08形状和位置公差及检测[1]E

1、学学 习习 指指 导导本章学习目的是掌握形位公差和形位误差的基本本章学习目的是掌握形位公差和形位误差的基本概念，熟悉形位公差国家标准的基本内容，为合概念，熟悉形位公差国家标准的基本内容，为合理选择形位公差打下基础。学习要求是掌握形位理选择形位公差打下基础。学习要求是掌握形位公差带的特征（形状、大小、方向和位置）以及公差带的特征（形状、大小、方向和位置）以及形位公差在图样上的标注；掌握形位误差的确定形位公差在图样上的标注；掌握形位误差的确定方法；掌握形位公差的选用原则；掌握公差原则方法；掌握形位公差的选用原则；掌握公差原则（独立原则、相关要求）的特点和应用；了解形（独立原则、相关要求）的特点和应

2、用；了解形位误差的检测原则。位误差的检测原则。1 加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置，与理想几何体规定的形状和相互位置位置，与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是就是形状误差形状误差，而相互位置的差异就是，而相互位置的差异就是位置位置误差误差，统称为，统称为形位误差形位误差。 2轴套的外圆可能产生以下误差：轴套的外圆可能产生以下误差： 外圆在垂直于轴线的正截面外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）上不圆

3、（即圆度误差） 外圆柱面上任一素线（是外外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）线）不直（即直线度误差） 外圆柱面的轴心线与孔的轴外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）心线不重合（即同轴度误差）轴套轴套加工后外圆的形状和位置误差加工后外圆的形状和位置误差 32. 形位误差对零件使用性能的影响形位误差对零件使用性能的影响： （1）影响零件的功能要求）影响零件的功能要求 （2）影响零件的配合性质）影响零件的配合性质 （3）影响零件的互换性）影响零件的互换性 41. 形位误差的产生形位误差的产生（1）由于零件在加工中，机床、夹具和刀

4、具）由于零件在加工中，机床、夹具和刀具等工艺系统本身有误差；等工艺系统本身有误差； （2）加工过程中有受力变形、振动和磨损）加工过程中有受力变形、振动和磨损等因素产生误差。等因素产生误差。3. 现行国家标准主要有：现行国家标准主要有：gb/t 11821996形状和位置公差形状和位置公差 通则、定义、通则、定义、符号和图样表示法符号和图样表示法gb/t 11822008产品几何技术规范（产品几何技术规范（gps）几）几何公差何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注形状、方向、位置和跳动公差标注。gb/t 11841996形状和位置公差形状和位置公差 未注公差值未注公差值gb/t 42491996

5、公差原则公差原则gb/t 166711996形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要求、最大实体要求、最小实体要求和可逆要求最小实体要求和可逆要求gb133191991形状和位置公差形状和位置公差 位置度公差位置度公差5形位公差的形位公差的研究对象：研究对象： 几何要素几何要素 构成零件构成零件几何特征的几何特征的点、线、面点、线、面统称为几何统称为几何要素要素(简称要简称要素素) 61. 理想要素与实际要素理想要素与实际要素（按存在的状态分（按存在的状态分 ）（1）理想要素理想要素具有几何意义的要素。具有几何意义的要素。（2）实际要素实际要素零件上实际存在的要素，即加零件上实际存在的要素，即

6、加工后得到的要素。工后得到的要素。2轮廓要素与中心要素轮廓要素与中心要素（按结构特征分）（按结构特征分）（1）轮廓要素轮廓要素组成轮廓的点、线、面。组成轮廓的点、线、面。（2）中心要素中心要素与轮廓要素有对称关系的点、与轮廓要素有对称关系的点、线、面。线、面。 73被测要素与基准要素被测要素与基准要素（按检测关系分）（按检测关系分）（1）被测要素被测要素给出了形状或给出了形状或(和和)位置公差的位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。要素，即需要研究和测量的要素。（2）基准要素基准要素用来确定被测要素方向或用来确定被测要素方向或(和和)位置的要素。理想的基准要素称为基准。位置的要素。理想的基准

7、要素称为基准。4单一要素和关联要素单一要素和关联要素（按功能要求分）（按功能要求分）（1）单一要素单一要素仅对要素本身给出形状公差要仅对要素本身给出形状公差要求的要素。求的要素。（2）关联要素关联要素对其它要素有功能关系的要素。对其它要素有功能关系的要素。8(轮廓、单一、被测要素）轮廓、单一、被测要素）（基准、中心要素）（基准、中心要素）e(中心、关联、被测要素）中心、关联、被测要素）(轮廓、关联、被测要素）轮廓、关联、被测要素）9形状公差：形状公差：是对单一要是对单一要素提出的要素提出的要求，即形状求，即形状误差所允许误差所允许的变动全量。的变动全量。位置公差：位置公差：是对关联要是对关联要

8、素提出的要素提出的要求，即位置求，即位置误差对基准误差对基准所允许的变所允许的变动全量。动全量。10形位公差形位公差是指实际被测要素对图样上给是指实际被测要素对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。定的理想形状、理想位置的允许变动量。形位公差带形位公差带是用来限制被测实际要素变是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差的最大允许值。动的区域，它是形位误差的最大允许值。 形位公差带具有的四个特征形位公差带具有的四个特征形状、大小、形状、大小、方向和位置。方向和位置。 111公差带的形状公差带的形状公差带的形状公差带的形状随实际被测要素的结构特征、所处的随实际被测要素的结构特征、所处的空

9、间、以及要求控制方向的差异而不同。空间、以及要求控制方向的差异而不同。122公差带的大小公差带的大小3公差带的方向公差带的方向公差带的大小仅有两种情况，即公差带区域的宽度公差带的大小仅有两种情况，即公差带区域的宽度t（距离）或（距离）或 t直径，它表达形位精度要求的高低。直径，它表达形位精度要求的高低。公差带的方向公差带的方向指组成公差带的几何要素的延伸方向指组成公差带的几何要素的延伸方向（圆度、圆跳动和点的位置度及同心度除外）。（圆度、圆跳动和点的位置度及同心度除外）。公公差带的方向理论差带的方向理论上应与图样上形位公差代号的指引上应与图样上形位公差代号的指引箭头所指方向垂直。箭头所指方向垂

10、直。形状公差公差带方向，由最小条件确定；形状公差公差带方向，由最小条件确定；位置公差公差带方向，与基准要素保持正确的方向。位置公差公差带方向，与基准要素保持正确的方向。134公差带的位置公差带的位置1）公差带的位置固定公差带的位置固定 公差带的位置由图样上给公差带的位置由图样上给定的基准和理论正确尺寸确定，与被测要素的实际定的基准和理论正确尺寸确定，与被测要素的实际尺寸无关。尺寸无关。2）公差带的位置浮动公差带的位置浮动 公差带的位置随被测表面公差带的位置随被测表面的实际尺寸在尺寸公差带内的变化而变化。的实际尺寸在尺寸公差带内的变化而变化。综上所述，限定形位误差除了规定形位公差值处，综上所述，

11、限定形位误差除了规定形位公差值处，还要规定限制实际要素的区域，即规定形状和位置还要规定限制实际要素的区域，即规定形状和位置公差带。公差带。14 基准基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。是确定被测要素的方向、位置的参考对象。1）单一基准）单一基准由一个要素建立的基准称为单由一个要素建立的基准称为单一基准。一基准。2） 组合基准组合基准（公共基准）（公共基准）由两个或两个以由两个或两个以上的要素所建立的一个独立基准称为组合基准或上的要素所建立的一个独立基准称为组合基准或公共基准。公共基准。 0.05 a-b a b 图图4-2单一基准单一基准图图4-3组合基准组合基准153）基准体系基准体系

12、(三基面体系三基面体系)由三个相互垂直的由三个相互垂直的平面所构成的基准体系平面所构成的基准体系 。9090a90bc图图4-4三基面体系三基面体系16 国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明，但应做到内容完整，用词严谨。文字加以说明，但应做到内容完整，用词严谨。 图图4-5形位公差框格形位公差框格形位公差的标注形位公差的标注171公差框格的标注公差框格的标注 （1） 第一格第一格 形位公差特征的符号。形位公差特征的符号。（2

13、） 第二格第二格 形位公差数值和有关符号。形位公差数值和有关符号。 （3） 第三格和以后各格第三格和以后各格 基准字母和有关符号。基准字母和有关符号。规定不得采用规定不得采用e、f、i、j、l、m、o、p和和r等九等九个字母。个字母。 1819（3）基准）基准用一个字母表示用一个字母表示单一基准单一基准，如图，如图4.6（b）所示。）所示。用两个或三个字母表示用两个或三个字母表示基准体系基准体系，如图，如图4.6（c）、）、（d）所示。）所示。用两个字母中间用连字号用两个字母中间用连字号“一一”隔开，表示隔开，表示公共基准公共基准，如图如图4.6（f）所示。）所示。图4.6图4.6图4.6图4

14、.62被测要素的标注被测要素的标注 用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，指引线由细实线和箭头组成，可以从框格任一端引指引线由细实线和箭头组成，可以从框格任一端引出，并保持与框格端线垂直；指引线的箭头指向被出，并保持与框格端线垂直；指引线的箭头指向被测要素，可曲折，但不得超过测要素，可曲折，但不得超过2次；指引线的箭头一次；指引线的箭头一般垂直于被测要素，且应指向公差带的宽度或直径般垂直于被测要素，且应指向公差带的宽度或直径方向。方向。 图图4-7指引线标注指引线标注20（1）当）当被测要素为轮廓要素被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应时，指引线的

15、箭头应指在该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与指在该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开（应与尺寸线至少错开尺寸线错开（应与尺寸线至少错开4mm）。）。4mm图图4-8轮廓要素的标注轮廓要素的标注被测要素的主要标注方法：被测要素的主要标注方法：21（2） 当当被测要素为中心要素被测要素为中心要素时，指引线的箭头应时，指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐，当指引线箭头与尺寸线与被测要素的尺寸线对齐，当指引线箭头与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头不允许直接指向中心线。不允许直接指向中心线。b图图4-9中心要素的标注中心要

16、素的标注22（3） 当当被测要素为圆锥体的轴线被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭时，指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线（大端或小端）对齐必要头应与圆锥体直径尺寸线（大端或小端）对齐必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线，并将指引线时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线，并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线。尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线。 图图4-10圆锥体轴线的标注圆锥体轴线的标注23（4） 当当多个被测要多个被测要素有相同的形位公差素有相同的形位公差（单项或多项）要求（单项或多项

17、）要求时，可以在从框格引时，可以在从框格引出的指引线上绘制多出的指引线上绘制多个指示箭头，并分别个指示箭头，并分别与被测要素相连；用与被测要素相连；用同一公差带控制几个同一公差带控制几个同类被测要素组成的同类被测要素组成的公共轴线、公共中心公共轴线、公共中心平面或公共平面平面或公共平面时，时，应在公差框格上注明应在公差框格上注明“共面共面”或或“共线共线”。ab0.03a-b共面0.10图图4-11多要素同要求的简化标注多要素同要求的简化标注图图4-12多处同类要素组成多处同类要素组成被测公共轴线时的标注被测公共轴线时的标注24（5） 当当同一个被测要素有多项形位公差要求同一个被测要素有多项形

18、位公差要求，其其测量方向相同或标注方法又是一致测量方向相同或标注方法又是一致时，可以将时，可以将这些框格绘制在一起，并引用一根指引线。这些框格绘制在一起，并引用一根指引线。 a a图图4-12同一要素多项要求的简化标注同一要素多项要求的简化标注253基准要素的标注基准要素的标注 基准符号中的圆圈应用细实线绘制，其直径基准符号中的圆圈应用细实线绘制，其直径与框格高度相同；圆圈内的字母高度与图样中尺与框格高度相同；圆圈内的字母高度与图样中尺寸数字的高度相同；无论基准符号在图样上的方寸数字的高度相同；无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母均应水平书写向如何，圆圈内的字母均应水平书写 ；基准符；

19、基准符号中的连线必须与基准要素垂直，而不一定垂直号中的连线必须与基准要素垂直，而不一定垂直于粗的短横线。于粗的短横线。abc图图4-14基准符号基准符号26（1） 当当基准要素为轮廓线和表面基准要素为轮廓线和表面时，基准符号应时，基准符号应置于该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地置于该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时，与尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时，可以放置在引出线的任一侧，但基准符号的短线不可以放置在引出线的任一侧，但基准符号的短线不能直接与公差框格相连。能直接与公差框格相连。 aab图图4-15轮廓基准要素的标注轮廓基准要

20、素的标注27（2） 当当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点要素确定的点时，基准符号的连线应与该要素的尺时，基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可寸线对齐；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线的一个箭头；代替尺寸线的一个箭头； bac图图4-16中心基准要素的标注中心基准要素的标注28（3）当当基准要素为中心孔基准要素为中心孔时，基准符号置于中心时，基准符号置于中心引出线的下方；当引出线的下方；当基准要素为圆锥体的轴线基准要素为圆锥体的轴线时，基时，基准线符号中的连线应与圆锥体直径尺寸线准线符号中的连线应

21、与圆锥体直径尺寸线（大端或大端或小端）对齐或与圆锥体内空白的尺寸线对齐。小端）对齐或与圆锥体内空白的尺寸线对齐。abab4/7.5gb145-85ab4/7.5gb145-85图图4-17中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注29（4） 任选基准的标注任选基准的标注，应将基准符号的粗短横线，应将基准符号的粗短横线改为箭头，此时零件的两端面互为基准。改为箭头，此时零件的两端面互为基准。 图图4-18任选基准的标注任选基准的标注0.03aa3031（1）限定性规定的标注限定性规定的标注 如果需要对整个被测要素上如果需要对整个被测要素上任意范围任意范围标注同样几何特标注

22、同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，并在两者之间用斜线隔开，如图并在两者之间用斜线隔开，如图4.14（a）所示。）所示。图图4.14 （a） 如果标注的是如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公两项或两项以上同样几何特征的公差差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图如图4.14（b）所示。）所示。图图4.14（b)4. 附加规定的标注方法附加规定的标注方法32 如果给出的公差仅适用于要素的如果给出的公差仅适用于要素的某一指定局部某一指定局部，应

23、采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图应采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图4.15（a）、（）、（b）所示。）所示。 如果只以要素的某一如果只以要素的某一指定局部作基准指定局部作基准，应采用粗点画，应采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图4.15（c）所示。）所示。图4.15 （a）图4.15 （b）图4.15 （c）33（2）延伸公差带延伸公差带 延伸公差带是指将被测要素的公差带延伸到工件实体之延伸公差带是指将被测要素的公差带延伸到工件实体之外，以外，以保证相配件与该零件配合时能顺利装入保证相配件与该零件配合时能顺利装入。 延伸

24、公差带用延伸公差带用规范的附加符号规范的附加符号 表示，并注出其延伸表示，并注出其延伸的范围，如图的范围，如图4.17所所示。示。p图图 4.17 延伸公差带的标注延伸公差带的标注34（4）最大实体要求、最小实体要求和可逆要求的标注）最大实体要求、最小实体要求和可逆要求的标注（3）自由状态的标注自由状态的标注 对于非刚性零件的自由状态下的公差要求，应采对于非刚性零件的自由状态下的公差要求，应采用规范的附加符号用规范的附加符号 。此符号标注在相应公差值的后此符号标注在相应公差值的后面，如图面，如图4.20所示。所示。f图4.20 （a）图4.20 （b） 最大实体最大实体要求用规范的附加符号要求用规范的附加符号 表示。此表示。此符号可根据需要单独或者同时标注在相应公差值和（或）符号可根据需要单独或者同时标注在相应公差值和（或）基准字母后面，如图基准字母后面，如图4.21所示。所示。m图 4.21 （a）图 4.21 （b）图 4.21 （c）35 最小实体最小