公差配合与技术测量

1、第 一 章公 差 与 配 合第一节 概 述一、 互换性概念：不同地点制造的相同规格型号的机器零件、部件、元件、器件等在装配维修时可以替换使用的性能，称其为互换性。分类：按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换。完全互换：要求零、部件在装配时，不需挑选和辅助加工；不完全互换：允许零部件在装配前进行予先分组或在装配时采取调整等措施。 要保证零部件具有互换性，只要同规格的零部件几何参数做到完全一样就能实现。但是实际这是做不到的。实践证明只要使几何参数（几何尺寸大小、几何形状、几何位置）保证在一定的变动范围内，就能满足互换性的要求。第 二 节 尺 寸 术 语 定 义（1）孔：主要指圆柱形的内表面，也包

2、括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。（2）轴：主要指圆柱形外表面，也包括其他外表面有单一尺寸确定的部分。（3）尺寸：用特定单位表示长度值的数字。（4）基本尺寸：是设计给定的尺寸。（5）实际尺寸：是通过测量获得的尺寸。（6）极限尺寸：是指允许尺寸变化的两个极限值。两个极限尺寸中较大的一个称为最的极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。（7）最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸：最大实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最多时状态。在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸，它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。（8）最小实体状态(LMC)和最小实体尺寸：最小实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内

3、，具有材料量最少时的状态。在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸，它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。二、 形位公差第二艺术形位公差分类,符号及公差带一.形位公差分类形位公差公分为两在类:形位公差和位置公差。（1） 形位公差是对单一要素的要求，是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。根据单一要素的几何各特性，具休分为直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等六个项目。（2） 位置公差是对关联要素的要求，是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。根据零件关联要素之间的不同位置特征和误差控制要求，位置公差分为三种：定向公差、定位公差和跳动公差。 定向公差是指一个要素相对基准要素保

4、持一定方向，在给定主向上所允许的变动全量，或日关联实际要素相对基准在方向上允许的变动全量。其中，对两个要素的具体位置并没限制。定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度等三个项目。 定位公差是指一个要素相对基准要素保持确定的位置关系所给出的允许动全量，或日关联实际要素相对基准在位置上允许的变动全量。定位公差包括同轴度、对称度和位置度等三个项目。 跳动公差是指回转体轮廓要素上各点相对于基准轴线间所允许的最大跳动量，或日关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。按误差测量部位和方法不同，跳动公差分为圆跳动和全跳动两个项目。二 形位公差符号各个项目的形位公差符号规定如表2.1所列。分 类

5、项 目分 类项 目符 号形状公差直线度位置公差定向平行度垂直度平面度倾斜度圆度定位同轴度圆柱度对称度线轮廓度位置度面轮廓度跳动圆跳动全跳动三、形位公差带所谓形位公差带是指限制实际要素变动的区域。在生产中构成实际形状或位置的点、线、面只有位于该区域内才为合格，否则为不合格。前面已介绍，尺寸公差带只有大小（公差带宽度）和位置（基本偏差）两个特征，而形成公差带要复杂得多，有形状、方向、位置和大小四个特征，这些是由零件的功能和互换性要求所决定的。（1） 公差带的形状，常见的形位公差带形状有十种。如表2.2所列。表2.2形状和位置公差带形状的主要形式序号公差带名称公差带形状实用示例1两平行直线经定平面内

6、直线度2两等距曲线线轮廓度3两同心圆圆度4一个圆平面内点的位置度5一个球空间内点的位置度6一个圆柱体任意方向上直线度7两平行平面平面度8一个四棱柱给定互相垂直的两个方向的直线度9两等距曲面面轮廓度10两同轴圆柱面圆柱度(2)公差带的方向：指公差带放置的方向，与正确评定被测要素误差的方向一致。对形状公差，公差带的方向应为符合最小条件的理想要素方向。对于位置公差，由被测要素与基准之间保持给定的几何关系所决定。（3）公差带的位置：指公差带与零件实际尺寸之间的关系。可分为两种，一种随实际尺寸而变化，通常所说是浮动的，如平行度公差带；另一种不随实际尺寸变化的，即通常所说是固定的，如同圆度公差带，它由基准

7、轴线确定其位置，不受要素的实际尺寸影响。(4)公差带的大小：是指形位公差带宽度或直径大小。第 三 节 形 位 公 差 标 注一、形位公差标注的一般规定1、形状公差标注方法形状公差的要求和说明用公差框格表达。对于形状公差框格有二格，第一格填形状公差符号；第二格填公差数值及有关符号。标准规定，在图样上用带箭头的指引线将被被测要素与公差框格的一端相连，表示对形状公差的要求，如图2-2所示。2、位置公差的标注方法位置公差区别于形状公差，增加了基准要素。在标注时，要用基准代号，基准代号是由基准符号、圆圈，连线和字母组成，用以标注基准部位。此时公差框格要用三格或更多格表达，被测部分用框格和带箭头的指引线表

8、示。左起第一格填位置公差符号；第二格填公差值和有关符号；第三格及以后各格填写基准字母和有关符号。指引线箭头的方向应指向公差带的宽度或直径（即误差测量方向），一般应垂直于被测部位的轮廓线或其引出线，如图2-3以及后面位置误差有关各图所示。二、被测要素的标注在零件图上，被测要素是用带箭头的指引线由公差框格的一端引出，指未箭头指向被测要素的轮廓线或其引出线上，箭头所指方向，即为公差带的宽度方向。当被测要素为轮廓要素时,指箭头应与尺寸线明显地错开,如图2-4(a).0.01 0.010.010.010.010.01 当被测要素为轴线、球心或中心平面时，指引线的箭头应与该要素的尺寸线对齐，如图2-4（b

9、）所示。图中指示箭头批在d尺寸线位置，表示该直线度公差要求所指被测要素为d圆柱面的轴线。当被测要素为单一要素或多个要素的公共轴线时，指示箭头可直接指向中心线，如图2-4（c），图中指示箭头直接指在d1、d2的公共轴线上，表示该平行度公差要求所指的被测要素为该两孔的公共轴线。当被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭头应与圆锥体的直径尺寸线（大端或小端）对齐，如图2-5所示。如果直径尺寸不能明显地区别圆锥体与圆柱体时，则应在圆锥体内画出空白尺寸线，并将指引线的箭头与该空白尺寸线对齐，如图2-6（a）所示。如图锥体采用角度尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度尺寸线画出，如图2-6（b）所示。三、公差数

10、值的标注方法及有关规定公差数值标注在公差框格第二格内，有以下几种标注方法。（1） 只有公差数值，没有任何附加要求，仅标出单一的公差数值，被测范围是指示箭头所指的整个被测要素，如图2-7a所示，图中直线度公差值0.02，并表示该要求是该要求是整个圆柱面轴线。当给定的公差带为圆或圆柱形时，在公差值前应加注符号“”；公差带为球形时，则应加注符号“球”（2） 有附加要求的标注：图纸上不仅标注出公差数值，并注有附加符号。如图2-b所示，图中标注“0.01(+)”,表示被测要素除应控制在给定的公差带内,还必须控制直线变误差变动,只许中间部分向材料外凸起。公差数值后的附加符号除(+)外，还有（-）和（ ）或

11、（ ）。符号（-），表示被测要素误差只许向材料内凹下，而符号（ ）或（ ）表示被测要素误差只许沿符号尖头指引方向逐渐减少。（3） 给定范围要求的公差数值标注：有以下几种情况。 被测范围仅为某一整体要素中的一部分，图纸上用细实线画出，限定范围，并注明尺寸，如图2-7（c）所示。图中所注50mm范围，即表示直线度公差要求所控制范围。 如需给出被测要素任一长度（或范围）的公差值时，标注方法如图2-7（d）所示，此时范围与公差值之间用“：”隔开，图中所示表示被测轴线任一100mm长度范围内，直线度误差均能不得大于0.02mm。 如需给出任一长度（或范围）公差值，同进还需给出全长（或整个要素）内的公差值

12、时，其标注方法如图2-7（e）所示。分子表示全长公差值，分母表示任意长度的公差值。四、基准要素的标注方法通常基准要素利用基准代号进行标注。基准代号由基准符号、圆圈、连线和字母组成。基准符号用加粗的短划线表示，标注在靠近基准要素的轮廓线或其延伸线旁，中间隔开适当间隙，如图2-8（b）所示。基准代号圆圈用细实线绘制，其直径与公差框格高度相同，圆圈内填写大写的拉丁字母。一般基准符号用连线与公差框格的另一端相连，即与被测要素指引线相对的一侧相连，如图2-8（a）所示，此时圆圈字母均省略。当基准要素与被测要素距离较远时，或者不便于直接相连时，则采用基准代号方法标注，如图2-8（b）所示。此时，在框格的第

13、三格和以后各格按一定顺序填写与基准代号中相一致的字母。当基准要素为轮廓要素时，基准符号的连线应与尺寸线明显地错开，如图2-9（a）所示。当基准要素为轴线、球心或中心平面时，基准符号应与该要素的尺寸线对齐，如图2-9（b）所示。图中给出的图跳动公差要求，所指基准要素为d2圆柱面的轴线。当基准要素为单一要素的轴线或各个要素的公共轴线、公共中心平面时，基准符号可直接靠近公共轴线标注，如图2-9（c）所示。图中基准A指d1和d2两孔的公共轴线。当基准要素为圆锥体的轴线时，基准符号应与圆锥体的大端（或小端）直径尺寸线对齐，如图2-10所示。如果直径尺寸不能明显区别圆锥体与圆柱体时，则在圆锥体内画出空白尺

14、寸线，并将基准符号与该空白尺寸线对齐。如图2-11（a）所示。如果圆锥体采用角度尺寸标柱，则基准符号应对差该角度尺寸线画出，如图2-11（b）所示。五、形位公差常用简化标注方法（1） 同一要素有多项形位公差要求，且各项形位公差的标注方法又一致时，可将多项公差框格画在一起，合用一个指示箭头，如图2-12中，内孔母线平行度及圆度。（2） 多个不同要素相对一个基准有位置公差要求，则可有一条公用基准符号连线。如图2-12中，锥面、台肩及端面对内孔轴线的跳动及垂直度。（3） 多个不同素有相同的形位公差要求，可以用一个共用的公差框格，引出多个指示箭头，如图2-13（a）所示，从同一公差框格引出三个指示箭头

15、，分别指向三处不同的圆柱表面，表示该三个圆柱表面对基准轴线A具有相同跳动公差要求。（4） 多项不同要素有相同的多项形位公差要求，可以把多个公差框格绘在一起，自一端引出多个指示箭头，如图2-13（b）所示。图中表示两头轴径表面给出同样的圆度和圆跳动公差要求。六、公差框格上下附加文字说明有时公差框格上方或下方附加一定的文字说明，是对框格中给定的形位公差提出的附加要求。如图2-14所示。（1）被测要素的部位或数量说明，标注在公差框格的上方，如图2-14（a）所示。图中公差框格上方“两处”字样，表示该零件两端15h7有相同圆度公差。（2） 形位公差要求的一般解释性说明，标注在公差框格下方，如图2-14

16、（b）所示。图中公差框格下方注出“长向”字样，说明直线度公差，不是对视图所示宽度方向的要求，而是对垂直于视图长度方向的要求。（3） 检测方法说明，按GB1958-80“形状和位置公差检测规定”中给出的检测方案代号，标注在框格下方，图2-14（c）中标有“3-3”字样，表示该零件圆度误差检测是按标准规定的圆度误差检测方案“3-3”进行的。第四节 形状公差形状公差有六种：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。一、直线度公差构成零件的直线要素有多种形式，如圆柱面的素线、轴线、平面与平面交线等。这些直线在零件上具不同的功能要求，并给出不同形式的直线度公差要求。（1） 直线度公差：实际直线对

17、理想直线所允许的最大变动量。（2） 公差带：根据零件功能要求，直线度公差带可分为三种情况，一是在给定平面内，二是在给定方向上，三是在任意方向上。 在给定平面内的直线度公差。如图2-15（a）所示，圆柱面素线直线度公差为0.02mm是指圆柱面任一素线在通过轴线的剖切平面内，其直线度误差不允许超过0.02mm,见图2-15(b)。又如图2-16（a）所示，机床导轨平面的两个视图分别给出0.1和0.05mm两项直线度公差要求，是指该表面在长方向和横方向与导轨表面垂直平面内，导轨表面相应的素线直线度误差不允许超过的公差要求，如图2-16（b）所示。从上面示例中可以看出，此种情况公差带是距离为公差值t的

18、两平行直线之间的区域。 在给定方向上的直线度公差。图2-17（a）中，给出沿指示箭头方向上的直线度公差0.02mm，此时指示箭头所指方向即为给定方向。该公差表示实际的零件的棱线必须位于沿给定方向上距离为0.02mm两平行平面内，见图2-17（b）。图2-18（a）中，同一棱线分别给出相互垂直两个方向上的直线度公差，分别为0.2和0.1mm，表示实际棱线必须位于水平方向距离0.2mm，垂直方向距离0.1mm两组相互垂直的平行平面所组成的四棱柱内，见图2-18（b）。从上例可知，在给定方向上的直线度公差带有两种情况，当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t1×t2的四棱柱内的区域。在任意

19、方向上的直线度公差。如图2-19（a）所示，给出d圆柱面的轴线直线度公差为0.04mm表示d圆柱面的轴线必须位于直径为0.04mm的圆柱面内，见图2-19（b）可见在任意方向上直线度公差带是直径为公差t的圆柱面内的区域。二、平面度公差零件上平面要素形式也很多，如各种平板，工作台表面，量块表面，轴径台肩端面等。平面是零件结构组成的重要形式，因此平面度的精度要求也是一项常用的重要指标。（1） 平面度公差：是平面的实际表面对理想平面所允许的最大变动量。（2） 平面度公差带：如图2-20（a）所示，给出平面度公差0.1mm，表示实际表面必须位于距离为0.1mm的两平行平面间的区域内，见图2-20（b）

20、平面度公差带是距离为公差值t的两行平面之间的区域。三、圆度公差零件上圆的要素形式亦很多，圆柱、孔、圆锥横截面轮廓，以及球形零件任一截面均为圆。这些亦是构成零件主要形式，它的正确性对保证零件功能具有重要作用。（1） 圆度公差：是在同一正截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。（2） 公差带：如图2-21（a）所示，给出圆柱体的圆柱体的圆度公差0.02mm，表示在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为0.02mm的两同心圆之间。如图2-21（b）所示。可见，圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。四、圆柱度公差圆柱度反映了对圆柱体的横截面、轴截面和轴线的形状误差的

21、综合要求。在实际情况下，圆柱面指轴、孔内外表面。（1） 圆柱度公差：是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。（2） 圆柱度公差带：如图2-22（a）所示，给出圆柱面的圆柱度公差0.05mm的要求，表示实际圆柱面必须位于半径差为0.05mm的两同轴圆柱面的区域内，见图2-22（b）。可见，圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。五、线轮廓度公差线轮廓度是对零件在给定的平面上，任意形状的曲线形状的要求。这种曲线如凸轮轮廓曲线，涡轮叶片截面轮廓线等。（1） 线轮廓度公差：指非圆曲线的实际轮廓线，对理想轮廓线的最大允许变动量。（2） 线轮廓度公差带：根据理想曲线的确定方式，线轮廓度公差带有以下两种：一要素线轮廓度。这种情况仅对被测轮廓线本身给出轮廓度公差要求，与其它要素无关，即不存