面内。 公差带 标注
12、 2013/3/15 精密系 孙重阳 3）在任意方向上 公差带定义：任意方向上的直线度在公差值前加注“ ”，公差 带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。 被测圆柱体d的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱面内。 t 公差带 标注 说明：当箭头与尺寸线相连时，表示被测要素是轴线、对说明：当箭头与尺寸线相连时，表示被测要素是轴线、对 称轴或对称轴。当箭头不与尺寸线相连时，表示被测要素称轴或对称轴。当箭头不与尺寸线相连时，表示被测要素 就是零件表面。就是零件表面。 2013/3/15 精密系 孙重阳 2平面度平面度 其被测要素是平面要素。 公差带定义：平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间
13、的区域。 图b：被测表面必须位于距离为公差值t的两平行平面内。 标注 t 公差带 图b 2013/3/15 精密系 孙重阳 3圆度圆度 公差带： 在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公 差值t的两同心圆之间。 公差带 标注1 标注2 2013/3/15 精密系 孙重阳 4圆柱度圆柱度 公差带： 被测圆柱面必须位于半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间。 t 公差带 标注 2013/3/15 精密系 孙重阳 二、轮廓度公差与公差带 理论正确尺寸理论正确尺寸是用以确定被测要素的理想形状、 方向、位置的尺寸。它仅表达设计时对被测要素的理想 要求，故该尺寸不附带公差，标注时应围以框格，而该 要
14、素的形状、方向和位置误差则由给定的形位公差来控 制。 公差带定义公差带定义：线轮廓度公差带是包络一系列直径为 公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆圆心应位于理 想轮廓线上。如下图。 2013/3/15 精密系 孙重阳 练习 比较下图所示销轴的三种形位公差带的区别 2013/3/15 精密系 孙重阳 无基准要求 有基准要求 轮廓度公差带 2013/3/15 精密系 孙重阳 第三节 位置公差 位置公差位置公差是指关联实际要素的位置对基准 要素所允许的变动全量。 位置公差带位置公差带是限制关联实际要素变动的区 域，被测实际要素位于此区域内为合格，区域的大 小由公差值决定。 2013/3/15 精密系 孙重阳 一、基准 基准基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。 1)单一基准单一基准由一个要素建立的基准称为单一基准。 2) 组合基准组合基准(公共基准公共基准)由两个或两个以上的要素所建立的一个 独立基准称为组合基准或公共基准。 0.05 A-B A B 图4-2单一基准 图4-3组合基准 2013/3/15 精密系 孙重阳 3)基准体系基准体系(三基面体系三基面体系)由三个相互垂直的 平面所构成的基准体系 90 90 A 90 B C 图4-4三基面体系 2013/3/15 精密系 孙重阳 二、定向公差与公差带 定向公差是指关联实际要素对基准要素在方向上 允许的变动全量。
