互換性與測(cè)量技術(shù)_幾何公差(形狀和位置公差)

1、二00五年九月,,二00九年九月,,幾何公差(形狀和位置公差),《互換性與測(cè)量技術(shù)實(shí)踐》模塊二,,《形狀和位置公差》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1182-1996),幾何公差內(nèi)容,GB/T1182-2008產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何公差 形狀、方向、位置和跳動(dòng)公差標(biāo)注,,概述,,,公差帶,,幾何要素形位公差特征項(xiàng)目、符號(hào)形位公差的標(biāo)注,,,公差原則,,幾何公差的選擇,,形狀公差、方向公差位置公差、跳動(dòng)公差,,,概述--幾何要素,理想要素

2、實(shí)際要素被測(cè)要素基準(zhǔn)要素單一要素關(guān)聯(lián)要素輪廓要素中心要素,,,,,幾何要素：構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面,GB/T1182-1996),(輪廓、單一、被測(cè)要素）,(中心、關(guān)聯(lián)、被測(cè)要素）,(輪廓、關(guān)聯(lián)、被測(cè)要素）,,概述--幾何要素,幾何要素：構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面,,概述--幾何要素,GB/T1182-2008,,,公稱組成要素,公稱導(dǎo)出要素,實(shí)際要素,,,,評(píng)定擬合要素,設(shè)計(jì)公稱要素,制造實(shí)際要素,檢驗(yàn)

3、提取要素,,概述--幾何要素,GB/T1182-2008,,概述--形位公差項(xiàng)目及符號(hào)（14項(xiàng)）,形狀公差：是對(duì)單一要素提出的要求，即形狀誤差所允許的變動(dòng)全量。位置公差：是對(duì)關(guān)聯(lián)要素提出的要求，即位置誤差對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)全量。,GB/T1182-1996,GB/T1182-2008,概述--形位公差項(xiàng)目及符號(hào),,概述--形位公差標(biāo)注,公差框格：,公差項(xiàng)目符號(hào),t,公差值,基準(zhǔn)代號(hào),,,,,,概述--形位公差標(biāo)注,被測(cè)要素的表示方

4、法：被測(cè)要素為輪廓表面：,被測(cè)要素為中心要素：,,,,概述--形位公差標(biāo)注,,基準(zhǔn)要素是被測(cè)要素的基準(zhǔn)，用基準(zhǔn)代號(hào) 表示。注：基準(zhǔn)字母除E、I、J、M、O、P、L、R、F外的大寫字 母，字母應(yīng)水平書寫。,基準(zhǔn)要素為輪廓表面：,基準(zhǔn)要素為軸線或中心平面：,由兩個(gè)基準(zhǔn)形成公共基準(zhǔn)：,基準(zhǔn)要素的表示方法：,GB/T1182-1996,,概述—幾何公差標(biāo)注,,與被測(cè)要素相關(guān)的基準(zhǔn)，用基準(zhǔn)代號(hào)

5、 表示。注：基準(zhǔn)字母除E、I、J、M、O、P、L、R、F外的大寫字 母，字母應(yīng)水平書寫。,基準(zhǔn)為輪廓表面：,基準(zhǔn)為軸線或中心平面：,基準(zhǔn)的表示方法：,GB/T1182-2008,,概述--形位公差標(biāo)注,形位公差的簡(jiǎn)化標(biāo)注方法：,對(duì)同一要素有不同的形位公差要求：對(duì)不同要素有同一形位公差要求：,,,概述--形位公差標(biāo)注,,形位公差有附加要求時(shí)的標(biāo)注方法：,限定被測(cè)要素范圍的標(biāo)注：,,概述--形位公差標(biāo)注,用符

6、號(hào)說明附加要求的標(biāo)注：,只允許中間向材料外凸出,只允許中間向材料內(nèi)凹下,只允許誤差從左到右減小,只允許誤差從左到右增大,,公差帶：限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。,形狀大小方向位置,,概述--形位公差帶,,形狀公差-公差帶,形狀公差與公差帶：,,形狀公差：（t)單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量 。 形狀公差帶： 限制單一實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。,直線度：,,形狀公差-公差帶,形狀公差與公差帶：,,平面度：,圓度：,圓柱度：,,形狀公差-

7、公差帶,輪廓度公差與公差帶：,,線輪廓度：,面輪廓度：,形狀公差與誤差--形狀公差與公差帶,1、大端圓柱面尺寸Φ45 ， 小端圓柱面尺寸Φ25 。 2、小端圓柱面軸線的直線度公 差為6 ?m。3、大端圓柱面素線的直線度誤 差允許10 ?m。4、小端圓柱面的圓柱度公差為20 ?m 。5、大端圓柱面右端面平面度公 差為5 ?m 。,0-0.03,

8、0-0.021,被測(cè)要素、公差特征名稱、公差值、基準(zhǔn)、公差帶形狀,,形狀精度的檢測(cè),形狀誤差及其評(píng)定（P112）：,,形狀公差：（t)單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量 。形狀誤差： (f)被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量 。,最小包容區(qū)域：用符合“最小條件”的理想要素去包容被測(cè)實(shí)際要素的區(qū)域最小。,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：最小條件是評(píng)定形狀誤差的基本原則 。,最小條件：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的最大變動(dòng)量為最小。,形位公差是控制形位誤差的

9、：t形位≥f形位 。,,形狀與位置精度的檢測(cè),形狀誤差及其評(píng)定：,,1.直線度誤差的評(píng)定準(zhǔn)則,（1）最小條件法：,（2）近似法：,兩端點(diǎn)連線法,,形狀與位置精度的檢測(cè),形狀誤差及其評(píng)定：,,2.平面度誤差的評(píng)定準(zhǔn)則,最小條件法：,兩平行理想平面包容被測(cè)實(shí)際平面，其接觸點(diǎn)投影在一個(gè)平面上呈,,三角形—,交叉—,直線—,三角形準(zhǔn)則,交叉準(zhǔn)則,直線準(zhǔn)則,2.圓度誤差的評(píng)定準(zhǔn)則,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定向公差與公差帶：,,平行度

10、：,面對(duì)面,線對(duì)面,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定向公差與公差帶：,,平行度：,面對(duì)線,線對(duì)線,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定向公差與公差帶：,,垂直度：,面對(duì)面,線對(duì)面,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定向公差與公差帶：,,垂直度：,面對(duì)線,傾斜度：,面對(duì)線,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定位公差與公差帶：,,同軸度：,對(duì)稱度：,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,定位公差與公差帶：,,位置度：,點(diǎn)位置度：,

11、線位置度：,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,跳動(dòng)公差與公差帶：,,圓跳動(dòng)：,徑向圓跳動(dòng)：,端面圓跳動(dòng)：,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,跳動(dòng)公差與公差帶：,,圓跳動(dòng)：,斜向圓跳動(dòng)：,,位置公差與誤差—位置公差與公差帶,跳動(dòng)公差與公差帶：,,全跳動(dòng)：,徑向全跳動(dòng)：,端面全跳動(dòng)：,,被測(cè)要素、公差特征名稱、公差值、基準(zhǔn)、公差帶形狀,改錯(cuò),被測(cè)要素、公差特征名稱、公差值、基準(zhǔn)、公差帶形狀,改錯(cuò),改錯(cuò),,形狀與位置精度的檢測(cè),位置誤差評(píng)

12、定：,,位置公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量，理想要素的方向或位置由基準(zhǔn)確定。,最小包容區(qū)域：用符合“最小條件”的理想要素去包容被測(cè)實(shí)際要素的區(qū)域最小，但此最小包容區(qū)域必須與基準(zhǔn)保持給定的幾何關(guān)系。,,形狀與位置精度的檢測(cè),基準(zhǔn)：,,單一基準(zhǔn),組合基準(zhǔn)（公共基準(zhǔn)）,三基面體系,實(shí)際檢測(cè)中基準(zhǔn)的體現(xiàn)方法：,模擬法、直接法、分析法、目標(biāo)法,形位誤差的檢測(cè),,用刀口直尺測(cè)直線度誤差,用平口直尺測(cè)直線度誤差,用準(zhǔn)直儀測(cè)量直線度誤差,形位公

13、差的檢測(cè),,用圓度儀測(cè)量圓度誤差,跳動(dòng)測(cè)量,形位公差的檢測(cè),,公差原則與公差要求,,獨(dú)立原則 相關(guān)要求,,公差原則,包容要求,、最大實(shí)體要求,最小實(shí)體要求,、可逆要求,確定尺寸公差和形位公差之間關(guān)系的原則稱公差原則。,一、有關(guān)公差原則的術(shù)語和定義1、最大實(shí)體尺寸（ dM 、DM ） 最大實(shí)體狀態(tài)（MMC) 最大實(shí)體尺寸 dM=dmax= ?15 DM=Dmin= ?30

14、 最大實(shí)體邊界（MMB),公差原則與公差要求-有關(guān)術(shù)語和定義,,2、最小實(shí)體尺寸（ dL 、DL ） 最小實(shí)體狀態(tài)（LMC) 最小實(shí)體尺寸 dL=dmin= ?14.973 DL=Dmax = ?30.027 最小實(shí)體邊界（LMB),可見體外作用尺寸是滿足裝配要求的尺寸。,3、體外作用尺寸（ dfe 、 Dfe ）,作用尺寸:綜合考慮尺寸誤差和形位誤差的尺寸。,dfe= da+f形位

15、 =15mm,Dfe= Da-f形位 =30.005mm,公差原則與公差要求-有關(guān)術(shù)語和定義,,公差原則與公差要求--有關(guān)術(shù)語和定義,,可見體內(nèi)作用尺寸是滿足強(qiáng)度要求的尺寸。,4、體內(nèi)作用尺寸（ dfi 、 Dfi ）,dfi :在配合全長(zhǎng)上，與實(shí)際軸體內(nèi)相接的最大理想面的尺寸 dfi = da - f形位 Dfi:在配合全長(zhǎng)上，與實(shí)際孔體外相接的最小理想面

16、的尺寸 Dfi = Da + f形位,最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（MMVS):,,6、最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)、尺寸、邊界,dMV :在配合全長(zhǎng)上，軸為最大實(shí)體尺寸，形位誤差f形位等于公差t形位 的 體外作用尺寸 dMV= dM+ t形位,最大實(shí)體實(shí)效尺寸 （dMV 、 DMV）：,DMV:在配合全長(zhǎng)上，孔為最大實(shí)體尺寸，形位誤差f形位等于公差 t形位的 體外作用尺寸

17、 DMV= DM- t形位,,,公差原則與公差要求--有關(guān)術(shù)語和定義,最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)（LMC):材料最少的狀態(tài)。,,7、最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)、尺寸、邊界,dLV :在配合全長(zhǎng)上，軸為最小實(shí)體尺寸，形位誤差f形位等于公差t形位 的 體內(nèi)作用尺寸 dLV= dL + t形位,最小實(shí)體實(shí)效尺寸 （dLV 、 DLV）：,DLV:在配合全長(zhǎng)上，孔為最小實(shí)體尺寸，形位誤差f形位等于公差 t形位的

18、 體內(nèi)作用尺寸 DLV= DL- t形位,,,公差原則與公差要求--有關(guān)術(shù)語和定義,,二、獨(dú)立原則,三、相關(guān)要求,1、包容要求適用要素：?jiǎn)我灰?；?biāo)注：在尺寸極限偏差后加含義：被測(cè)要素遵守最大實(shí)體邊界（MMB)， 即被測(cè)要素的體外作用尺寸不得 超出其最大實(shí)體尺寸，局部尺寸 不得超過其最小實(shí)體尺寸。,尺寸最?。?9.97 形位公差：0.005尺寸最大： 20

19、 0.005,公差原則與公差要求,公差原則與公差要求-包容要求,,da： Φ30 ~ Φ29.987f形位：0 ~ Φ0.013,軸： dfe≤ dM da ≥ dL,孔：Dfe ≥ DM Da ≤ DL,例：,公差原則與公差要求-包容要求,,公差原則與公差要求-包容要求,,軸： dfe≤ dM d

20、a ≥ dL,孔：Dfe ≥ DM Da ≤ DL,例：,按圖樣加工軸,加工后測(cè)得實(shí)際尺寸為Φ29 .989,其軸線的直線度誤差為Φ0.01,判斷該零件是否合格?,解: dM = dmax= Φ30 dL = dmin= Φ29 .987,按包容要求:,dfe = da + f形位= Φ29 .989 + Φ0.01= Φ29.999 ≤ dMda = Φ29.989 ≥ dL

21、 滿足要求,故該零件合格,,公差原則與公差要求-包容要求,,軸： dfe≤ dM da ≥ dL,孔：Dfe ≥ DM Da ≤ DL,例：,按圖樣加工孔,加工后測(cè)得實(shí)際尺寸為Φ50 .04,其軸線的直線度誤差為Φ0.02,判斷該零件是否合格?,解: DM = Dmin= Φ50 DL = Dmax= Φ50 .05,按包容按包容:,Dfe =

22、Da – f形位= Φ50 .04 - Φ0.02= Φ50 .02 ≥ DMDa = Φ50 .04 ≤ DL 滿足泰勒原則,故該零件合格,,公差原則與公差要求,,四、最大實(shí)體要求,適用要素：中心要素 標(biāo)注：在形位公差后加 含義：被測(cè)要素遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界( MMVB)，即被測(cè)要素 體外作用尺寸不超過最大實(shí)體實(shí)效尺寸，其局部尺寸不 得超過最小實(shí)體尺寸.,例：,軸： dfe

23、≤ dMV dL ≤ da ≤ dM,孔：Dfe ≥ DMV DM≤ Da ≤ DL,da： Φ20 ~ Φ19. 7f形位：Φ0.1 ~ Φ 0.4,,公差原則與公差要求-最大實(shí)體要求,,Φ19.7,例：,軸： dfe ≤ dMV dL ≤ da ≤ dM,孔：Dfe ≥ DMV DM≤ Da ≤ DL,公差原則與公差要求-最大實(shí)體要求,,按圖樣

24、加工軸,加工后測(cè)得實(shí)際尺寸為Φ19 .8,其軸線的直線度誤差為Φ0.25,判斷該零件是否合格?,解: dM = dmax = Φ20 dL = dmin= Φ19 .7 dMV = dM + t形位= Φ20.1,按最大實(shí)體要求:,dfe = da + f形位= Φ19 .8 + Φ0.25= Φ20.05 ≤ dMVdM ≥ da = Φ19. 8 ≥ dL 滿足要求,故該零件合格,,按圖

25、樣加工孔,加工后測(cè)得實(shí)際尺寸為Φ30 .02,其軸線的垂直度誤差為Φ0.025,判斷該零件是否合格?,解: DM = Dmin= Φ30 DL = Dmax = Φ30 .027,按最大實(shí)體要求:,DMV = DM -t形位= Φ30 – Φ0.01 = Φ29.99,公差原則與公差要求-最大實(shí)體要求,,一、形位公差項(xiàng)目的選用二、形位公差值的給定,形位公差等級(jí)：圓度、圓柱度： 0級(jí)

26、、1級(jí)、2級(jí)、……12級(jí)線輪廓度、面輪廓度、位置度無其他形位公差項(xiàng)目： 1級(jí)、2級(jí)、……12級(jí),四、公差要求的選擇五、未注出形位公差值(H、K、L),形狀和位置精度設(shè)計(jì) （GB/T1184-1996）,,一般：形狀公差 < 位置公差 < 尺寸公差,一、形位公差項(xiàng)目的選用 零件的幾何特征與功能要求,幾何公差選用（公差項(xiàng)目，形位公差值、基準(zhǔn)、公差原則）,,（GB/T1184-1996）,,,按要素的

27、幾何形狀特征制定：控制平面的形狀誤差應(yīng)選擇平面度；控制導(dǎo)軌導(dǎo)向面的形狀誤差應(yīng)選擇直線度；控制圓柱面的形狀誤差應(yīng)選擇圓度或圓柱度等。,零件的使用要求,導(dǎo)軌,幾何公差選用（公差項(xiàng)目）,,二、形位公差值的給定,形位公差等級(jí)（P105） 圓度、圓柱度： 0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、……12級(jí) 其他形位公差項(xiàng)目： 1級(jí)、2級(jí)、……12級(jí) 線輪廓度、面輪廓度、位置度無,,選擇的方法 計(jì)算法、類比法,幾何公差選用（形位公差值）,

28、形狀公差與位置公差的關(guān)系 同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值，定向公差值應(yīng)小于定位公差值 （t形狀＜t定向＜t定位）形位公差和尺寸公差的關(guān)系 圓柱形零件的形狀公差一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值；線對(duì)線或面對(duì)面的平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)距離的尺寸公差值。圓度、圓柱度公差值約為同級(jí)的尺寸公差的50％，因而一般可按同級(jí)選取。形位公差與表面粗糙度的關(guān)系 通常表面粗糙度的Ra值可約占形狀公差值的（20～2

29、5）％。,,幾何公差選用（形位公差值）,幾何公差選用（公差原則、 基準(zhǔn) ）,,三、公差原則的選擇選擇公差原則和公差要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)要素的功能要求，各公差原則的應(yīng)用場(chǎng)合、可行性和經(jīng)濟(jì)性等方面來考慮。,四、基準(zhǔn)的選擇,軸類零件，常以兩個(gè)軸承為支承運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)選這兩處軸頸的公共軸線（組合基準(zhǔn)）為基準(zhǔn)。套類零件多以其內(nèi)孔軸線徑向定位裝配或以其端面軸向定位，因此根據(jù)需要可選其軸線或端面作為基準(zhǔn)。 應(yīng)選較寬大的平面、較長(zhǎng)的軸線作為基準(zhǔn)，以使定位穩(wěn)