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1、互换性与测量技术,作者：郑建中,责任编辑：张明 出版日期：2009年9月 IDPN：308-2009-081 课件章数：10,第4章 形位公差与检测,. 基本概念 . 形位公差与误差 . 形位误差的检测 . 形位公差与尺寸公差的关系 . 形位公差的选择,4.1 基本概念,4.1.1 几何要素 .按结构特征分 （） 轮廓要素 （） 中心要素,.按存在状态分 （） 实际要素 （） 理想要素 .按功能关系分 （） 单一要素 （） 关联要素,4.1.2 形位公差的特征、符号和标注 （一） 公差特征及符号,（二） 形位公差的标注方法,4.2 形位公差与误差,4.2.1 形状公差与公差带 形状公差是指图样
2、中被测要素的实际形状所允许的最大变动范围。形状公差带是限制单一实际要素变动的一个区域。,4.2.2 轮廓度公差与公差带 轮廓度包括线轮廓度和面轮廓度。线轮廓度是指对非圆曲线形状误差的要求，是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。面轮廓度是指对曲面形状误差的要求，是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标。,4.2.3 位置公差带定义及标注示例 位置公差带是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。各项公差带定义及标注示例见表- 。,4.3 形位误差的检测,4.3.1 最小条件 .直线度,.平面度,.圆度,.圆柱度,.位置误差,4.3.2 检测原则 GBT 中规定了 种检测原则，这 种原则
3、的次序是固定的，在检测方案中用数字 至 表示。 种检测原则编号的名称及示例见表- 。,4.3.3 各类要素的体现和建立 .被测要素的体现 （） 以采样点获得被测要素 （） 以模拟方法体现被测要素,.理想要素的体现 .基准要素的建立和体现 （） 基准要素的建立,基准线的建立,基准轴线的建立,基准中心线的建立,公共基准轴线的建立,单一基准平面的建立,基准中心平面的建立,公共基准平面的建立,公共基准中心平面,是由实际表面建立三基面体系,由实际轴线建立三基面体系,由实际中心面建立三基面体系,.检测方案 GBT 附录中给出了各项形位误差的检测方案，并给予编号，如- ，表示第 种检测原则，第 种方法。这个
4、编号用于设计图样中需指定检测方法时，标注在公差框格下方。,4.4 形位公差与尺寸公差的关系,在同一被测要素上既有尺寸公差又有形位公差时，确定尺寸公差与形位公差之相互关系的原则称为公差原则。,4.4.1 有关术语及定义 .局部实际尺寸（简称实际尺寸da ，Da ） .体外作用尺寸（dfe ，Dfe ） .体内作用尺寸（dfi ，Dfi ）,.最大实体状态、尺寸、边界 dM dmax ， DM Dmin .最小实体状态、尺寸、边界 dL dmin ， DL Dmax .最大实体实效状态、尺寸、边界 dMV dM t DMV DM t .最小实体实效状态、尺寸、边界 dLV dL t DLV DL
5、t,第4章 形位公差与检测,4.4.2 独立原则 独立原则是指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。,4.4.3 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有关。它分为包容要求、最大实体要求、最小实体要求和可逆要求。可逆要求不能单独采用，只能与最大实体要求或最小实体要求一起应用。,（一） 包容要求 在图样上，单一要素的尺寸极限偏差或公差带代号之后注有符号 时，表示该单一要素采用包容要求。 包容要求是指当实际尺寸处处为最大实体尺寸（如图中的mm）时，其形位公差为零；当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许的形位误差可以相应增加，增加量为实际尺寸与最大实
6、体尺寸之差（绝对值）。,（二） 最大实体要求及其可逆要求 .最大实体要求用于被测要素 图样上的形位公差框格内公差值后标 ，表示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。,.可逆要求用于最大实体要求 图样上的形位公差框格中，若在被测要素形位公差值后的符号 后标注 时，则表示被测要素遵守最大实体要求的同时遵守可逆要求 可逆要求用于最大实体要求，除了具有上述最大实体要求用于被测要素时的含义外（即当被测要素实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许
7、其形位误差增大，即尺寸公差向形位公差转化） ，还表示当形位误差小于给定的形位公差值时，也允许实际尺寸超出最大实体尺寸，而当形位误差为零时，允许尺寸的超出量最大，为形位公差值，从而实现尺寸公差与形位公差相互转换的可逆要求。此时，被测要素仍然遵守最大实体实效边界。,.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。此时，基准要素应遵守相应的边界。若基准的实际轮廓偏离相应的边界，即其体外作用尺寸偏离相应的边界尺寸时，则允许基准要素在一定范围内浮动，其浮动范围等于基准要素的体外作用尺寸与其相应的边界之差。 基准要素本身采用最大实体要求时，其相应的边界为最
8、大实体实效边界；基准要素本身不采用最大实体要求时，其相应的边界为最大实体边界。 最大实体要求适用于中心要素，主要用在仅需要保证零件可装配性的场合。,（三） 最小实体要求及其可逆要求 .最小实体要求用于被测要素 图样上形位公差框格内公差值后面标注符号 时，表示最小实体要求用于被测要素。 最小实体要求用于被测要素时，被测要素的形位公差是在该要素处于最小实体状态时给定的。当被测要素的实际轮廓偏离其最小实体状态，即实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许的形位误差值可以增大。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值，从而实现尺寸公差向形位公差转化。,.可逆要求用于最小实体要求 图样上在公差
9、框格内公差数值后面的 符号后加 时，表示被测要素遵守最小实体要求的同时遵守可逆要求。 可逆要求用于最小实体要求，除了具有上述最小实体要求用于被测要素的含义外，还表示当形位误差小于给定的公差值时，也允许实际尺寸超出最小实体尺寸，当形位误差为零时，允许尺寸的超出量最大为尺寸公差值，从而实现形位公差与尺寸公差相互转换的可逆要求。此时，被测要素仍遵守最小实体实效边界。,可逆要求用于最小实体要求,.最小实体要求用于基准要素 图样上在公差框格内基准字母后面标注 时，表示最小实体要求用于基准要素。 若基准要素的实际轮廓偏离相应的边界，即体内作用尺寸偏离相应的边界尺寸，则允许基准要素在一定范围内浮动，浮动范围
10、等于基准要素的体内作用尺寸与相应边界尺寸之差。,最小实体要求同时用于被测要素和基准要素,（四） 零形位公差 当关联要素采用最大（最小）实体要求且形位公差为零时，则称为零形位公差。,4.5 形位公差的选择,零件上要素的形位公差值决定于形位公差带的宽度或直径，是控制零件制造精度的重要指标。合理地给出形位公差值，对于保证产品功能、提高产品质量、降低制造成本是至关重要的。,4.5.1 形位公差特征的选择 形位公差特征的选择应根据零件的形体结构、功能要求、检测方便及经济性等因素，综合分析后决定。,4.5.2 形位公差等级（或公差数值） 的选择 在确定形位公差等级（公差值）时，还应注意以下情况： ） 在同
11、一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值，如要求平行的两个表面，其平面度公差值应小于平行度公差值。 ） 圆柱形零件的形状公差值（轴线直线度除外） ，一般情况下应小于其尺寸公差值。 ） 平行度公差值应小于其相应的距离尺寸公差值。,） 对于下列情况，考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的要求下，可适当降低 级选用： 孔相对于轴； 细长且比较大的轴和孔； 距离较大的轴或孔； 宽度较大（一般大于/ 长度）的零件表面； 线对线和线对面相对于面对面的平行度，线对线和线对面相对于面对面的垂直度；,） 凡有关标准已对形位公差作出规定的，如与滚动轴承相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、齿轮箱体孔中心线的平行度公差等，都应按相应标准确定。,4.5.3 公差原则和公差要求的选择 独立原则是处理形位公差与尺寸公差关系的基本原则。 包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。 最大实体要求主要用于保证可装配性的场合，例如用于穿过螺栓的通孔的位置度。 最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等场合。 可逆要求与最大（最小）实体要求联用，能充分利用公差带，扩大被测要素实际尺寸的范围。,4.5.4 未注形位公差的规定,4.5.5 形位公差选用标准举例,
