第6章形状和位置公差及检测

第6章形状和位置公差及检测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面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差。

尺寸误差几何形状误差相互位置误差表面粗糙度加工误差零件在加工过程中，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。

形状和位置公差简介1．形位公差的代号

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误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。

形位公差的新国家标准：GB／T1182－1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》；GB／T1184－1996《形状和位置公差未注公差值》；GB／T4249－1996《公差原则》；GB／T16671－1996《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》GB1958－80《形状和位置公差检测规定》。一、零件的要素形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。

一、零件的要素按存在状态分1）理想要素: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要素。2)实际要素:零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。一、零件的要素按几何特征分1）轮廓要素：构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。2）中心要素：不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。一、零件的要素

按在形位公差中所处的地位分1）被测要素：零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，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的要素，简称基准。

一、零件的要素

按被测要素的功能关系分1）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素。2）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。

二、形位公差的符号公差特征符号

形状形状或位置轮廓定向定位跳动直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度平行度垂直度倾斜度位置度同轴、心度对称度圆跳动全跳动公差

特征

符号

形状位置位置定向三、形位公差带的标注３．形位公差的标注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以说明。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。

三、形位公差带的标注３．形位公差的标注公差框格形位公差的框格有两格或多格组成。第一格填写公差项目的符号；第二格填写公差值及有关符号；第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号

三、形位公差带的标注３．形位公差的标注

框格指引线

标注时指引线可由公差框格的一端引出，并与框格端线垂直，箭头指向被测要素，箭头的方向是公差带宽度方向或直径方向。

三、形位公差带的标注３．形位公差的标注

基准基准代号的字母采用大写拉丁字母。为避免混淆，标准规定不许采用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母。基准的顺序在公差框格中是固定的。三、形位公差带的标注３．形位公差的标注

基准无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母要水平书写。

三、形位公差带的标注３．形位公差的标注

基准三、形位公差带的标注４．形位公差标注的简化三、形位公差带的标注５．其他标注

如果对被测要素任意局部范围内的公差要求，应将该局部范围的尺寸（长度、边长或直径）标注在形位公差值的后面，用斜线相隔。

三、形位公差带的标注５．其他标注

如仅对要素的某一部分提出公差要求，则用粗点划线表示其范围，并加注尺寸。同理，如要求要素的某一部分作为基准，该部分也应用粗点划线表示并加注尺寸三、形位公差带的标注５．其他标注

当被测要素为视图上的整个外轮廓线（面）时，应采用全周符号。

三、形位公差带的标注５．其他标注

如要求在公差带内进一步限定被测要素的形状，则应在公差值后面加注符号。

四、形位公差带形位公差带是限制实际被测要素变动的区域，其大小是由形位公差值确定的。只要被测实际要素被包含在公差带内，则被测要素合格。形位公差带控制的是点（平面、空间）、线（素线、轴线、曲线）、面（平面、曲面）、圆（平面、空间、整体圆柱）等区域，所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置共四个要素。

四、形位公差带１．形状：随实际被测要素的结构特征、所处的空间以及要求控制方向的差异而有所不同。

四、形位公差带２．大小：表示了形位精度要求的高低。有两种情况即公差带区域的宽度（距离）t或直径φt（Sφt）。四、形位公差带３．方向：理论上应与图样上形位公差框格指引线箭头所指的方向垂直。

四、形位公差带４．位置：有固定和浮动两种。

形状公差

形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量，因而形状公差带是指被测的单一实际要素允许变动的区域。

形状公差包括：

1、直线度公差2、平面度公差3、圆度公差4、圆柱度公差

1、直线度公差

限制被测实际直线相对于理想直线的变动量。被限制的直线可以是平面内的线、直线回转体（圆柱和圆锥）上的素线、空间的线（平面与平面的交线）和轴线等。

（1）平面内的线

给定平面内的直线度除用于平面上的刻线外，还用于限制被测表面的素线的直线度误差。

给定平面内直线度的公差带是距离为公差值t的两平行线之间的区域。（2）、空间的直线

当直线度限制的要素是空间直线时，就需要明确所限制的方向。

给定方向上直线度的公差带距离为公差值t的两平行平面之间的区域。（3）、任意方向上的线

任意方向上的直线度是指被线在围绕其一周范围内的任意方向直线度要求。常用于表达回转体零件轴线的形状精度要求。

任意方向上的直线度的公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。2、平面度度公差

限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标。用于对实际平面的形状精度提出要求。

平面度的公差带是距离为公值t的两平行平面之间的区域。3、圆度公差

限制实际圆对理想圆的变动。圆度用于对回转体表面（圆柱、圆锥和曲线回转体）任一正截面的圆轮廓提出形状精度要求。

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。4、圆柱度公差

限制实际圆柱面对理想圆的变动。圆柱度公差综合控制圆柱形状精度。可同时控制圆度、素线线的直线度、以及两条素线的平行度。

圆柱度的公差带是半径差为公值t的的两同轴圆柱面之间的区域。例题讲解对下图中标注的形位公差作出解释，并指明公差带的形状

和大小。单击标注看答案答案图示标注表示的含义是：直径为Φ20的圆柱面的圆柱度公差为0.03mm该公差带的形状为：两同轴圆柱面之间的区别该公差带的大小为：两圆柱半径之差0.03mm答案图示标注表示的含义是：直径为Φ20的圆柱的左端面的平面度公差为0.1mm该公差带的形状为：两平行面面之间的区域。该公差带的大小为：两平行面面之间的距离为0.1mm。平面度标注解读示例上图标注表示：零件的上表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面之间圆度公差标注解读示例左图标注表示：

零件被测圆柱面上任一正截面上的截面圆必须位于半径差为公差值0.03mm的两同心圆之间。圆柱度公差标注解读示例左图标注表示：

零件被测圆柱面上任一正截面上的截面圆必须位于半径差为公差值0.03mm的两同心圆之间。线轮廓度公差实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。

线轮廓度公差带面轮廓度公差

实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。

面轮廓度公差带1.定向位置公差—平行度

被测实际要素相对于基准要素的方向成0º的要求。

以平面为基准的平行度公差带1.定向位置公差—垂直度被测实际要素相对于基准要素的方向成90º的要求。

以轴线为基准的垂直度公差带1.定向位置公差—倾斜度被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。

倾斜度公差带2.定位位置公差—同轴度要求被测实际要素与基准要素同轴。

同轴度公差带2.定位位置公差—对称度要求被测实际要素与基准要素共面。对称度公差带2.定位位置公差—位置度要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。

孔轴线的位置度公差带3.跳动位置公差—圆跳动单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为：

径向圆跳动端面圆跳动斜向圆跳动

径向圆跳动径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。

径向圆跳动公差带端面圆跳动

端面圆跳动用于控制端面任一测量直径处，在轴向方向的跳动量。

端面圆跳动公差带3.跳动位置公差—全跳动整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。

根据允许变动的方向的不同，全跳动可分为：

径向全跳动端面全跳动斜向全跳动

径向全跳动径向全跳动用于控制整个圆柱表面上的跳动总量。径向全跳动公差带端面全跳动

端面圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的跳动总量。端面全跳动公差带形位公差标注示