《形位公差讲》PPT课件

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第8讲位置公差和形位误差评定定向公差定位公差跳动公差带形位误差评定1可编辑ppt

1位置公差关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量位置公差带是限制关联实际要素变动的区域根据关联要素对基准功能要求的不同，分为定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向上的三种包括①平行度②垂直度③倾斜度定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量包括①同轴度②对称度③位置度跳动公差是基于特定的测量方法规定的具有综合性质的公差项目，分为圆跳动与全跳动2可编辑ppt

2一、定向公差：是关联要素对基准在方向上的变动全量包括：∠∥⊥分为：直线和平面被测和基准之间有；线对线，线对面。面对线，面对面。 公差带的特点：a相对于基准有确定的方向。b具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。 1.平行度：控制被测相对于基准的平行程度。  1）给定方向：一个方向：两平行平面且平行于基准   2）任意方向：以φt为直径的小圆柱且平行于基准3）给定平面内：两平行线且平行于基准内区域测量：线对线，X向，Y向3可编辑ppt

3平行度用于限制被测要素对基准要素相平行的误差4可编辑ppt

4线与线平行（给定方向）5可编辑ppt

5线与线平行（任意方向）6可编辑ppt

6面与线平行7可编辑ppt

7面与面平行8可编辑ppt

8线与面平行9可编辑ppt

92、垂直度：用于限制被测要素对基准要素相垂直的误差10可编辑ppt

10垂直度：限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量。1）给定方向：一个方向：两平行平面且垂直于基准2）任意方向：以φt为直径的小圆柱且垂直于基准   测量：线对线、线对面、面对面、面对线11可编辑ppt

113、倾斜度用于限制被测要素对基准要素有夹角（0°～90°）的误差12可编辑ppt

12倾斜度公差带控制被测相对于基准方向在0°-90°之间，它的被测对基准的倾斜的理想方向由理论正确角度确定。公差带特点：1）以φt为直径的圆柱面，且该圆柱面的轴线与基准平面呈一定角度并平行于另一基准面。2）两平行平面且与基准呈一定角度的区间。测量：线对线，线对面，面对面13可编辑ppt

13实例14可编辑ppt

14二、定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量包括①同轴度②对称度③位置度15可编辑ppt

15公差带特点：a相对于基准有确定的位置。b具有综合限制被测要素的位置，方向和形状的职能。 1.同轴度 控制圆柱面（圆锥面）与圆柱面（圆锥面）轴线间的同轴程度。此时，轴线可能发生平移，倾斜或弯曲，或同时发生。 公差带：以φt为直径的圆柱面，且与基准同轴。 注意：单一和组合基准。 测量：用刃口状V形块。16可编辑ppt

16同轴度用于限制被测要素的轴线对基准要素的轴线的同轴位置误差17可编辑ppt

1718可编辑ppt

18对称度用于限制被测要素中心线（或平面）对基准要素中心线（或平面）的共线（或面）的误差19可编辑ppt

192.对称度 它是用来限制轴线或中心面偏离基准直线或中心平面的一项指标。 给定一个方向：（面对面） 公差带：对称于基准平面的两条平行平面之间的区域。  测量：打表法。 3.位置度 限制被测要素的实际位置对其理想位置偏离的程度。 分类：点、线、面  1）点的位置度：：以φt为直径的圆柱公差带  2）线的位置度：以φt为直径的小圆柱且垂直A，平行于B、C公差带：20可编辑ppt

20位置度用于限制被测点、线、面的实际位置对其理想位置的变动21可编辑ppt

21理论正确尺寸及其标注定义：由不带公差的理论正确位置、轮廓或角度确定适用对象：位置度、轮廓度或倾斜度理论正确尺寸的表示采用框格表示，零件实际尺寸仅是由公差框格中位置度、轮廓度或倾斜度公差限定。22可编辑ppt

22理论正确尺寸的标注23可编辑ppt

23三、跳动公差基于特定的测量方法规定的具有综合性质的公差项目，分为圆跳动与全跳动24可编辑ppt

24它是以测量方法定义的位置公差，是限制一个圆要素的形位误差的综合指标。 其特点：a公差带相对于基准轴线有确定的位置。        b可综合控制被测要素的位置、方向和形状。 1.圆跳动  关联实际要素绕基准回转一周时可允许的最大跳动量。（最大与最小尺寸之差）  1)当检测方向垂直于基准轴时为径向跳动。   公差带；在测量面上的两个同心圆。  2)当检测方向平行于基准轴线时为端面跳动。   公差带：在测量圆柱面上公差值为t的一段距离。  3)若既不垂直也不平行于基准轴线时，叫斜向圆跳动。但此时标注必须是法向方向。   公差带：在测量圆锥面上半径差为t的圆环。)25可编辑ppt

25圆跳动被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转一周时，由固定的指示表在给定方向上测得的最大与最小读数之差包括径向圆跳动、端面圆跳动、斜向圆跳动26可编辑ppt

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27斜向圆跳动28可编辑ppt

282.全跳动  关联实际要素绕基准连续迴转可允许的最大跳动量。  1)径向全跳动   指示器运动方向与基准轴线平行   公差带；两同轴圆柱，以基准轴线为基准的。  2)端面全跳动   指示器的运动方向与基准轴线相垂直。   公差带；两平行平面且垂直于基准轴线。29可编辑ppt

29全跳动被测实际要素绕基准轴线作若干次旋转，同时指示表作平行或垂直于基准轴线的直线移动时，在整个表面上允许的最大跳动量包括径向全跳动、端面全跳动30可编辑ppt

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31四、形位误差评定所谓最小包容区域，是指包容实际被测要素时具有最小宽度或直径的包容区域。各个形状误差项目的最小包容区域的形状分别与各自的公差带形状相同，但前者的宽度或直径则由实际被测要素本身决定。32可编辑ppt

321）直线度误差值的评定直线度误差用最小包容区域法来评定。由两条平行直线包容实际被测直线时，实际被测直线上至少有高、低相间三点分别与这两条平行直线接触，称为“相间准则”，这两条平行直线之间的区域即为最小包容区域，该区域的宽度ƒ即为符合定义的直线度误差值。直线度误差值还可以用两端点连线法来评定。形状误差的评定33可编辑ppt

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342）圆度误差值的评定圆度误差值用最小包容区域法来评定。由两个同心圆包容实际被测圆时，实际被测圆上至少有四个极点内、外相间地与这两个同心圆接触，则这两个同心圆之间的区域即为最小包容区域，该区域的宽度ƒ即这两个同心圆的半径差就是符合定义的圆度误差值。35可编辑ppt

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36定位误差值的评定评定定位误差时，理想要素相对于基准的位置由理论正确尺寸来确定。以理想要素的位置为中心来包容实际被测要素时，应使之具有最小宽度或最小直径，来确定定位最小包容区域。定位误差值的大小用定位最小包容区域的宽度ƒ或直径Φƒ来表示。定位最小包容区域的形状与定位公差带的形状相同。37可编辑ppt

37评定定向误差时，理想要素相对于基准A的的方向应保持图样上给定的几何关系，即平行、垂直或倾斜于某一理论正确角度，按实际被测要素对理想要素的最大变动量为最小构成最小包容区域。定向误差值用对基准保持所要求方向的定向最小包容区域的宽度ƒ或直径Φƒ来表示。定向最小包容区域的形状与定向公差带的形状相同，但前者的宽度或直径则由实际被测要素本身决定。定向误差值的评定38可编辑ppt

3839可编辑ppt

39形位误差的评定准则最小条件：评定形状误差的准则 定义为：被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小 应满足：必须包容实际要素；必须是最小包容区40可编辑ppt

40五、小结定向公差及其公差带：平行度、垂直度定位公差及其公差带：同轴度、位置度跳动公差及其公差带：圆跳动、全跳动形位误差评定作业：1、（3）（5）（6）6、7、841可编辑ppt

41第9讲：公差原则及形位公差选用公差原则是处理形位公差与尺寸公差的关系的基本原则。公差原则有独立原则和相关原则，相关原则又可分成包容要求、最大实体要求（及其可逆要求）和最小实体要求（及其可逆要求）。一、有关公差要求的基本概念二、公差原则三、形位误差检测四、形位公差选用42可编辑ppt

42一、有关公差要求的基本概念边界是设计所给定的具有理想形状的极限包容面。这里需要注意，孔（内表面）的理想边界是一个理想轴（外表面）；轴（外表面）的理想边界是一个理想孔（内表面）。依据极限包容面的尺寸，理想边界有最大实体边界MMB、最小实体边界LMB、最大实体实效边界MMVB和最小实体实效边界LMVB。各种理想边界尺寸的计算公式如下孔的最大实体边界尺寸：MMBD=DM=Dmin轴的最大实体边界尺寸：MMBd=dM=dmax孔的最小实体边界尺寸：LMBD=DL=Dmax43可编辑ppt

43轴的最小实体边界尺寸：LMBd=dL=dmin孔的最大实体实效边界尺寸：MMVBD=DMV=DM－t1=Dmin－t1M轴的最大实体实效边界尺寸：MMVBd=dMV=dM+t1=dmax+t1M孔的最小实体实效边界尺寸：LMVBD=DLV=DL+t1=Dmax+t1L轴的最小实体实效边界尺寸：LMVBd=dLV=dL－t1=dmin－t1L44可编辑ppt

44体外作用尺寸孔在配合面的全长上，与实际孔体外相接的最大理想轴的尺寸轴在配合面的全长上，与实际轴体外相接的最小理想孔的尺寸45可编辑ppt

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47二、公差原则定义：形位公差和尺寸公差不相干的公差原则，或者说形位公差和尺寸公差要求是各自独立的。特点：尺寸公差控制尺寸误差，形位公差控制形位误差，图样上不需任何附加标注。独立原则的适用范围大多数机械零件的几何精度，尺寸公差、形位公差二者要求都严、一严一松、二者要求都松的情况下，使用独立原则都能满足要求。如印刷机滚筒形位公差要求严、尺寸公差要求松；通油孔形位公差要求松、尺寸公差要求严；连杆的小头孔尺寸公差、形位公差二者要求都严。1、独立原则48可编辑ppt

48独立原则图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关，分别满足要求尺寸公差控制局部实际尺寸的变动量一般用于对零件的形位公差有其独特的功能要求的场合49可编辑ppt

49a)印刷机滚筒；；c)连杆b)通油孔50可编辑ppt

502、包容要求标注标记、应用与合格性判定包容要求主要用于需要保证配合性质的孔、轴单一要素的中心轴线的直线度。包容要求在零件图样上的标注标记是在尺寸公差带代号后面加写E，符合包容要求的被测实体（Dfe、dfe）不得超越最大实体边界MMB；被测要素的局部实际尺寸（Da、da）不得超越最小实体尺寸LMS。51可编辑ppt

51实际要素应遵守其最大实体边界（即尺寸为最大实体尺寸的边界），其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸仅用于单一要素（形状公差），主要应用于有配合要求，且其极限间隙或极限过盈必须严格得到保证的场合52可编辑ppt

52生产中采用光滑极限量规（一种成对的，按极限尺寸判定孔、轴合格性的定值量具，检验符合包容要求的被测实际要素，通规检验体外作用尺寸（Dfe、dfe）是否超越最大实体边界，即通规测头模拟最大实体边界MMB，通规测头通过为合格；止规检验局部实际尺寸（Da、da）是否超越最小实体尺寸，即止规测头给出最小实体尺寸，止规测头止住（不通过）为合格。53可编辑ppt

53符合包容要求的被测实际要素的合格条件为对于孔（内表面）：Dfe≥DM=Dmin；Da≤DL=Dmax对于轴（外表面）：dfe≤dM=dmax；da≥dL=dmin综上所述，在使用包容要求的情况下，图样上所标注的尺寸公差具有双重职能：①控制尺寸误差；②控制形状误差。54可编辑ppt

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553、最大实体要求的应用与检测最大实体要求主要用于需保证装配成功率的螺栓或螺钉连接处（即法兰盘上的连接用孔组或轴承端盖上的连接用孔组）的中心要素，一般是孔组轴线的位置度，还有槽类的对称度和同轴度。最大实体要求在零件图样上的标注标记是在形位公差框格内的形位公差给定值t1后面加写M，56可编辑ppt

56合格条件对于孔（内表面）：Dfe≥DMV=Dmin－t1；Dmin=DM≤Da≤DL=Dmax对于轴（外表面）：dfe≤dMV=dmax＋t1；dmax=dM≥da≥dL=dmin57可编辑ppt

57最大实体要求的零形位公差这是最大实体要求的特殊情况，在零件图样上的标注标记是在位置公差框格的第二格内，如图所示。此种情况下，被测实际要素的最大实体实效边界就变成了最大实体边界。对于位置公差而言，最大实体要求的零形位公差比起最大实体要求来，显然更严格。由于零形位公差的缘故,动态公差图的形状由直角梯形（最大实体要求）转为直角三角形（相当于裁掉直角梯形中的矩形）58可编辑ppt

58零形位公差标注实例59可编辑ppt

594、可逆要求用于最大实体要求在不影响零件功能的前提下，位置公差可以反过来补给尺寸公差，即位置公差有富余的情况下，允许尺寸误差超过给定的尺寸公差，显然在一定程度上能够降低工件的废品率。在零件图样上，可逆要求用于最大实体要求的标注标记是在位置公差框格的第二格内位置公差值后面加写代号。60可编辑ppt

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615、最小实体要求的应用与检测最小实体要求主要用于需要保证最小壁厚处（如空心的圆柱凸台、带孔的小垫圈等）的中心要素，一般是中心轴线的位置度、同轴度等。最小实体要求在零件图样上的标注标记是在形位公差框格的形位公差给定值t1后面加写字母表示。62可编辑ppt

62符合最小实体要求的被测实际要素的合格条件为对于孔（内表面）：Dfi≤DLV=Dmax＋t1；Dmin=DM≤Da≤DL=Dmax对于轴（外表面）：dfi≥dLV=dmin－t1；dmax=dM≥da≥dL=dmin63可编辑ppt

63二、形位误差的检测原则由于被测零件的结构特点、尺寸大小和精度要求以及检测设备条件等不同，同一形位公差项目可以用不同的检测方法来检测。为了正确地测量形位误差，合理选择检测方案，GB/T1958－2004《产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差　检测规定》中规定了五个检测原则64可编辑ppt

641、与理想要素比较原则与理想要素比较原则是指测量时将实际被测要素与相应的理想要素作比较，在比较过程中获得测量　数据，按这些数据来评定形位误差值。该检测原则应用最为广泛。2．测量坐标值原则由于几何要素的特征总是可以在坐标系中反映出来，因此，利用坐标测量机或其他测量装置，对被测要素测出一系列坐标值，再经数据处理，就可以获得形位误差值。65可编辑ppt

653．测量特征参数原则特征参数是指被测要素上能直接反映形位误差变动的，具有代表性的参数。“测量特征参数原则”就是通过测量被测要素上具有代表性的参数来评定形位误差，例如，圆度误差一般反映在直径的变动上，因此，常以直径为圆度的特征参数，即用千分尺在实际表面同一正截面内的几个方向上测量直径的变动量，取最大的直径差值的二分之一，作为该截面内的圆度误差值。66可编辑ppt

66．4测量跳动原则测量跳动原则是针对测量圆跳动和全跳动的方法而提出的检测原则。图4.49　测量动误差67可编辑ppt

675．控制实效边界原则这个原则适用于采用最大实体要求的场合，按最大实体要求给出形位公差时，要求被测实际要素不得超越图样上给定的实效边界。68可编辑ppt

68三、形位公差的选择确定形位公差值的方法有类比法和计算法。通常使用类比法。类比法参考现有手册和资料，参照经过验证的类似产品的零部件，通过对比分析，确定其公差值总的原则在满足零件功能要求的前提下选取最经济的公差值各种形位公差的值分为1～12级，其中圆度、圆柱度公差值，为了适应精密零件的需要，增加了一个0级。P93:表3－6～3－1069可编辑ppt

691、形位公差特征项目的选用依据是零件的工作性能要求、零件在加工过程中产生形位误差的可能性，以及检验是否方便等机床导轨的直线度或平面度公差要求，保证工作台运动时平稳和较高的运动精度轴承座、与轴承相配合的轴颈，规定圆柱度公差和轴肩的端面圆跳动公差，保证轴承的装配和旋转精度齿轮箱体上的轴承孔规定同轴度公差，控制在对箱体镗孔加工时容易出现的孔的同轴度误差和位置度误差对轴类零件规定径向圆跳动或全跳动公差，既可控制零件的圆度或圆柱度误差，又可控制同轴度误差，检测方便端面圆跳动公差在忽略平面度误差时，可代替端面对轴线垂直度的要求70可编辑ppt

702、公差原则和公差要求的选用独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则，应用较为普遍对重要的配合常采用包容要求对于仅需保证零件的可装配性，而为了便于零件的加工制造时，可以采用最大实体要求和可逆要求等为保证最小壁厚可选用最小实体要求71可编辑ppt

713、形位公差的选用未注公差值的规定在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外）一般情况下应小于其尺寸公差值平行度公差值应小于其相应的距离公差值考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的要求下，可适当降低1到2级选用，如孔相对于轴、细长比较大的轴或孔、距离较大的轴或孔、宽度较大的零件表面等72可编辑ppt