形位公差及标注教程

型位公差及标注教程------------------------------------------------------------------------------------------------------1.形位公差分类2.形位公差评定的基本原则形位公差评定的基本原则—最小条件原则H1H2H3H1为直线度误差H2H3H1?直线度3.1形位公差框格公差值及附加符号基准要素的字母及附加符号公差特征项目的符号无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位置公差，公差框格为三格至五格。形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。3.标注3.2被测要素的标注(两国标准不同)3.2.1中国GB标准—形位公差框格通过用带箭头的指引线与要素相连。a)被测要素是轮廓要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上（但必须与尺寸线明显地分开）。见图-左。b)被测要素是中心要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线对齐。见图–右。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。ØØ素线直线度轴线直线度带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时从两端引出。3.标注3.2.2GM标准（有四种,且可无带箭头的指引线）a)形位公差框格放于要素的尺寸或与说明下面；当某些公差特征项目的符号可同时应用于轮廓及中心要素时，GM标准的标注方法与我国GB标准相同。它在这些公差特征项目中有专门说明。图11bdcaab)形位公差框格用带箭头的指引线与要素相连；d)把形位公差框格侧面或端面与尺寸要素的尺寸线的延长线相连。c)把形位公差框格侧面或端面与要素的延长线相连；3.标注3.2.3几个特殊标注除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。a)对实际被测要素的形状公差在全长上和给定长度内分别有要求时，应按图12标注（GM标准与我国GB标准相同）；图12全长上直线度公差0.4。每25内直线度公差0.1。b)轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓时，应标注出其范围。见图9标注（仅GM标准）。图13c)轮廓度中若表示的公差要求适用于整个轮廓。则在指引线转角处加一小圆（全周符号）。见图14（GM新标准与我国GB标准相同）。图14GM标准也可不加圆，而在框格下标注ALLAROUND来表示。图例见面轮廓度公差带的介绍。GM标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标注规定，在后面介绍面轮廓度公差时再讲述。3.3.1符号(GM标准规定字母I、O和Q不用，我国GB标准还要多,E、I、J、M、O、P、L、R、F。基准字母一般不许与图样中任何向视图的字母相同)GM新标准(ISO)GMA-91标准我国GB标准3.3.2与基准要素的连接（GM新标准与我国GB标准相同）a)基准要素是轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线的延长线上(但必须与尺寸线明显地分开)。见图15。图15AAA3.3基准要素的标注b)基准要素是中心要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐。图16图17a)b)c)d)2020-A--A--A-a)符号放于尺寸要素的尺寸、形位公差框格或尺寸和形位公差框下面；-A-b)符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连；-A-c)符号与非尺寸要素直接相连；-A-d)符号与非尺寸要素的延长线相连；3.3.3GMA-91标准基准符号的标注与形位公差框格标注一样，不明确定义轮廓要素和中心要素。因此GM图样的右上角或左上角专门有“基准说明表”对基准要素进行描述。4.基准Datum4.1定义基准—与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个几何理想要素(如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。模拟基准要素—在加工和检测过程中用来建立基准并与基准要素相接触，且具有足够精度的实际表面。模拟基准要素零件1零件2基准要素(一个底面)图18在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差。图19模拟基准要素是基准的实际体现。在加工和检测过程中，往往用测量平台表面、检具定位表面或心轴等足够精度的实际表面来作为模拟基准要素。4.2类型单一基准—一个要素做一个基准；AA-B组合(公共)基准—二个或二个以上要素做一个基准；典型的例子为公共轴线做基准。图20ABA-B基准体系—由二个或三个独立的基准构成的组合；三基面体系DatumReferenceFrame—三个相互垂直的理想(基准)平面构成的空间直角坐标系。见图21。图21A.板类零件三基面体系图22用三个基准框格标注基准F-第三基准平面约束了一个自由度。基准E-第二基准平面约束了二个自由度，根据夹具设计原理：基准D-第一基准平面约束了三个自由度，B.盘类零件三基面体系图23虽然，还余下一个自由度，由于该零件对于基准轴线M无定向要求，即该零件加工四个孔时，可随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。用二个基准框格标注根据夹具设计原理：基准K-第一基准平面约束了三个自由度，基准M-第二基准平面和第三基准平面相交构成的基准轴线,约束了二个自由度。在图24中可发现该盘类零件的基准框格采用了三格，这是因为该零件对基准轴线V有方向要求。而从定位原理上讲基准U、V已构成了基准体系。基准W是一个辅助基准平面（不属于基准体系）。图24由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。在实际工作中，大量接触到的三基面体系原理为一面二销见图25。上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调基准框格的数量多少。图25图27图26基准目标DatumTarget—用于体现某个基准而在零件上指定的点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标和面目标。图281.点目标可用带球头的圆柱销体现；2.线目标可用圆柱销素线体现；3.面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端面或不规则形状块的端面体现。基准目标的位置必须用理论正确尺寸表示。面目标还应标注其表面的大小尺寸。图26图29二个点目标和一个线目标示例(图26)：构成基准。A用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。基准体系中基准的顺序前后表示了不同的设计要求。见图30。图30基准后有、无附加符号又表示了不同的设计要求。详见公差原则。强调4孔轴线与A轴线平行强调4孔轴线与B平面垂直4.3基准顺序5.公差带ToleranceZone5.1定义公差带—实际被测要素允许变动的区域。它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。5.2四大特征—形状、大小、方向、位置A形状Form公差带形状主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。下面按公差特征项目逐一进行介绍。当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。直线度图32两组相互垂直的两平行直线图31两平行直线若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行直线。给一个方向给二个方向直线度（轴线）图33一个圆柱图34两平行平面平面度任意方向圆度图35两同心圆圆柱度图36两同轴圆柱从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控制了纵截面方向的形状误差。但目前还难以找到与此相配的测量方法。线轮廓度图37两等距曲线采用线轮廓度首先必须将其理想轮廓线标注出来，因为公差带形状与之有关。当线轮廓度带基准成为位置公差时，则公差带将与基准有方向或/和位置要求。理想线轮廓到底面位置由尺寸公差控制，则线轮廓度公差带将可在尺寸公差带内上下平动及摆动。图38两等距曲面GM标准对周边要求的两种标注形式。采用面轮廓度首先必须将其理想轮廓面标注出来，因为公差带形状与之有关。本面轮廓度带基准属位置公差。面轮廓度公差带与基准A有垂直要求。面轮廓度图39我国GB标准面轮廓公差带为对称于理想轮廓面一种(图a)。GM-04标准用符号U表示公差带不对称于理想轮廓的分布。0.6U0.6GM标准面轮廓度的标注0.6U00.6U0.2U后为要素体外的尺寸。复合轮廓度（美国ASME新标准）图41图42在尺寸公差内只能上下平动可在尺寸公差内平动和摆动我国GB标准尙未放入此标注形式。因可用25±0.25来等效替代上格。图43两平行平面对于垂直度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：面对面垂直度（图43）；面对线垂直度；线对面垂直度；线对线垂直度。垂直度、平行度、倾斜度属于定向公差。其被测要素为关联要素。垂直度线对线垂直度图44两平行平面图45两平行平面面对线垂直度轴线对面垂直度图46两平行直线图47一个圆柱线对面垂直度给定平面上线任意方向对于平行度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：面对面平行度（图48）；面对线平行度；线对面平行度；线对线平行度。图48两平行平面平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。平行度图49一个圆柱线对线平行度任意方向对于倾斜度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：面对面倾斜度（图50）；面对线倾斜度；线对面倾斜度；线对线倾斜度。图50两平行平面倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。采用倾斜度首先必须将其理想角度标注出来，因为公差带方向与之有关。倾斜度位置度公差描述的是被测要素实际位置对理想位置允许的变动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是孔组的位置度。点的位置度图51一个球位置度SØ0.6轴线的位置度(任意方向)图52一个圆柱我国GB标准将此类图样一般用同轴度标注。右图是用量规来描述零件的检测，详见公差原则。Ø0.4面的位置度图53两平行平面我国GB标准将此类图样一般用对称度标注。孔(要素)组的位置度a)盘类件孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是各孔(要素)之间的位置要求；一个是孔组(整组要素)的定位要求。图54一组圆柱当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下两格分别标注。称为复合位置度。见图56。b)板类件图55一组矩形一般位置度(给二个相互垂直的方向）图56一组圆柱孔组的定位要求各孔之间的位置要求复合位置度检查孔组定位要求的量规检查各孔之间位置要求的量规各孔之间位置要求的公差带孔组定位要求的公差带图57公差带大小若公差带为圆、圆柱或球，则在公差值的数字前加注Ø或SØ，表示其圆、圆柱或球的直径。公差带的大小均以公差带的宽度或直径表示，即图样上形位公差框格内给出的公差值。ØtSØt公差值均以毫米为单位。若公差值为公差带的宽度（距离），则在公差值的数字前不加注符号。tC方向和位置Orientation&Location公差带的方向和位置可以是固定的，也可以是浮动的。如被测要素相对于基准的方向和位置关系是用理论正确尺寸标注的，则公差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。见图60。2xØ8±0.05Ø0.5MA50±0.2对于形状公差因无基准而言，所以其公差带的方向和位置肯定是浮动的。公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。2xØ8±0.05Ø0.5MA图6050AA自由状态条件—F这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。描述零件在制造中造成的力释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。图63的设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度误差不得大于2.5mm；当零件处于约束状态时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于2mm。图63注(约束条件)：基准平面A是固定面(用64个M6X1的螺栓以9-15Nm的扭矩固定)，基准B由其相应规定的尺寸边界约束。几种特殊情况6.4延伸公差带—P当图64左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现干涉现象。延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的原理是把螺纹部分的公差带延伸至