16 位置公差

位置公差学习内容基本内容：位置公差带的概述，位置公差带的特点及各形位公差标注的含义。重点内容：位置公差带的特点及各形位公差标注的含义。难点内容：各形位公差标注的含义位置公差定向公差1、平行度2、垂直度3、倾斜度定位公差1、同轴度2、对称度3、位置度跳动公差1、圆跳动公差2、全跳动公差一、定向公差关联被测要素对有确定方向的理想要素在规定方向上允许的变动量。该理想要素的方向由基准确定。分为：平行度、垂直度和倾斜度。特点：1、定向公差相对于基准有确定的方向，公差带的位置可以浮动。2、定向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。（一）平行度当两要素要求互相平行时，用平行度公差来控制被测要素对基准的平行程度。是限制实际要素对于基准平行的理想要素的变动量。1、当给定一个方向上的平行度要求时平行度公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面（或直线或轴线）的两平行平面（或轴线）之间的区域。2、给定互相垂直的两个方向时平行度公差带是两对互相垂直的距离分别为t1和t2且平行于基准直线的两平行平面之间的区域。如图所示，ød孔轴线必须位于公差值为0.1mm和0.2mm且平行于基准轴线的两对平行平面内。3、当给定任意方向时平行度公差带是直径为公差值t且平行于基准轴线的圆柱面内的区域。如图所示，ød孔轴线必须位于直径公差值ø0.1mm，且平行于基准轴线的圆柱面内。平行度：平行度公差带有：面对线的平行度、线对线的平行度、面对面的平行度等。平行度误差的检测：用平板、平台、心轴v型块来模拟基准平面、孔或轴的轴线。例如：轴线对轴线的平行度误差的测量：（二）垂直度当两要素互相垂直时，用垂直度公差来控制被测要素对基准在垂直方向的误差。是限制实际要素对于基准垂直的理想要素的变动量。1、当给定一个方向上的垂直度要求时:垂直度公差带是距离为公差值t，且垂直于基准平面（或直径、轴线）的两平行平面（或直线）之间的区域。2、当给定任意方向时垂直度公差带是直径为公差值t，且垂直于基准平面的圆柱面内的区域。如图所示,ød孔轴线必须位于直径公差值ø0.05mm，且平行于基准平面的圆柱面内。（三）倾斜度被测要素与基准呈任意角度时，限制其对理想角度的变动量。1、在给定方向时，倾斜度公差带是距离为公差值t，且与基准平面(或直线、轴线)成理论正确角度的两平行平面(或直线)之间的区域。2、当给定任意方向时当给定任意方向时，倾斜度公差带是直径为公差值t，且与基准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域。如图所示，øD孔轴线必须位于直径公差值0.05mm，且与A基准平面成45°角，平行于B基准平面的圆柱面内。二、定位公差关联实际要素对一具有确定位置的理想要素所允许的变动量。该理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。定位公差带具有确定的位置，相对于基准的尺寸为理论正确尺寸；定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。分为：位置度、同轴度和对称度。（一）同轴度同轴度用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差同轴度:控制圆柱面（圆锥面））轴线间的同轴程度。此时，轴线可能发生平移，倾斜或弯曲等。同轴度公差带是直径为公差值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。如图所示。ød孔轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且与基准轴线同轴的圆柱面内。（二）对称度对称度用于控制被测要素中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的偏离程度的指标。其公差带为距离为公差值0.1且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域。1、同轴度检测：V形块模拟基准轴线，两指针调零。读数：对应点读数差M1-M22、对称度：应用方格或键槽检测：被测零件放置在平板上，测被测表面到平板的距离，取测量截面内对应点最大差值为误差值。三（三）位置度位置度用于控制被测要素（点、线、面）对基准的位置误差。位置度多用于控制孔的轴线在任意方向的位置误差。这时，孔轴线的位置度公差带是直径为公差值t，且轴线在理想位置的圆柱面内的区域。位置度也常用于控制孔组的位置误差。对零件上的一组孔的位置的精度要求通常可以分为两个方面：组内各孔间的位置精度和孔组相对于基准面的位置精度。当两者要求不同时，可采用复合位置度来明确对孔组的位置要求。指示器在指定方向的读数值之差三、跳动公差跳动公差用来控制跳动，是以特定的测量方式为依据的公差项目，兼有表示形状、方向和位置的综合精度要求，又称为综合公差项目。适用于回转表面。是关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量。圆跳动（某一固定点）全跳动(各点）1.径向圆跳动2.端面圆跳动1.径向全跳动3.斜向圆跳动2.端面全跳动（一）圆跳动单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为：径向圆跳动指示器径向固定，被测要素绕基准回转一周时径向最大与最小读数差。端面圆跳动指示器垂直端面固定，被测要素绕基准回转一周，最大与最小读数差斜向圆跳动1、径向圆跳动径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的径向跳动量。径向圆跳动公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两同心圆。如图所示，被测要素绕基准轴线作无轴向移动回转时，在任一测量平面内的径向跳动量不得大于公差值0.05mm。2、端面圆跳动端面圆跳动用于控制端面任一测量直径处，在轴向方向的跳动量。端面圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任一直径的测量圆柱面上，（沿母线方向）宽度为公差值t的圆柱面区域。如图所示。当零件绕基准轴线作无轴向移动回转时，左端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。圆跳动3、斜向圆跳动用于控制圆锥面在法线方向的跳动量，在与基准同轴且垂直于被测表面的任意测量圆锥面上的跳动量。斜向圆跳动公差带是在与基准主轴线同轴的任一测量圆锥面上，沿母线方向宽度为公差值t的圆锥面区域，如图所示，除特殊规定外，其测量方向是被测面的法线方向。圆跳动（二）全跳动全跳动为被测实际要素上的各点相对于基准要素的允许跳动总量。根据允许变动的方向的不同，全跳动可分为分为径向全跳动公差和端面全跳动公差。1、径向全跳动径向全跳动的公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域。如图所示ød圆柱面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作平行于基准轴线的直线移动，在整个测量过程中，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。径向全跳动是被测圆柱面的圆柱度误差和同轴度误差的综合反映。全跳动径向全跳动的公差带与圆柱度公差带的形状是相同的，但前者的轴线与基准轴线同轴，后者的轴线是浮动的。2、端面全跳动端面全跳动端面圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的跳动总量。公差带是距离为公差值t，且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。如图所示，端面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作垂直于基准轴线的直线移动，在整个测量过程，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。全跳动端面全跳动的公差带与端面对轴线的垂直度公差带是相同的，因此两者控制位置误差的效果也是一样的。测量方法形位公差标注举例将下列技术要求标注在图上。（1）φ100h6圆柱表面的圆度公差为0.005mm。（2）φ100h6轴线对φ40P7孔轴线的同轴度公差为φ0.015。（3）φ40P７孔的圆柱度公差为0.005mm。（4）左端的凸台平面对φ40P7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。（5）右凸台端面对左凸台端面的平行度公差为0.02mm。0.005◎φ0.015C©0.0050.01C⊥∥0.02AAHome标注的解释说明右图中标注的形位公差的含义。解释含义其含义为：代号解释代号含义公差带形状外圆柱面的圆度公差为0外圆柱面对基准轴线B的径向跳动公差为0.015在同一正截面上,半径差为0004mm的两同心圆间的区域在垂直于基准轴线B的任一测量平面内,半径差为0.015mm,圆心在基准轴线B上的两同心圆间的区域左端面对右端面的平行度公差为0.01距离为公差值0.01，平行基准平面的两平行平面间的区域Home公差带四要素分析如图4-22所示销轴的三种形位公差标注，它们的公差带有何不同？分析图a为给定方向上素线的直线度，其公差带为宽度等于公差值0．02mm的两平行平面间的区域。图b为轴线在任意方向的直线度，其公差带为直径等于公差值0．02mm的圆柱体内的区域。图c为给定方向上被测素线对基准素线的平行度，其公差带为宽度等于公差值0．02mm且平行于基准A的两平行平面间的区域。Home练习：说明下图中各标注的含义并分析各标注的公差带。四、形位误差的评定原则最小条件1、形状误差的评定形状误差评定时，理想要素的位置应符合最小条件。所谓最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。形状误差的评定：最小包容区的宽度或直径就是形状误差值。定向误差值用定向最小包容区域(简称定向最小区域)的宽度或直径表示。定位误差值：用定位最小包容区域(简称定位最小区域)的宽度或直径表示。A)形状、定向和定位公差：t1t2t3b)形状、定向和定位误差评定的最小包容区域：f形状f定向f定位2、位置误差的评定评定位置误差的基准，理论上应是理想基准要素。由于基准实际要素存在形状误差，因此，就应以该基准实际要素的理想要素作为基准，该理想要素的位置应符合最小条件。形状误差（二）对于轮廓要素（线面轮廓度除外）符合最小条件的理想要素是指处于实体之外与被测要素相接触，使被测要素对它的最大变量最小。如图所示，评定形状误差时，形状误差值的大小可用最小包容区域（简称最小区域）的宽度或直径表示。所谓最小区域，是指包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的包容区。最小包容区域评定形状误差值的方法，称为最小区域法，最小区域法则是符合最小条件的评定形状误差的基本方法。按最小区域法评定的形状误差值而且是唯一的，因而评定结果具有权威性。填空：圆柱度和径向全跳动公差带相同点是＿＿，不同点是＿＿。在形状公差中，当被测要素是一空间直线，若给定一个方向时，其公差带是＿＿之间的区域。若给定任意方向时，其公差带是＿＿区域。圆度的公差带形状是＿＿，圆柱度的公差带形状是＿＿。当给定一个方向时，对称度的公差带形状是＿＿。由于＿＿包括了圆柱度误差和同轴度误差，当＿＿不大于给定的圆柱度公差值时，可以肯定圆柱度误差不会超差。当零件端面制成＿＿时，端面圆跳动可能为零。但却存在垂直度误差。径向圆跳动在生产中常用它来代替轴类或箱体零件上的同轴度公差要求，其使用前提是＿＿。径向圆跳动公差带与圆度公差带在形状方面＿＿，但前者公差带圆心的位置是＿＿而后者公差带圆心的位置是＿＿。形位公差项目的选择主要从被测要素的几何特征、功能要求、测量方便性，项目本身的特点及零件的加工工艺等几个方面来考虑。（四）形位公差的选用(1)形状公差应比尺寸公差小：例如：圆柱形零件的形状公差（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相应的距离尺寸公差值。圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差值的50%，故一般可按同级选取。比如，尺寸公差为IT6，则圆度、圆柱度公差也选6级。但并不是圆度、圆柱度公差必须按尺寸公差同级选取，也可根据零件的功能要求选取相邻级，必要时可按比尺寸公差等级高半级到2级。（四）形位公差的选用(2)一般形状公差应比位置公差小：同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。(3)表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系：通常，表面粗糙度的Ra值可取为形状公差值的(20%~25%)。（四）形位公差的选用(4)对于制造难度大的零件应该选取较大的形位公差：对刚性较差的零件（如细长轴）和结构特殊的要素（如大跨距的孔或轴的同轴度公差），在保证零件功能的前提下，考虑到制造较困难，应适当降低1-2级形位公差值。