形位公差教材.docx

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形位公差教材

形位公差

一.常见形位公差的定义

1.形位公差的标示与分类

平面度

形状公差（单一要素）

（无基准）直线度

　圆度

形　　　　　　　　　　　　　　　圆柱度　　　　　　　

位　　　　形状或位置公差　　　线轮廓度

公　　　　　单一或关联要素）　　　　　　　　　

差　　　　　（有或无基准）面轮廓度　　

　　　　垂直度

倾斜度

　　　　　　　　　　　　　　　　定向　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　平行度　

　　　　　　　　　　圆跳动

　　　　　　　　　　　　跳动　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　位置公差（关联要素）　　　　　　全跳动　　　　　　　　　　　　

　　　（有基准）　　　　　　　　　　　　

位置度

　　　　　　　　　　　　　　　　定位　　对称度　　　

同心度

四形位公差

4.1定义:

4.1.1几何公差

包含形状公差及位置公差,即是一种几何形态之外形或其所在位置之公差,又指一个公差区域,而该形态或其位置必须介于此区域之间.

4.1.2基准

理论上完全的几何参考（如点.直线.平面.轴心）,用以控制相关几何公差之公差区域,如图4-1,基准在图面上的标注可参照附件一.二

4.1.3基准形态

几何部位被当作建立基准位置的实际形态.如边缘.表面或孔.如图4-1

图4-1

4.1.4模拟基准形态

与基准形态接触之足够精密的实际表面,用以建立基准,如平板面,轴承或心轴.如图4-1

4.1.5形状公差

被测实际要素的形状偏离理想形状的允许范围.

4.1.6位置公差

被测实际要素偏离理想位置的允许范围.

4.1.7公差区域

依照几何形态的性质,以及该公差尺度之标注方式,几何公差

区域可有下列数种:

（1）一个圆内之面积.

（2）两同心圆间之面积.

（3）两并行线间或两平行曲线间之面积.

（4）一圆柱体内之空间.

（5）两同轴心圆柱间之间.

（6）两平行面间域两平行曲面间之空间.

（7）一个平行六面体内之空间或球体内之空间.

4.1.8最大实体状态（MaximumMaterialCondition）

此状况指考卢的几何形态,其形状在允许的尺寸级限内是包最多的材料状况,如最小孔径,最大轴径.

4.1.9最小实体状态（MinimumMaterialCondition）

此状况指考卢的几何形态,其尺度在允许的尺度极限内是包含最少的材料状况,如最大孔径,最少轴径.

4.2一般准则

4.2.1几何公差适用于该几何形态之全长或全部面积,否则应加以说明.

4.2.2在公差区域以内,几何形态可取任何形状或方位,如须加以限制时,应另行注明.

4.2.3长度或角度之公差,有时无法达到管制某种几何形态之目的,即须注明几何公差,.几何公差与长度或角度公差,两者相互抵触时,应依几何公差为准.

4.2.4对于机件之功能与互换性有严格要求的,方有注明几何公差之必要.

4.2.5即使未标注长度或角度之公差,亦可使用几何公差.

4.2.6某一几何公差,可能自然限制第二种几何形状之误差,若此两种几何公差之公差之公差区域相同时,则不必标注第二种几何公差,如么二种之公差区域较小时,则不可省略.

4.2.7几何公差之标注不限定特殊之制造或检验方法,若须限定时,应另行分开注明.

4.2.8某几何形态之几何公差,对其相对应基准形态的形态误差不能限.基准形态之形状需充分的准确,必要时可加以形状公差来限制.

4.3形位公差符号

4.4常见形位公差的定义及图面标注

4.4.1真直度（直线度）

它是用以限制被测实际直线对理想直线变动量的一项指针,表示直线的形状精度.如附件三

4.4.2真平度（平面度）

它是限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标,表示平面的形状精度.如附件四

4.4.3真圆度（圆度）

它是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标,表示圆柱（圆锥）的正截面和球体上通过球心的任一截面的形状精度.如附件四

4.4.4圆柱度

 它用以管制一个圆柱体表面之真圆度,真直度与平行度之综合.

公差区域是两个同轴线的圆柱面间沿径向的距离.如附件五

4.4.5曲线轮廓度及曲面轮廓度

如附件六.七

4.4.6平行度

它是限制实际要素对基准在平行方向上娈动量的一项指标.如附件八

4.4.7垂直度

它是限制实际要素对基准在垂直方向上峦动量的一项指标.如附件九

4.4.8倾斜度

它用以管制一直线或一表面.公差区域为介于与基准形态倾斜成该指定真确角度的两个并行线间的面积或两个平行面间的距离.如附件十

4.4.9正位度（位置度）

它是限制被测要素实际位置对其理想位置峦动量的一项指标.如附件十一.

4.4.10同心度（同轴度）

它是限制被测轴线偏离基准轴线的一项指标,该基准形态为一圆或圆柱.如附件十二

4.4.11对称度

它是用以管制某种形态偏离其对称于基准形态真确位置的误差.其公差数值为其公差区域之范围.如附件十三

4.4.12圆偏转度（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,由位置固定的指示器在给定方向上测得最大与最小之差.分为径向圆跳动,端面圆跳动和斜向圆跳动.如附件十四

4.4.13总偏转度（全跳动）

即整个被测要素范围内的跳动.可分为径向和轴向两种.如附件十五

4.5形位公差的评定原则

4.5.1标示符号

独立原则包容原则最大实体原则最小实体原则

4.5.2独立原则

就是图样上给定的形位公差和尺寸公差无关,分别应满足要求的公差原则.若图样上给定的尺寸和形状公差未标明两者关系的符号时,即表示按独立原则处理,这时的尺寸公差作于控制零件要素的局部实际尺寸,形状公差用于控制形位误差,两者各自独立,实际要素应同时满足两个公差的要求.

4.5.3相关原则

1.理论正确尺寸

是确定被测要素的理想形状,方向,位置的尺寸,它不带公差.

2.最大实体尺寸

指实际要素在最大实体状态时的尺寸,对轴为最大极限尺寸,

对孔为最小极限尺寸.

3.包含种类:

a.包容原则

就是要求被测要素处处位于具有理想形状的包容面内的一种公差原则,而该理想形状的尺寸应为最大实体尺寸,即用尺寸公差限制形状误差.

（1）单一要素要求遵守包容原则时,应在尺寸公差后加注字母E.如:

零件加工完后,无论外面存在任何形式的形状公差,整个外表面都必须位于直径为最大实体尺寸Φ30mm的理想圆柱面内.见图4-2

（2）关联要素要求遵守包容原则时,用“0M”形式标出，如图4-3,其表示含义为:

当被测要素处于最大实体状态时,位置公差为0,被测要素具有理想的几何形状边界,偏离最大实体状态时,才允许位置误差存在,因此按上图给定的尺寸和垂直度公差的要求是被测要素不得超越大实体边界,该边界为一个以直径为Φ29.92mm且与A基准垂直的理想圆柱面.

b.最大实体原则

就是被测要素或基准要素偏离最大实体状态,而形状,定向,定位公差获得补偿值的一种公差原则.

当最大实体原则应用于被测要素时,应在形位公差值后标注字母M,根据这一公差原则,图纸上的形状公差值是被测要素处于最大实体状态下给定的,当被测实际要素偏离最大实体状态时,其公差值可获得补偿,补偿量的大小随被测要素的结构形状和给定的尺寸,形位公差值而定.

如果被测要素偏离最大实体状态,形状公差允许增大,其增大量（即最大补偿值）为该要素的最大实体尺寸和最小实体尺寸之差.

最大实体状态原理应用

（1）垂直度公差

如图1-5,图（a）为一个组合图,图（b）是其中一个组件图,即一个垂直柱的零件图,当此柱在其最大实体状态,即外径为最大的Φ16.00,而其中心轴线偏差适合垂直度公差之极限Φ0.04时,此柱恰好能配合一个内径为16.04的孔.当柱的外径偏离最大实体极限时,例如柱的直径在其下限即Φ15.98,垂直度偏差可允许增大至0.06.

（2）真直度公差

如图1-6,图（a）是一个销子与一孔的配合.图（b）是此销子的零件图,当销子外径为最大的Φ10.00而中心线弯曲且适合真直度公差之极限Φ0.01时,此销子恰好能穿入一个内径为Φ10.01的孔,如图（c）.当销子的实际直径远离其最大实体极限如直径在其下限Φ9.98时,真直度偏差可允许增至Φ0.03.

常见形位公差的定义与标注

（1）.平面度（FLATESS）Example:

Meaning:

（2）.直线度（straightness）

例1:

Meaning:

在圆柱任一截面内,其轴向轮廓线在相距0.003的两并行线之间.

例2:

Meaning:

圆柱中心线在直径为0.015的圆柱之间峦动.

例3:

Meaning:

遵循最大实体原则.

圆柱中心线在ΦTOLZONE之间峦动.ΦTOLZONE的值如下:

实体尺寸（Φ）ΦTOLZONE

0.502MMC0.015

0.5010.016

1.5000.017

1.4990.018

0.498LMC0.019

（3）.圆度（Circularity）

Meaning:

在任一截面内,轮廓线在半径差为0.002的圆环之间峦动.

（4）.圆柱度（Cylindricity）

Meaning:

轮廓线轴向在半径差为0.003两圆柱之间峦动.

（5）.垂直度（Perpendicularity）

Meaning:

标的面必须处于垂直于A基准的两面之间,且两面相距0.005.

（6）.角度（Angularity）

标的面在与A基准面成45度的两面之间变动,且两面相距0.005.

（7）.平行度（Parallelism）

Meaning:

标的面必须处于平行于A基准的两面之间,且两面相距0.002.

（8）轮廓度（Profile）

a.线轮廓度（Profileofaline）

b.面轮廓度（Profileofasurface）

Meaning:

a.线轮廓度:

截面上任一线处于由两理论曲线组成的公差带中,两理论曲线相距0.010.

b.面轮廓度:

平面上任一线处于由两理论曲面组成的公差带中,两理论曲面相距0.010.

（9）.跳动（Runout）

Meaning:

a.圆跳动（Circularandtotal）:

实体上每一个圆都必须处于跳动公差范围内.

b.全跳动（Totalrunout）:

实体上整个面都必须处于跳动公差范围内.

注:

圆跳动与圆度的区别:

圆跳动有基准,测圆跳动时必须固定轴线,面测圆度时却不需.

二.公差原则简介

1.独立原则:

措形位公差与尺寸公差可以独立地规定,无特殊标示时以独立原则

处理.

RegardlessofFeatureSizeRFS

2.相关原则:

（1）.包容原则

被测要素处处均位于最大实体边界之内的一种公差原则.

（2）.最大实体原则

MaximumMaterialConditionMMC

（3）.最小实体原则

LeastMaterialConditionLMC

注:

标示符号

独立原则最大实体原则最小实体原则包容原则

三.位置度公差详解

1.位置度公差计算公式

TOL=2*SQT（△X^2+△Y^2+△Z^2）

2.常见位置度标注释义

例1: