形状和位置公差及其检测

1、（1 1）形位公差的研究对象）形位公差的研究对象 几何要素几何要素 ：即构成零件几何特征的点、线、面。：即构成零件几何特征的点、线、面。球面球面圆锥圆锥端面端面 圆柱面圆柱面素线素线轴线轴线球心球心锥顶锥顶一一概概述述概述概述一一一一概概述述按结构特征分类按结构特征分类轮廓要素轮廓要素中心要素中心要素能够能够直接感知直接感知不能不能直接感知直接感知（2 2）几何要素的分类）几何要素的分类素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面轮廓要素轮廓要素轴线轴线球心球心中心要素中心要素一一概概述述按存在状态分类按存在状态分类理想要素理想要素实际要素实际要素无任何误差无任何误差实际不存在实际不存

2、在有误差有误差实际存在实际存在按所处地位分类按所处地位分类被测要素被测要素基准要素基准要素需要研究需要研究测量的对象测量的对象确定被测要素确定被测要素方向和位置方向和位置加工后的要素加工后的要素图样上的要素图样上的要素一一概概述述按功能关系分类按功能关系分类（针对被测要素）（针对被测要素）单一要素单一要素关联要素关联要素给出形状给出形状公差的要素公差的要素给出位置给出位置公差的要素公差的要素与基准无方与基准无方向位置的关系向位置的关系与基准有方与基准有方向位置的关系向位置的关系eeee零件加工后的形状与理想形状之间的差异。零件加工后的形状与理想形状之间的差异。（3 3）形状误差）形状误差一一概

3、概述述e零件加工后各要素彼此之间偏离了理想位置。零件加工后各要素彼此之间偏离了理想位置。一一概概述述（4 4）位置误差）位置误差分类项目符号分类项目符号形状公差形状或位置或方向公差直线度方向公差位置公差跳动公差平行度平面度垂直度圆度倾斜度圆柱度同轴度线轮廓度对称度面轮廓度位置度圆跳动全跳动（5 5）形位公差的特征项目及符号）形位公差的特征项目及符号一一概概述述（摘自GB/T11821996）（6 6）形位公差带）形位公差带 形位公差带是指限制实际要素变动的区域；具有形位公差带是指限制实际要素变动的区域；具有形状、大小、方向、位置四个要素：形状、大小、方向、位置四个要素：常见的形位公差带的形状如

4、图：常见的形位公差带的形状如图：一一概概述述1 1、 形状形状 体现被测要素的精度高低，由公差值体现被测要素的精度高低，由公差值t确定，指确定，指公差带的宽度或直径公差带的宽度或直径。 指形位误差的检测方向，即误差变动的方向。指形位误差的检测方向，即误差变动的方向。一一概概述述2 2、大小、大小3 3、方向、方向分为固定和浮动两种分为固定和浮动两种：一一概概述述4 4、位置、位置浮动：形位公差带在尺寸公差带内可随实际尺寸浮动：形位公差带在尺寸公差带内可随实际尺寸位置的不同而变动；位置的不同而变动；固定：形位公差带的位置不随实际尺寸的变动而固定：形位公差带的位置不随实际尺寸的变动而变化。变化。1

5、 1、公差框格、公差框格公差值及附加符号公差值及附加符号基准要素的字母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公差特征项目的符号形状公差：公差框格仅两格；形状公差：公差框格仅两格；位置公差：公差框格为三格、四格或五格。位置公差：公差框格为三格、四格或五格。 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）。置（逆时针转）。（7 7）形位公差的标注）形位公差的标注一一概概述述标注代号由标注代号由公差框格公差框格、指引线指引线和和基准代号基准代号等构成。等构成。2 2、指引线、指引线作用作用：连接形位公差框格与被测

6、要素。：连接形位公差框格与被测要素。 指引线可从框格任一方向引出，引出时必须垂直于公差指引线可从框格任一方向引出，引出时必须垂直于公差框格；箭头要指向被测要素。框格；箭头要指向被测要素。一一概概述述 公差框格用指引线与被测要素相连公差框格用指引线与被测要素相连, ,指引线的箭头应指指引线的箭头应指向几何公差带的向几何公差带的宽度方向宽度方向或或直径方向直径方向： n当指引线的箭头指向公差带的宽度时当指引线的箭头指向公差带的宽度时, ,几何公差值只写几何公差值只写数字。数字。n当指引线的箭头指向圆形或圆柱形公差带的直径时当指引线的箭头指向圆形或圆柱形公差带的直径时, ,几几何公差值的数字前面加注

7、符号何公差值的数字前面加注符号“”。一一概概述述组组成成一一概概述述3 3、基准代号、基准代号注意事项注意事项（1）无论基准方向如何，圆圈内的字母都应水平书写。无论基准方向如何，圆圈内的字母都应水平书写。（2）字母）字母E、F、I、J、L、M、O、P、R不能采用不能采用。（3）基准分为三类：基准分为三类：单一基准；单一基准；公共基准；公共基准；基准体系；基准体系；1 1、被测要素是、被测要素是轮廓轮廓要素要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上；箭头必须与尺寸线线的延长线上；箭头必须与尺寸线明显错开明显错开。 素线直线度素线直线度（8 8）被测要素的标注方法

8、）被测要素的标注方法一一概概述述2 2、 被测要素是被测要素是中心要素中心要素时，指引线的箭头应与尺寸线时，指引线的箭头应与尺寸线对对齐齐。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。轴线直线度轴线直线度一一概概述述1 1、基准要素为轮廓要素时，基准代号中的连线应垂直于基、基准要素为轮廓要素时，基准代号中的连线应垂直于基准或其延长线；连线与尺寸线明显错开。准或其延长线；连线与尺寸线明显错开。一一概概述述（9 9）基准要素的标注方法）基准要素的标注方法2 2、基准要素是中心要素时，基准连线应与尺寸线对齐。、基准要素是中心要素时，基准连线应与尺寸线对齐。 形状公

9、差是指单一实际要素的形状所允许形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。的变动全量。1 1、形状公差、形状公差形状公差包括形状公差包括直线度直线度平面度平面度圆度圆度圆柱度圆柱度 二二形形状状公公差差二二形状公差形状公差直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差。直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差。1、 直线度直线度（1）给定平面内的直线度公差）给定平面内的直线度公差 公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的的两平行直线之间的区域区域 。二二形形状状公公差差（2）给定方向的直线度公差）给定方向的直线度公差 公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值t t的两

10、平行平面之间的区域。的两平行平面之间的区域。 二二形形状状公公差差例一例一（3）任意方向的直线度公差）任意方向的直线度公差 公差值前加注公差值前加注，公差带是直径为，公差带是直径为t t的圆柱面内的圆柱面内的区域。的区域。二二形形状状公公差差平面度公差用于限制被测实际平面的形状误差。平面度公差用于限制被测实际平面的形状误差。 平面度公差既可以限制被测表面的平面度误差，还可平面度公差既可以限制被测表面的平面度误差，还可以同时限制被测表面的直线度误差。以同时限制被测表面的直线度误差。2 、平面度、平面度二二形形状状公公差差公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。的两平行平

11、面之间的区域。 圆度用于限制回转体的正截面或过球心的任意截面轮圆度用于限制回转体的正截面或过球心的任意截面轮廓圆形状误差。廓圆形状误差。0.03t0.033 、圆度、圆度二二形形状状公公差差公差带是半径差为公差值公差带是半径差为公差值t的两同心圆之间区域。的两同心圆之间区域。圆柱度用于限制实际被测圆柱面的形状。圆柱度用于限制实际被测圆柱面的形状。4 、圆柱度、圆柱度二二形形状状公公差差公差带是公差带是半径差半径差为公差值为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。的两同轴圆柱面之间的区域。2 2、轮廓度公差、轮廓度公差轮廓度公差属于形状、方向或位置公差；轮廓度公差属于形状、方向或位置公差；分为线轮廓度

12、和面轮廓度两项分为线轮廓度和面轮廓度两项无基准要求时属于形状公差，无基准要求时属于形状公差，有基准要求时属于位置公差；有基准要求时属于位置公差；二二形形状状公公差差1）线轮廓度）线轮廓度 线轮廓度用于线轮廓度用于限制平面曲线或曲限制平面曲线或曲面的截面轮廓的形面的截面轮廓的形状变动。状变动。二二形形状状公公差差2）面轮廓度）面轮廓度 面轮廓度用于限面轮廓度用于限制曲面轮廓的形状变制曲面轮廓的形状变动。动。二二形形状状公公差差位置公差位置公差：指关联被测实际要素的方向或位置对基准所允：指关联被测实际要素的方向或位置对基准所允 许的变动全量。分为方向、位置和跳动公差。许的变动全量。分为方向、位置和

13、跳动公差。位置公差位置公差三三位置公差带位置公差带：限制关联实际要素变动的区域。：限制关联实际要素变动的区域。 基准：是确定实际被测要素的方向或位置的参考对基准：是确定实际被测要素的方向或位置的参考对象（依据），应具有理想的形状象（依据），应具有理想的形状图样上标注的基准图样上标注的基准是理想的，无形状误差。分为：基准面（平面）、基准是理想的，无形状误差。分为：基准面（平面）、基准线、基准点。线、基准点。 对关联被测要素提出定向、定位或跳动公差要求对关联被测要素提出定向、定位或跳动公差要求时，必须在设计中指明基准。时，必须在设计中指明基准。 1 1）基准的种类）基准的种类 （1 1）单一基准）

14、单一基准 由一个基准要素建立的基准。由一个基准要素建立的基准。 （2 2）公共基准（组合基准）公共基准（组合基准） 由两个或两个以上由两个或两个以上的同类基准要素建立的一个独立的基准。的同类基准要素建立的一个独立的基准。作为一个作为一个独立的基准使用。独立的基准使用。1 1、基准、基准三三位位置置公公差差 （3 3）三基面体系（基准体系）三基面体系（基准体系） 当单一基准或一个当单一基准或一个独立的公共基准不能对被测要素提供完整而正确的定向或独立的公共基准不能对被测要素提供完整而正确的定向或定位时，需引用基准体系。定位时，需引用基准体系。 为了与空间直角坐标系一为了与空间直角坐标系一致，规定以

15、三个互相垂直的平面（基准平面）构成一个基致，规定以三个互相垂直的平面（基准平面）构成一个基准体系准体系三基面体系：三基面体系： 三三位位置置公公差差定向公差：定向公差：是指关联实际要素相对基准在方向上允许是指关联实际要素相对基准在方向上允许 的变动量。的变动量。2 2、定向公差与公差带、定向公差与公差带三三位位置置公公差差定向公差带：定向公差带：1 1）相对基准有确定的方向；）相对基准有确定的方向； 2 2）其位置往往是浮动的；）其位置往往是浮动的； 3 3）具有综合控制被测要素方向和形状的功能。具有综合控制被测要素方向和形状的功能。1 1、“面对面面对面”的平行度的平行度t 基准平面 被测要

16、素被测要素：上平面上平面 ； 基准要素：基准要素：底面底面 。 其公差带是距离为公差值其公差带是距离为公差值t，且平行于基准面的两平行且平行于基准面的两平行平面之间的区域。平面之间的区域。三三位位置置公公差差（1 1）平行度）平行度2 2、“线对面线对面”的平行度的平行度3 3、“线对线线对线”的平行度的平行度t基准线被测要素被测要素： D D孔轴心孔轴心。 基准要素基准要素：另一个孔的中心线另一个孔的中心线。（1）给定方向上）给定方向上三三位位置置公公差差（2）任意方向）任意方向 基准线t三三位位置置公公差差 线对面的垂直度。线对面的垂直度。 基准平面 t 0.1A d A 三三位位置置公公

17、差差（2 2）垂直度）垂直度（1）给定方向上）给定方向上 （2 2）任意方向）任意方向A d A 0.05 d 基准平面 三三位位置置公公差差 面对面的倾斜度。面对面的倾斜度。 三三位位置置公公差差（3 3）倾斜度）倾斜度定位公差：定位公差：是指关联实际要素相对基准在方向上允许是指关联实际要素相对基准在方向上允许 的变动全量。的变动全量。3 3、定位公差与公差带、定位公差与公差带三三位位置置公公差差定位公差带：定位公差带：1 1）相对基准有确定的位置；）相对基准有确定的位置； 2 2）具有综合控制被测要素位置、方向和具有综合控制被测要素位置、方向和 形状的功能。形状的功能。用于限制被测实际轴线

18、对基准轴线的位置误差；用于限制被测实际轴线对基准轴线的位置误差；基准轴线 tBA d 0.1A-B t t三三位位置置公公差差（1 1）同轴度）同轴度被测要素和基准要素均为零件结构中的中心线。被测要素和基准要素均为零件结构中的中心线。基准平面tt/2AA0.1三三位位置置公公差差（2 2）对称度）对称度 用于限制被测中心平面（中心线）对基准中心平面用于限制被测中心平面（中心线）对基准中心平面（中心线）的位置误差；（中心线）的位置误差；面对面对称度公差带面对面对称度公差带三三位位置置公公差差（3 3）位置度）位置度 用于限制被测要素的实际位置对其理想位置的位用于限制被测要素的实际位置对其理想位置

19、的位置度误差；置度误差；点的位置度：点的位置度：线的位置度：线的位置度： tB 基准平面A基准平面C 基准平面90三三位位置置公公差差跳动公差：跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续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。回转时所允许的最大跳动量。4 4、跳动公差、跳动公差三三位位置置公公差差跳动公差是以测量方法定义的公差项目。跳动公差是以测量方法定义的公差项目。 圆跳动圆跳动是指被测圆柱面或端平面在无轴向移动的条是指被测圆柱面或端平面在无轴向移动的条件下，绕基准轴线连续旋转过程中，指示表在给定的测量件下，绕基准轴线连续旋转过程中，指示表在给定的测量方向上对该实

20、际被测要素测得的最大与最小示值之差。方向上对该实际被测要素测得的最大与最小示值之差。t测量平面基准轴线A0.05 dA三三位位置置公公差差（1 1）圆跳动）圆跳动1）径向圆跳动）径向圆跳动 基准轴线测量圆柱面t A0.05A三三位位置置公公差差2）端面圆跳动）端面圆跳动三三位位置置公公差差3）斜向圆跳动）斜向圆跳动基准轴线tBA0.2AB三三位位置置公公差差（2 2）全跳动）全跳动指被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量。指被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量。1 1）径向全跳动）径向全跳动2 2）端面全跳动）端面全跳动基准轴线A0.05A三三位位置置公公差差确定尺寸公差与形

21、位公差之间相互关系的原则为确定尺寸公差与形位公差之间相互关系的原则为公差原则公差原则。四四公差原则公差原则可逆要求可逆要求1）体外作用尺寸：）体外作用尺寸：1 1、相关术语、相关术语四四公公差差原原则则feDfed 完工零件的实际尺寸与几何误差的综合结果完工零件的实际尺寸与几何误差的综合结果作用尺寸作用尺寸，是影响零件功能的因素。，是影响零件功能的因素。2）体内作用尺寸：）体内作用尺寸：四四公公差差原原则则fiDfid3 3）最大实体状态）最大实体状态(MMC)(MMC)与最大实体尺寸与最大实体尺寸（MMSMMS）： 最大实体状态：孔或轴在尺寸范围内，具有材最大实体状态：孔或轴在尺寸范围内，具

22、有材料量最多时的状态。料量最多时的状态。 最大实体尺寸：最大实体状态时的尺寸。最大实体尺寸：最大实体状态时的尺寸。 DminDmin， dmaxdmax4 4）最小实体状态）最小实体状态(LMC)(LMC)与最小实体尺寸与最小实体尺寸（LMSLMS）： 最小实体状态：孔或轴在尺寸范围内，具有材料最小实体状态：孔或轴在尺寸范围内，具有材料量最少时的状态。量最少时的状态。 最小实体尺寸：最小实体状态时的尺寸。最小实体尺寸：最小实体状态时的尺寸。 DmaxDmax， dmin dmin 四四公公差差原原则则5）最大实体实效尺寸：）最大实体实效尺寸：四四公公差差原原则则tDtDDMMVmin要素在最大

23、实体实效状态下的体外作用尺寸。要素在最大实体实效状态下的体外作用尺寸。孔：孔：轴：轴：tdtddMMVmax6）最小实体实效尺寸：）最小实体实效尺寸：tDtDDLLVmax要素在最大实体实效状态下的体外作用尺寸。要素在最大实体实效状态下的体外作用尺寸。孔：孔：轴：轴：tdtddLLVmin实体实效尺寸是极限尺寸与形位公差形成的尺寸。实体实效尺寸是极限尺寸与形位公差形成的尺寸。2 2、独立原则、独立原则 图样上给定的每一个尺寸和形状、位置公差均是图样上给定的每一个尺寸和形状、位置公差均是独立的，应分别满足要求。独立的，应分别满足要求。标注标注：不需加注任何符号，：不需加注任何符号，公差原则按公差

24、原则按GB/T4249。应用应用： 一般应用于非配合零件，尺寸精度与形位精度均一般应用于非配合零件，尺寸精度与形位精度均 要求较高，或尺寸精度与形位精度要求相差较大要求较高，或尺寸精度与形位精度要求相差较大 的场合。的场合。四四公公差差原原则则3 3、包容要求、包容要求 控制被测要素的实际轮廓被包容在控制被测要素的实际轮廓被包容在最大实体最大实体边界边界内内的一种公差要求。的一种公差要求。四四公公差差原原则则4 4、最大实体要求、最大实体要求 控制被测要素的实际轮廓处于控制被测要素的实际轮廓处于最大实体实效最大实体实效边界内的边界内的一种公差要求。一种公差要求。图样上标注的几何公差值是被测要素

25、处于图样上标注的几何公差值是被测要素处于最大实体状态时给出的公差值。最大实体状态时给出的公差值。 应用应用： 主要用于精度要求不高，仅要求可装配性的场合。主要用于精度要求不高，仅要求可装配性的场合。标注标注：应用于被测要素时，在形位公差值后加注符号应用于被测要素时，在形位公差值后加注符号 。应用于基准要素时，在框格内基准字母后加注符号应用于基准要素时，在框格内基准字母后加注符号 。M MM M四四公公差差原原则则5 5、可逆要求、可逆要求 可逆要求不可以单独使用，必须与最大实体要求或可逆要求不可以单独使用，必须与最大实体要求或最小实体要求联合使用。最小实体要求联合使用。应用应用： 主要用于精度

26、要求不高，仅要求可装配性的场合。主要用于精度要求不高，仅要求可装配性的场合。标注标注：最大实体要求的符号最大实体要求的符号 后加注符号后加注符号 。R RM M四四公公差差原原则则五五形位公差的选择形位公差的选择1 1、形位公差特征项目的选择、形位公差特征项目的选择1）考虑零件的形体结构考虑零件的形体结构：零件的形体结构是选择被测要素形位公差项目的基本依据。零件的形体结构是选择被测要素形位公差项目的基本依据。2）考虑零件的功能要求考虑零件的功能要求：根据零件各部位要实现的功能来确定恰当的公差项目。根据零件各部位要实现的功能来确定恰当的公差项目。3）考虑检测方便性考虑检测方便性：应结合生产现场现

27、有检测条件，在满足零件使用要求的前提应结合生产现场现有检测条件，在满足零件使用要求的前提下，选用检测简便的项目。下，选用检测简便的项目。4）考虑经济性考虑经济性：在满足功能要求的前提下，选择项目应尽量少，以获得较好在满足功能要求的前提下，选择项目应尽量少，以获得较好的经济效益。的经济效益。2 2、形位公差等级的选择、形位公差等级的选择总原则：总原则： 在满足零件使用功能的前提下，选取最经济的公差值。在满足零件使用功能的前提下，选取最经济的公差值。还应注意下列情况：还应注意下列情况：1）同一要素给出的形状公差、位置公差和尺寸公差在数）同一要素给出的形状公差、位置公差和尺寸公差在数值上应满足关系式：值上应满足关系式：2）考虑零件的结构特点，对于结构复杂、刚性较差或不易）考虑零件的结构特点，对于结构复杂、刚性较差或不易加工和测量的零件，如细长轴、薄壁件等，因加工时易产加工和测量的零件，如细长轴、薄壁件等，因加工时易产生较大的形位误差，故在满足零件功能要求的前提下，可生较大的形位误差，故在满足零件功