搜索
第2章形状和位置公差及检测2.1概述2.2形位公差标注2.3形位公差带及形位公差2.4公差原则与公差要求2.5形位公差的选择2.6形状和位置公差的检测2.1概述零件加工后，其表面、轴线、中心对称平面等的实际形状和位置相对于所要求的理想形状和位置，不可避免地存在着误差，这种误差称为形状和位置误差，简称形位误差。2.1.1形位公差的研究对象构成零件几何特征的点、线、面等是零件的几何要素（简称要素）。可分为:1.按结构特征分（1）轮廓要素:构成零件外形的点、线、面各要素。（2）中心要素:构成轮廓要素对称中心所表示的点、线、面各要素。图2-2零件的几何要素2.按存在的状态分（1）实际要素:零件上实际存在的要素。在测量时，由测量所得到的要素代替实际要素。（2）理想要素:具有几何学意义的要素。3.按所处地位分（1）被测要素:图样上给出了形状或（和）位置公差要求的要素，也就是需要研究和测量的要素。（2）基准要素:图样上用来确定被测要素方向或（和）位置的要素。理想基准要素简称基准。4.按功能关系分（1）单一要素:仅对被测要素本身提出形状公差要求的要素。（2）关联要素:相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给出位置公差要求的被测要素。2.1.2形位公差的特征项目、符号国家标准GB/T1182—1996规定，形状和位置两大类公差共计14个项目，其中形状公差4个，因它是对单一要素提出的要求，因此无基准要求。位置公差8个，因它是对关联要素提出的要求，因此，在大多数情况下有基准要求。形状或位置（轮廓）公差有2个，若无基准要求，则为形状公差;若有基准要求，则为位置公差。公差特征项目符号有或无基准要求公差特征项目符号有或无基准要求形状形状直线度无位置定向平行度有平面度无垂直度有圆度无倾斜度有圆柱度无定位位置度有或无形状或位置轮廓线轮廓度有或无同轴度有对称度有面轮廓度有或无跳动圆跳动有全跳动有表2-1形位公差特征项目及符号说明符号说明符号被测要素的标注直接包容要求最大实体要求用字母最小实体要求可逆要求基准要素的标注延伸公差带基准目标的标注自由状态条件理论正确尺寸全周（轮廓）2-2形位公差标注要求及附加符号502.2形位公差标注标准规定：在技术图样中形位公差采用符号标注。形位公差的标注包括:公差框格、被测要素指引线、形位公差特征符号、形位公差值、基准符号和相关要求符号等。并使用表2-1和表2-2中的有关符号。1.公差框格公差框格为矩形方框，由两格或多格组成，在图样中只能水平或垂直绘制2.基准代号基准代号由粗的短横线、圆圈、连线和基准字母组成，基准字母采用大写的英文字母。图2-3公差框格图2-4基准符号基准要素基准符号连线基准字母公差框格箭头被测要素指引线特征符号基准字母及有关符号被测要素Ⅲ基准ⅠⅡ公差值及有关符号2.2.1被测要素的标注方法1.当被测要素为轮廓线或为有积聚性投影的表面时，将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，并与尺寸线明显地错开，如图2-5（a）、（b）所示。2.当被测表面的投影为面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在表示实际表面的投影上，如图2-5（c）所示。图2-5被测要素为轮廓要素3.当被测要素为中心要素即轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，则指引线的箭头应与确定中心要素的轮廓的尺寸线对齐。图2-6被测要素为中心要素(a)(b)(c)4.当对同一要素有一个以上的公差特征项目要求且测量方向相同时，用同一指引线指向被测要素，如图2-7（a）所示。如测量方向不完全相同，则应将测量方向不同的项目分开标注，如图2-7（b）所示。图2-7同一被测要素有多项公差要求的标注5.当不同的被测要素有相同的形位公差要求时，可以在从框格引出的指引线上绘制出多个指示箭头，分别指向各被测要素，如图2-8（a）（b）所示。当用同一公差带控制几个被测要素时，如图（c）（d）所示。图2-8不同被测要素有相同形位公差的标注(a)(b)(c)(d)共面2×A共面AA2.2.2基准要素的标注方法1.当基准要素为轮廓线或有积聚性投影的表面时，将基准符号置于轮廓线上或轮廓线的延长线上，并使基准符号中的连线与尺寸线明显地错开，如图2-9（a）所示。2.当基准要素的投影为面时，基准符号可置于用圆点指向实际表面的投影的参考线上，如图2-9（b）所示。3.当基准要素为中心要素即轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，则基准符号中的连线应与确定中心要素的轮廓的尺寸线对齐，如图2-9（c）、（d）、（e）所示。图2-9基准要素为轮廓要素或中心要素(a)(b)(c)(d)(e)A2.2.3形位公差标注中的有关问题1.限定被测要素或基准要素的范围如仅对要素的某一部分给定形位公差要求，如图2-10（a）所示，或以要素的某一部分作基准时，如图2-10（b）所示，则应用粗点画线表示其范围并加注尺寸。图2-10限定被测要素或基准要素的范围2.对公差数值有附加说明时的标注如对公差数值在一定的范围内有附加的要求时，可采用图2-11的标注方法。图2-11公差值有附加说明时的标注3.形位公差有附加要求时的标注（1）用符号标注采用符号标注时，可在相应的公差数值后加注有关符号，如图2-12所示。图2-12用符号表示附加要求（c）（a）（d）（b）（2）用文字说明为了说明公差框格中所标注的形位公差的其他附加要求，可以在公差框格的上方或下方附加文字说明。属于被测要素数量的说明，应写在公差框格的上方;属于解释性的说明，应写在公差框格的下方，如图2-13所示。图2-13用文字说明附加要求（c）（a）（d）（b）6槽离轴端300处两处长向4.全周符号表示法形位公差特征项目如轮廓度公差适用于横截面内的整个外轮廓线或整个外轮廓面时，应采用全周符号，即在公差框格的指引线上画上一个圆圈，如图2-14所示。图2-14全周符号5.螺纹和齿轮的标注（1）标注螺纹被测要素或基准要素时如图2-15所示，中径符号不标出，只有当为大径或小径时，可以在公差框格或基准代号圆圈下方标注字母“MD”（大径）或“LD”（小径）。（2）当被测要素或基准要素为齿轮的节径时应在公差框格或基准代号圆圈下方标注字母“PD”，若为大径则标注“MD”，若为小径时则标注“LD”图2-15螺纹的标注方法（a）（b）2.2.4形位公差值及有关规定1.图样上注出公差值的规定对于形位公差有较高要求的零件，均应在图样上按规定的标注方法注出公差值。形位公差值的大小由形位公差等级并依据主要参数的大小确定，因此确定形位公差值实际上就是确定形位公差等级。在国家标准中，将形位公差分为12个等级，1级最高，依次递减，6级与7级为基本级。圆度和圆柱度还增加了精度更高的0级。见表2-3。基本级项目67表2-3形位公差基本级2.形位公差的未注公差值的规定标准规定:未注公差值符合工厂的常用精度等级，不需在图样上注出。（1）直线度、平面度的未注公差值共分H、K、L三个公差等级。（2）圆度的未注公差值规定采用相应的直径公差值。（3）圆柱度圆柱度误差由圆度、轴线直线度、素线直线度和素线平行度组成。（4）线轮廓度、面轮廓度未作规定，受线轮廓、面轮廓的线性尺寸或角度公差控制。（5）平行度等于相应的尺寸公差值。（6）垂直度分为H、K、L三个等级。（7）对称度分为H、K、L三个等级。（8）位置度未作规定，因为属于综合性误差，由分项公差值控制。（9）圆跳动分为H、K、L三个等级。（10）全跳动未作规定，因为综合项目，故可通过圆跳动公差值、素线直线度公差值或其他注出或未注出的尺寸公差值控制。3.未注公差的标注在图样上采用未注公差值时，应在图样的标题栏附近或在技术要求中标出未注公差的等级及标准编号，2.3形位公差带及形位公差2.3.1形位公差带形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。只要被测要素完全落在给定的公差带区域内，就表示被测要素的形状和位置符合设计要求。形位公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征所决定。形位公差带的大小体现形位精度要求的高低，是由图样上给出的形位公差值t确定，一般指的是公差带的宽度或直径等。图2-16形位公差带的形状2.3.2形状公差形状公差是为了限制形状误差而设置的。具体表述为单一实际要素的形状所允许变动的全量。形状公差用形状公差带来表达，用以限制实际要素变动的区域。显然，实际要素在此区域内则为合格，反之，则为不合格。1.直线度公差直线度公差是限制被测实际直线对理想直线变动量的一项指标。被限制的直线有平面内的直线、回转体（圆柱和圆锥）上的素线、平面与平面的交线和轴线等。（1）在给定平面内的直线度公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域，当零件的表面为平面时，其被测素线在给定平面内有直线度要求。图2-17给定平面内的直线度公差带（2）在给定方向上的直线度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域，当被测实际圆柱表面的素线有直线度要求。图2-18给定方向上的直线度（3）任意方向上的直线度公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域，当圆柱面轴线有直线度要求，根据直线度公差要求，圆柱体的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱内。公差值前面加“Ø”，表示公差值是圆柱形公差带的直径。图2-19任意方向上的直线度2.平面度公差平面度公差是限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标，用于对实际平面的形状精度提出要求。平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域，当零件的上表面有平面度要求，则被测表面必须位于公差值为0.1mm的两平行平面之内。图2-20平面度3.圆度公差圆度公差带是在同一正截面上，被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。被测圆锥面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。图2-21圆度4.圆柱度公差圆柱度公差是限制实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标，圆柱度公差可以同时控制圆度、素线、轴线的直线度等。圆柱度公差带是指半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。图2-22圆柱度2.3.3形状或位置公差1.线轮廓度公差线轮廓度公差是限制实际平面曲线对其理想曲线变动量的一项指标;是对零件上的非圆曲线提出的形状精度要求。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在平行于图样所示的投影面的任一截面上，被测轮廓线必须位于包络一系列直径的公差值为0.02mm，且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的圆的两包络线之间。图2-23（a）、（b）分别为无基准和有基准要求的线轮廓度公差标注示例。图2-23线轮廓度2.面轮廓度公差面轮廓度公差是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标;是对零件上的曲面提出的形状精度要求。面轮廓度公差带是包络一系列直径的公差值为t的球的两包络面之间的区域，各球的球心应位于理想轮廓面上。图2-24面轮廓度2.3.4位置公差位置公差是指关联实际要素的方向、位置对基准要素所允许的变动全量。是限制两个或两个以上要素在方向和位置关系上的误差。1.定向公差定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量，用于控制定向误差，以保证被测实际要素相对基准的方向精度。包括平行度、垂直度、倾斜度三项。当要求被测要素对基准为0°时（即要求被测要素对基准等距），定向公差为平行度。当要求被测要素对基准成90°时，定向公差为垂直度。当要求被测要素对基准成其他任意角度时，定向公差为倾斜度。（1）平行度公差平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准孔轴线的两平行平面之间的区域。即被测实际表面必须位于距离为公差值0.2mm，且平行于基准线A的两平行平面之间。图2-25面对线平行度公差面对面平行度公差此时被测要素为平面，基准要素也为平面。公差带是距离为公差值t，且平行于基准面的两平行平面之间的区域。被测实际表面必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准平面B的两平行平面之间。图2-26面对面平行度公差（2）垂直度公差垂直度公差是限制被测实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标。公差带是距离为公差值t且垂直于基准轴线的两平行平面之间的区域。被测实际轴线必须位于距离为公差值0.05mm，且