第四章形状和位置公差与检测(一)_互换性原理与技术测量

1、第四章第四章 形状和位置公差与检测形状和位置公差与检测第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念第二节第二节 形位公差标注形位公差标注第三节第三节 形位公差带的特点分析形位公差带的特点分析 第四节第四节 公差原则公差原则 第五节第五节 形位公差的形位公差的标准化标准化与选用与选用 第六节第六节 形位误差的评定与检测原则形位误差的评定与检测原则 学习要求学习要求o 掌握形位公差的基本概念（要素）掌握形位公差的基本概念（要素）o 掌握形位公差的标注方法（框格表示法、被掌握形位公差的标注方法（框格表示法、被测要素、基准要素的标注）测要素、基准要素的标注）o 掌握形位公差带类型、特点及标注方法掌握

2、形位公差带类型、特点及标注方法o 掌握公差原则的基本概念及常用的公差原则掌握公差原则的基本概念及常用的公差原则o 熟悉形位公差的选择原则熟悉形位公差的选择原则 第四章第四章 形状和位置公差与检测形状和位置公差与检测经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差。尺寸误差尺寸误差l几何形状误差几何形状误差l相互位置误差相互位置误差l表面粗糙度表面粗糙度第一节第一节 形位公差基本概念形位公差

3、基本概念零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差 形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念 为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位和制造的经济性，设计时必须合理控制零

4、件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。差）。 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念形位公差的新国家标准形位公差的新国家标准： GBT 11821996形状和位置公差通则、定义、形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法符号和图样表示法； GBT 11841996形状和位置公差未注公差值形状和位置公差未注公差值； GBT 42491996公差原则公差原则； GBT166711996形状和位置公差最大实体要形状和位置公差最大实体要 求、求、最小实体要求和可逆要求最小实体要求和可逆要求 GB195880形状和位置公差检测规定形

5、状和位置公差检测规定。第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念 形位公差的形位公差的研究研究对象就是构成零件几何特征的点、线、对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称面，统称为几何要素，简称要素要素。 1、零件要素、零件要素 球心中心线球面圆锥面素线顶点圆柱面平面第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念按存在状态分按存在状态分: : 1）理想要素）理想要素: :具有几何学意义，没有任何误具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。要素。 2)实际要素实际要素: :零件在加工后实际存在，有误差零

6、件在加工后实际存在，有误差的要素。通常由测得要素来代替。的要素。通常由测得要素来代替。1、零件要素、零件要素 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念按几何特征分按几何特征分: :1）轮廓要素：构成零件轮廓的可直接触及的点、）轮廓要素：构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。线、面。2）中心要素）中心要素：不可触及的，轮廓要素对称中心所不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。示的点、线、面。第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念1、零件要素、零件要素 按在形位公差中所处的地位分按在形位公差中所处的地位分: : 1）被测要素）被测要素：零件图中给出了形状或（和）位零件图中给出了

7、形状或（和）位置公差要求，即需要检测的要素。置公差要求，即需要检测的要素。 2）基准要素：用以确定被测要素的方向或位置）基准要素：用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。的要素，简称基准。 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念1、零件要素、零件要素 按被测要素的功能关系分按被测要素的功能关系分: : 1 1）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素。素。 2 2）关联要素：对其他要素有功能关系的要素，即）关联要素：对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。规定位置公差的要素。 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念1、

8、零件要素、零件要素 2、形位公差项目及符号、形位公差项目及符号 为控制机器零件的形位误差，提高机器的精度和延长为控制机器零件的形位误差，提高机器的精度和延长使用寿命，保证互换性生产，标准相应规定了使用寿命，保证互换性生产，标准相应规定了14项形位公项形位公差项目差项目: : 轮轮 廓廓 形形状状或或位位置置有或无有或无面轮廓度面轮廓度有或无有或无线轮廓度线轮廓度无无圆度圆度无无平面度平面度无无圆柱度圆柱度有有全跳动全跳动有有对称度对称度有有同轴度同轴度有有倾斜度倾斜度有有垂直度垂直度有有圆跳动圆跳动跳跳动动有或无有或无位置度位置度定定 位位定定 向向形形 状状有有有或无基有或无基准要求准要求

9、符号符号 平行度平行度特征项特征项目目 无无有或无基有或无基准要求准要求 符号符号 直线度直线度特征项目特征项目 位位 置置 形形 状状公公 差差 公公 差差 第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念圆柱度圆柱度两同轴圆柱面之间的区域两同轴圆柱面之间的区域9 9圆度圆度两同心圆之间的区域两同心圆之间的区域8 8面轮廓度面轮廓度两等距曲面之间的区域两等距曲面之间的区域7 7线轮廓度线轮廓度两等距曲线之间的区域两等距曲线之间的区域6 6任意方向上的直线度任意方向上的直线度圆柱面内的区域圆柱面内的区域5 5平面度平面度两平行面之间的区域两平行面之间的区域4 4给定平面上的直线度给定平面上的直线

10、度两平行直线之间的区域两平行直线之间的区域3 3空间内点的位置度空间内点的位置度球内的区域球内的区域2 2平面内点的位置度平面内点的位置度圆内的区域圆内的区域1 1特征项目应用示例特征项目应用示例公差带形状公差带形状 公差带区域公差带区域序号序号球tttttt3、形位公差带形状、形位公差带形状第一节第一节 形位公差基本概念形位公差基本概念 按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公差时，应采用差时，应采用代号标注代号标注。 无法采用代号标注时，允许在技术条件中用文字加无法采用代号标注时，允许在技术条件中用文字加以说明。以说明。 形位公差的代号包括：

11、形位公差项目的符号、框格、形位公差的代号包括：形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。 第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注 第一格：第一格：形位公差形位公差符号符号第三格及其以后框格：第三格及其以后框格： 基准代号及其它符号基准代号及其它符号 第二格：第二格：公差数值及有关公差数值及有关符号符号h2hA B 1 1、 形位公差框格标注形位公差框格标注 形位公差框格由两形位公差框格由两格或多格组成，框格格或多格组成，框格中的主要内容从左到中的主要内容从左到右按以下次序填写：右按以下次序填写：公差特征项目符号；公差特

12、征项目符号；公差值及有关附加符公差值及有关附加符号；号；基准符号及有关附加基准符号及有关附加符号。符号。 第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注1 1、形位公差框格标注、形位公差框格标注 形位公差框格由两格或多格组成，框格中的形位公差框格由两格或多格组成，框格中的主要内容从左到右按以下次序填写：主要内容从左到右按以下次序填写：公差特征项目符号；公差特征项目符号；公差值及有关附加符号；公差值及有关附加符号；基准符号及有关附加符号。基准符号及有关附加符号。 A0 . 10.1CAB0.005A0 . 0 5A - B0.1第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注2 2、被测要素的标注、被测要

13、素的标注 被测要素：被测要素：指图样上给出了形位公差要求的要素，是被检测的对指图样上给出了形位公差要求的要素，是被检测的对象。象。 被测要素为轮廓要素的标注被测要素为轮廓要素的标注 轮廓要素轮廓要素 指构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、指构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、面等要素。面等要素。轮廓要素轮廓要素轮廓要素轮廓要素轮廓要素轮廓要素指引线箭头置于被测要素指引线箭头置于被测要素的延长线上的延长线上, ,必须与尺寸必须与尺寸线明显地错开线明显地错开指引线箭头置于被指引线箭头置于被测要素的测要素的轮廓线轮廓线上上指向实际表面时，箭头指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上可置于

14、带点的参考线上第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注 被测要素为中心要素的标注被测要素为中心要素的标注 中心要素中心要素 指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中心线、对称中心面等。心线、对称中心面等。中心要素中心要素指引线箭头指引线箭头应与尺寸应与尺寸线的延长线重合线的延长线重合中心要素中心要素中心要素中心要素第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注3 3、基准要素的标注、基准要素的标注 基准要素基准要素 用来确定被测要素方向或位置的要素。图样上一般用来确定被测要素方向或位置的要素。图样上一般用基准符号标出。用基准符号标出。由基准

15、符号、圆圈、连线和代表基准的字母组成。由基准符号、圆圈、连线和代表基准的字母组成。基准符号用粗线绘制基准符号用粗线绘制, ,靠近基准要素的可见轮廓线靠近基准要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线。或轮廓线的延长线。基准符号用细实线与细实线绘制的圆圈相连。基基准符号用细实线与细实线绘制的圆圈相连。基准字母用大写字母表示准字母用大写字母表示, ,并并向上书写向上书写。为不致引起。为不致引起误解，字母误解，字母E E、I I、J J、M M、O O、P P、L L、R R、F F不用作基不用作基准字母。准字母。基准代号基准代号A第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注ABA当受视图的限制时，当受视图的限

16、制时，轮廓要素的基准代号轮廓要素的基准代号也可这样标注也可这样标注 基准代号的连线不得基准代号的连线不得与尺寸线对齐，应错与尺寸线对齐，应错开一定距离开一定距离 轮廓要素作为基准时的标注轮廓要素作为基准时的标注第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注3 3、基准要素的标注、基准要素的标注 AB0.1 A-B 基准代号的连线基准代号的连线应与相应基准要素的应与相应基准要素的尺寸线对齐。尺寸线对齐。 0.05 AA0.05AA 基准代号的连线基准代号的连线应与相应基准要素的应与相应基准要素的尺寸线对齐。尺寸线对齐。 中心要素作为基准时的标注中心要素作为基准时的标注第二节第二节 形位公差的标注形位

17、公差的标注A0.02A任任 选选 基基 准准 的的 注注 法法第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注4 4、限制范围的标注方法限制范围的标注方法 0.10.05/1000.02/1000.05 A在该要素在该要素上任一局上任一局部长度部长度100mm100mm的的直线度误直线度误差值不得差值不得大于大于0.02mm0.02mm。在被测要素的全长上的直线度误差值不得大在被测要素的全长上的直线度误差值不得大于于0.10.1；同时，在该要素上任一局部长度；同时，在该要素上任一局部长度100mm100mm上的直线度误差值不得大于上的直线度误差值不得大于0.05mm0.05mm。局部限制的标注方法：

18、局部限制的标注方法：仅对部分而不是对整个仅对部分而不是对整个被测要素有公差要求时被测要素有公差要求时的标注形式。图中的点的标注形式。图中的点划线为粗点划线。划线为粗点划线。第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注 d d0.1公差框格所控制的对象仅为整个公差框格所控制的对象仅为整个表面上直径为表面上直径为dd的一个小圆面，的一个小圆面，其平面度误差值不得大于其平面度误差值不得大于0.1mm0.1mm。dd圆周用粗点划线绘制。圆周用粗点划线绘制。A要素局部作为基要素局部作为基准的标注方法准的标注方法 4 4、限制范围的标注方法、限制范围的标注方法第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注5 5

19、、其它规定注法、其它规定注法 0 . 10 . 13 AAAA几几个不共面的表个不共面的表面有相同公差要面有相同公差要求的注法一求的注法一几个不共面的表几个不共面的表面有相同公差要面有相同公差要求的注法二求的注法二0.10.13AAAA第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注5 5、其它规定注法、其它规定注法 用同一公差带控制几用同一公差带控制几个共面或共线的被测个共面或共线的被测表面的表面的注法注法一一用同一公差带控制用同一公差带控制几个共面或共线的几个共面或共线的被测表面的被测表面的注法注法二二共面共面共面共面第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注5 5、其它规定注法、其它规定注法

20、0.010.020.020.05B0.010.020.020.05 B同一要素有多项公差要求的注法同一要素有多项公差要求的注法第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注A- 0 . 401 6A0 . 0 10 . 0 0 40 . 0 2 545P7B100h6B(1). 100h6(1). 100h6外圆对外圆对孔孔45P745P7的轴线的径向的轴线的径向圆跳动公差为圆跳动公差为0.025mm0.025mm；(2).100h6(2).100h6外圆的圆度外圆的圆度公差为公差为0.004mm0.004mm； (3).(3).零件上箭头所指两端零件上箭头所指两端面之间的平行度公差为面之间的平行

21、度公差为0.01mm.0.01mm.。 例：齿轮毛坯形位公差标注例：齿轮毛坯形位公差标注第二节第二节 形位公差的标注形位公差的标注小结：小结： 掌握要素的基本概念。掌握要素的基本概念。 掌握零件形位公差的掌握零件形位公差的框格表示法，包括被测要素框格表示法，包括被测要素 为轮廓要素及中心要素的标注方法，基准的标注为轮廓要素及中心要素的标注方法，基准的标注方法方法。 作业：作业：P112: 4-7P112: 4-7，4-84-8，4-134-13，4-154-15 小结及作业小结及作业 第三节第三节 形位公差带的特点分析形位公差带的特点分析形状公差带形状公差带位置公差带位置公差带形位公差项目之间

22、的相互关系形位公差项目之间的相互关系相关知识点回顾相关知识点回顾1.1.形位公差相关几何要素及其分类形位公差相关几何要素及其分类 几何要素几何要素: 点、线、面点、线、面 按状态分：理想要素、实际要素按状态分：理想要素、实际要素 按作用分：被测要素、基准要素按作用分：被测要素、基准要素 按性能分：单一要素、关联要素按性能分：单一要素、关联要素2.2.形位公差相关基本概念形位公差相关基本概念 基准、理论正确尺寸、最小包容条件等基准、理论正确尺寸、最小包容条件等 3. 形位公差项目及其标注形位公差项目及其标注相关知识点回顾相关知识点回顾引例一引例一BA引例二引例二尺寸公差带尺寸公差带形位公差带概述

23、形位公差带概述形位公差带：形位公差带：用于限制实际要素用于限制实际要素形状和位置形状和位置 变动的区域变动的区域，叫做形位公差带。，叫做形位公差带。 空间区域空间区域 平面区域平面区域 形位公差带形位公差带形位公差带概述形位公差带概述形位公差带由四个要素构成：形位公差带由四个要素构成： 形状形状 方向方向 位置位置 大小大小 四要素四要素 分析法分析法一、形状公差带一、形状公差带 形状公差形状公差是指是指单一单一实际要素的实际要素的形状形状所允所允许的许的变动全量变动全量。 形状公差带形状公差带是是限制单一限制单一实际被测要素变实际被测要素变动的动的区域区域，零件实际要素在该区域内为合格。，零

24、件实际要素在该区域内为合格。1. 直线度直线度 t0.01 0.01轴截面内轴截面内两平行线间两平行线间位置浮动位置浮动 大小大小t公差带是轴截面内距离为公差带是轴截面内距离为0.01的两平行线间的区的两平行线间的区域。域。（给定平面内）（给定平面内）一、形状公差带一、形状公差带1. 直线度（直线度（给定方向给定方向） 单方向单方向两平行平面间两平行平面间位置浮动位置浮动大小大小t 公差带是位于箭头所指方向距离为公差值公差带是位于箭头所指方向距离为公差值0.02mm的两的两平行平面之间的区域。平行平面之间的区域。 一、形状公差带一、形状公差带1. 直线度直线度（任意方向任意方向） 任意方向任意

25、方向圆柱内圆柱内位置浮动位置浮动 公差带是直径为公差值公差带是直径为公差值0.04mm的圆柱面内的的圆柱面内的区域。区域。一、形状公差带一、形状公差带2. 圆度圆度 公差带是垂直于轴线的任一正截面上，半径差为公差带是垂直于轴线的任一正截面上，半径差为0.02mm的两同心圆之间的区域。的两同心圆之间的区域。 正截面内正截面内同心圆环同心圆环位置浮动位置浮动一、形状公差带一、形状公差带3. 圆柱度圆柱度 公差带是半径差为公差值公差带是半径差为公差值0.02的两同轴圆柱面内的两同轴圆柱面内的区域。的区域。 同心圆柱面同心圆柱面任意方向任意方向位置浮动位置浮动一、形状公差带一、形状公差带二、位置公差带

26、二、位置公差带 位置公差位置公差是指是指关联实际要素关联实际要素的的位置位置对对基基准准所允许的所允许的变动全量变动全量。 位置公差带位置公差带是限制是限制关联关联实际要素实际要素变动的变动的区域区域，被测实际要素位于此，被测实际要素位于此区域区域内为合格，区内为合格，区域的大小由域的大小由公差值公差值决定。决定。 二、位置公差带二、位置公差带1、平行度：是限制实际要素对基准在、平行度：是限制实际要素对基准在平行方向平行方向上的变动量上的变动量的一项指标。的一项指标。 公差带为距离为公差值公差带为距离为公差值0.01mm，且平行于基准，且平行于基准A的两的两平行平面间区域。平行平面间区域。 位

27、置公差带位置公差带定向公差带定向公差带基准基准定向最小包容区定向最小包容区域域平行度误差平行度误差 两平行平面两平行平面与基准平行与基准平行位置浮动位置浮动0.01AA基准基准2、垂直度：、垂直度：是限制实际要素对基准在垂直方向上是限制实际要素对基准在垂直方向上 变动量的一项指标。变动量的一项指标。 垂直度的公差带是直径等于公差值垂直度的公差带是直径等于公差值0.01mm，且于，且于基准垂直的圆柱体内的区域。基准垂直的圆柱体内的区域。 圆柱圆柱轴线与基准垂直轴线与基准垂直位置浮动位置浮动f0.01 位置公差带位置公差带定向公差带定向公差带B0.06B60基准线基准线3. 倾斜度倾斜度单一方向单

28、一方向两平行面间两平行面间位置浮动位置浮动公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值0.02mm的两平行平面之间区域，的两平行平面之间区域，平行平面与基准成平行平面与基准成理论正确角度理论正确角度。t 位置公差带位置公差带定向公差带定向公差带0.040.01AA1、同轴度同轴度：是限制被测轴线偏离基准轴线的一项指标：是限制被测轴线偏离基准轴线的一项指标。 同轴度公差带是直径为公差值同轴度公差带是直径为公差值0.01mm，且与基准轴，且与基准轴线同轴的圆柱面内区域。线同轴的圆柱面内区域。与基准轴同向与基准轴同向圆柱内圆柱内位置确定（与基准轴同轴）位置确定（与基准轴同轴） 位置公差带位置公差带定向公

29、差带定向公差带2、对称度对称度：是限制被测中心要素偏离基准中心要素的一：是限制被测中心要素偏离基准中心要素的一项指标。项指标。对称度的公差带是距离为公差值对称度的公差带是距离为公差值0.01mm，且相对基准，且相对基准轴线轴线的两平行平面之间的区域。的两平行平面之间的区域。给定一个方向给定一个方向两平行平面间两平行平面间位置固定位置固定 位置公差带位置公差带定向公差带定向公差带3. 位置度位置度: 位置度是限制被测点线面的位置度是限制被测点线面的实际位实际位置置对其对其理想位置理想位置变动量的一项指标。变动量的一项指标。 公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值0.05，且以理论正确尺寸和理，

30、且以理论正确尺寸和理论正确角度相对于论正确角度相对于A、B基准确定的理想位置为中心对称配基准确定的理想位置为中心对称配置的两平行平面之间的区域。置的两平行平面之间的区域。 给定一个方向给定一个方向两平行平面间两平行平面间位置固定位置固定 位置公差带位置公差带定向公差带定向公差带B 基准平面tA 基准轴线 位置公差带位置公差带跳动公差带跳动公差带1. 跳动公差跳动公差 径向圆跳动径向圆跳动轴向圆跳动轴向圆跳动斜向圆跳动斜向圆跳动跳动跳动公差公差圆跳动圆跳动全跳动全跳动径向全跳动径向全跳动轴向全跳动轴向全跳动3. 跳动公差跳动公差( 径向）径向） 单一平面单一平面两同心圆两同心圆与基准同轴与基准同轴半径差为半径差为t 公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差值值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。 位置公差带位置公差带跳动公差带跳动公差带3. 全跳动公差全跳动公差任意方向任