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1、*1CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION1形位公差、配合基本概念*2CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION2公差尺寸公差、配合形状和位置公差*3CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION3尺寸公差、配合公差：根据零件实际功能的要求，对加工后零件要素尺 寸变动的范 围加以限制，允许尺寸的变动量。 基本术语及定义： （1）基本尺寸：设计给定尺寸。 （2）实际尺寸：通过测量所得的尺寸，由于存在测量误差，所以实 际尺寸并非尺寸的真值。 （3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为
2、基数 来确定。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一 个称为最小极限尺寸。 （4）尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差 。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差（孔用代 号ES，轴用代号es表示）；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代 数差称为下偏差（孔用代号EI，轴用代号ei表示）。上下偏差统称 为极限偏差，实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差 。偏差可以为正、负、零。*4CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION4尺寸公差、配合基本术语及定义： （5）尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。公差等于最大极 限尺寸与最
3、小极限尺寸的代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏 差之代数差的绝对值，即公差=| ES- EI|=| es- ei|。 （6）零线：在公差与配合图解（简称公差带图）中，确定偏差的一 条线即零偏差线，零线表示基本尺寸。 （7）尺寸公差带（简称公差带）：在公差带图中，有代表上、下偏 差的两条直线所限定的一个区域。ES EI es ei孔公差带轴公差带零线基本尺寸+ -*5CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION5基本术语及定义： （8）配合：基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系 。 （9）间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差， 此差值为
4、正时是间隙，为负时是过盈。 （10）间隙配合：具有间隙（最小间隙等于零）的配合，此时孔的公 差带在轴的公差带之上。尺寸公差、配合孔公差带轴公差带最大间隙最小间隙孔公差带轴公差带最大间隙最小间隙等于零*6CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION6尺寸公差、配合基本术语及定义： （11）过盈配合：具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合，此时孔 的公差带在轴的公差带之下。轴公差带孔公差带最大过盈最小过盈孔公差带轴公差带最大过盈最小过盈等于零*7CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION7尺寸公差、配合基本术语及定义： （12）过渡配
5、合：可能具有间隙或过盈的配合。此时孔的公差带与轴 的公差带相互交叠。最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙最大过盈最大间隙*8CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION8基本术语及定义： （13）配合公差：允许间隙或过盈的变动量。对间隙配合，等于最大 间隙与最小间隙之代数差的绝对值（间隙公差）；对过盈配合， 等于最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值（即过盈公差）；对 过渡配合等于最大间隙于最大过盈之代数差的绝对值。配合公差 又等于相互配合的孔公差与轴公差之和。尺寸公差、配合*9CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION9公差、偏差区别
6、公差和偏差是两个不同的概念，不能混淆。 公差代表制造精度的要求，反映加工的难易 程度，基本尺寸相同时，公差值越大，加工 越容易。而偏差表示某一尺寸偏离基本尺寸 的多少，与加工的难易程度无关，公差值是 不为零的绝对值，而偏差值为代数值，可为 正、负或零，公差用于控制尺寸的变动范围 ，极限偏差用于控制实际偏差。*10CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION10形状和位置公差 基本术语及定义： 要素：构成零件几何特征的点、线、面。 1、要素按结构特征分类 轮廓要素：指构成零件外形的点、线、面各要素，例如球面、圆 锥面、圆柱面、环状平面和圆锥面、圆柱面的素线以及圆锥
7、顶点 。 中心要素：指轮廓要素对称中心所表示的点、线、面各要素，例 如圆柱面的轴线、球面的球心。 2、要素按存在状态分类 理想要素：指具有几何学意义的要素，即几何的点、线、面。它 们不存在任何误差。 实际要素：零件上实际存在的要素。在评定形位误差时，通常一 侧的要素代替实际要素。 3、要素按检测关系分类 被测要素：指图样上给出了形状公差或（和）位置公差的要素， 是检测的对象。*11CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION11基本术语及定义： 基准要素：用来确定被测要素方向或（和）位置的要素。4、要素按功能关系分类 单一要素：作为单一基准使用的单个要素。 关联
8、要素：指对基准要素有功能关系而给出位置公差的要素。5、基准目标：为构成基准体系的各基准平面而在要素上指定的点、线、 面。 (不同于卡特的基准目标）当基准目标为点时，用“X”表示。 当基准目标为线时，用双点划线 表示，并在棱边上加“X”。当基准目标为局部表面时,用双点划线绘出 该局部表面的图形,并画上与水平成45度的细实线。形状和位置公差*12CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION12形状和位置公差卡特的基准目标 （1）在图纸上，基准点常用字母“X”、 “ Y”、 “ Z”来表示，一般地 ， “X”基准点是三个， “ Y”基准点是两个， “ Z”基准点是一个
9、。在 视图上可以看得见的基准点是用一个上半部分有网状线的圆圈来表 示，在圆的下半部分标有一个代表此基准点的字母和其编号。(2)若基准点处在视图上不可见的位置上时,就用斜虚线或虚圆来表示 。*13CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION13形状和位置公差形状公差:直线度 平面度 圆度 圆柱度线轮廓度 面轮廓度定位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*14CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION14公差原则的基本术语及定义： （1）作用尺寸和关联作用尺寸 v 由于实际要素存在形状误差，还可
10、能存在位置误差，因此不能 单从实际尺寸来判断实际要素与实际要素之间的配合性质或装 配状态。例如，孔、轴配合20H7 (0+0.021)h6(-0.013 0)属于 最小间隙为零的间隙配合，但实际孔与实际轴的装配是否间隙 配合，不能单从它们的实际尺寸的大小来判断。如下图：加工 后孔具有正确的形状，且实际尺寸处处皆为20mm，形状和位置公差*15CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION15而轴的实际尺寸虽然处处也为20mm，且横截面的形状正确，但 是存在轴线直线度误差（这相当于轴的轮廓尺寸增大，若孔存在 轴线直线度误差，则相当于孔的轮廓尺寸减小）。因此，上述实
11、际孔和实际轴的装配，不是“零碰零”的间隙配合，而是有过盈的 配合。为了保证指定的孔和轴配合性质，就应同时考虑其实际尺 寸和形状误差的影响，他们的综合结果用某种包容实际孔或实际 轴的理想面的直径（或宽度）来表示，该直径（或宽度）称为作 用尺寸（对于实际尺寸和位置误差的综合结果，则称为关联作用 尺寸）。 v 作用尺寸：单一要素的作用尺寸简称作用尺寸MS。如下图，轴 的作用尺寸MSs是指假想在配合面的全长，与实际轴1外接的最小 理想孔2的尺寸；孔的作用尺寸MSh 是指假想在配合面的全长上 ，与实际孔3内接的最大理想轴4的尺寸。形状和位置公差*16CATERPILLAR PRODUCTION SYST
12、EM DIVISION16v 关联作用尺寸：关联要素的作用尺寸简称关联作用尺寸MSr 。 轴的关联作用尺寸MSrs 是指假想在配合面的全长上，与实际轴 外接的最小理想孔的尺寸，而该理想孔必须与基准保持图样上 给定的几何关系（下图所示最小理想孔K必须垂直于基准平面G ）。孔的关联作用尺寸MSrh 是指假想在配合面的全长上，与实 际孔内接的最大理想轴的尺寸，而该理想轴必须与基准保持图 样上给定的几何关系。 形状和位置公差*17CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION17（2）、最大实体状态(MMC)和最大实体尺寸（MMS)：最大实体 状态是指实际要素在尺寸公差范
13、围内，具有材料量最多的状态 。如:最大的孔径，最小的轴径。实际要素在最大实体状态下的 极限尺寸称为最大实体尺寸。轴（包括凸台等外表面）的最大 实体尺寸MMSs 为最大极限尺寸dmax ，孔（包括槽等内表面）的 最大实体尺寸MMSh 为最小极限尺寸Dmin 。形状和位置公差*18CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION18（3）、最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸(LMS)：尺寸要素 包含了在其给定尺寸限值之内得最少材料量时的状态,如:最大的 孔径，最小的轴径。实际要素在最小实体状态下的极限尺寸称 为最小实体尺寸。轴（包括凸台等外表面）的最小实体尺寸 LMS
14、s 为最小极限尺寸dmin ，孔（包括槽等内表面）的最小实体 尺寸LMSh为最大极限尺寸Dmax 。 （4）、实效状态和实效尺寸：时效状态VC是指实际要素处于最大 实体状态（具有最大实体尺寸），且其对应中心要素的形状误 差或位置误差等于给出的形位公差时的状态（图样上该形位公 差的数值后面标注了符号） 。此状态下的作用尺寸（或关联作 用尺寸）称为是小尺寸。单一和关联要素的是小尺寸分别用VS 和VSr表示。 v 单一要素的实效尺寸是最大实体尺寸与形状公差的综合结果， 公式如下：对于轴（包括凸台等外表面）：实效尺寸VSs=最大极限尺寸dmax +带 的形状公差值t （ 1）形状和位置公差MM*19C
15、ATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION19对于孔(包括槽等内表面)：实效尺寸VSh =最小极限尺寸Dmin -带 的形状公差值t （2） v 关联要素的实效尺寸是最大实体尺寸与位置公差的综合结果，公 式如下：对于轴（包括凸台等外表面）：实效尺寸VSrs=最大极限尺寸dmax +带 的形状公差值t （ 3） 对于孔(包括槽等内表面)：实效尺寸VSrh =最小极限尺寸Dmin -带 的形状公差值t （4） （5）、理想边界：设计时，为了控制被测要素的实际尺寸和形位误 差的综合结果，需要对该综合结果规定允许的极限。这极限用理 想边界的形式表示。理想边界是设计给定的具有理想形状的极限 圆柱面或两平行平面。单一要素的理想边界没有方向或位置的约 束，而关联要素的理想边界应与基准保持图样上给定的几何关系 。对于被测内表面（孔）来说，它的边界相当于一个具有理想形 状的外表面（轴）；对于被测外表面（轴）来说，形状和位置公差MMM*20CATERPILLAR PRODUCTION SYSTEM DIVISION20它的边界相当于一个具有理想形状的内表面（孔）。该极限圆柱 面的直径或两平行平面的宽度称为边界尺寸。根据设计要求，可以给出两种不同的边界，即最大实体边界 和实效边界。当要求被测要素遵守某种理想边界时，该被测要素 的实际轮廓不得超出这理想边界，作用尺寸或关
