形位公差-幾何尺寸測量

1、課題: 形狀和位置公差及檢測 v內(nèi)容: v 形位誤差和形位公差的基本概念 v 形位公差的標(biāo)注及公差帶的分析. 形狀和位置公差及檢測（一） v內(nèi)容：形位公差的要素，形位公差的項(xiàng)目及 符號，形位公差的標(biāo)注，形位公差帶的概述。 形位公差的要素 v定義：構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面。 v分類： （一）按結(jié)構(gòu)特征分： 輪廓要素、中心要素； （二）按存在狀態(tài)分： 實(shí)際要素、理想要素； （三）按所處地位分： 被測要素、基準(zhǔn)要素； （四）按功能關(guān)系分： 單一要素、關(guān)聯(lián)要素。 返回 形位公差的項(xiàng)目及符號(表4-1) 形位公差的標(biāo)注(一) v以公差框格的形式標(biāo)注（兩格或多格） 0.05 A 公差特征符號 公差值

2、基準(zhǔn) 指引線 (從表4-1中選) (以mm為單位) (由基準(zhǔn)字母表示) (指向被測要素) 注意: 公差值 如果公差帶為圓形或圓柱形，公差值前加注，如果是球形，加 注。 基準(zhǔn) 單一基準(zhǔn)用大寫表示；公共基準(zhǔn)由橫線隔開的兩個(gè)大寫字母表示； 如果是多基準(zhǔn)，則按基準(zhǔn)的優(yōu)先次序從左到右分別置于各格。 指引線 用細(xì)實(shí)線表示。從框格的左端或右端垂直引出，指向被測要素。 指引線的方向必須是公差帶的寬度方向。 形位公差標(biāo)注（二） v重要提示： 指引線指向被測要素時(shí)，要 注意區(qū)分輪廓要素和中心要 素。 基準(zhǔn)符號用帶小圓的大寫字 母以細(xì)實(shí)線與粗的短實(shí)線相 連，基準(zhǔn)要素也要注意區(qū)分 輪廓要素和中心要素。 形位公差舉例形

3、位公差舉例 v試將下列技術(shù)要求標(biāo)注 在右圖中 （1）左端面的平面度為0.01mm， 右端面對左端面的平行度為 0.04mm。 （2）70H7的孔的軸線對左端面的 垂直度公差為0.02mm。 （3）210h7對70H7的同軸度為 0.03mm。 （4）4- 20H8孔對左端面（第一基 準(zhǔn)）和70H7的軸線的位置度公 差為0.15mm。 210h7 70H7 4- 20H8 0.01 0.04A A 0.02 A 0.03B B 0.15 A B 形狀誤差（一）形狀誤差（一） v形狀誤差一般是對單 一要素而言的，僅考 慮被測要素本身的形 狀的誤差。形狀誤差 評定時(shí)，理想要素的 位置應(yīng)符合最小條件。

4、 所謂最小條件是指被 測實(shí)際要素對其理想 要素的最大變動(dòng)量為 最小。 形狀誤差（二）形狀誤差（二） v對于輪廓要素（線面輪廓度除外）符合最 小條件的理想要素是指處于實(shí)體之外與被 測要素相接觸，使被測要素對它的最大變 量最小。如圖所示， v評定形狀誤差時(shí)，形狀誤差值的大小可用 最小包容區(qū)域（簡稱最小區(qū)域）的寬度或 直徑表示。所謂最小區(qū)域，是指包容被測 實(shí)際要素時(shí)，具有最小寬度或直徑的包容 區(qū)。 v最小包容區(qū)域評定形狀誤差值的方法，稱 為最小區(qū)域法，最小區(qū)域法則是符合最小 條件的評定形狀誤差的基本方法。按最小 區(qū)域法評定的形狀誤差值而且是唯一的， 因而評定結(jié)果具有權(quán)威性。 位置誤差位置誤差 v什么

5、是位置誤差？ 位置誤差是對關(guān)聯(lián)要素而言的，關(guān)聯(lián)要素相 對于基準(zhǔn)有方位要求。因此，位置誤差評定時(shí)， 被測要素的理想要素的方位與基準(zhǔn)有關(guān)。 v位置誤差的分類有哪些？ 可分三種類型： 定向誤差 定位誤差 跳動(dòng) 定向誤差： v定義： 是被測實(shí)際要素對一具有確定方 向的理想要素的變動(dòng)量，該理想 要素的方向由基準(zhǔn)確定。 意義： 定向誤差值用定向最小包容區(qū) 域（簡稱定向最小區(qū)域）的寬度 或直徑表示。定向最小區(qū)域是指 按理想要素的方向包容被測實(shí)際 要素時(shí)，具有最小寬度或直徑的 包容區(qū)域。理想要素首先要與基 準(zhǔn)平面保持所要求的方向，然再 按此方向來包容實(shí)際要素，所形 成的最小包容區(qū)域，即定向最小 區(qū)域。 定位誤

6、差定位誤差 v定義： 是被測實(shí)際要素對一具有確定位置 的理想要素的變動(dòng)量，該理想要素的位 置由基準(zhǔn)和理論正確尺寸來確定。 意義： 定位誤差值用定位最小包容區(qū)域 （簡稱定位最小區(qū)域）的寬度或直徑表 示。定位最小區(qū)域是指以理想要素定位 來包容被測實(shí)際要素時(shí)，具有最小寬度 或直徑的包容區(qū)域。如圖所示為點(diǎn)的位 置度誤差。由基準(zhǔn)和理論正確尺寸（圖 中帶框尺寸）確定理想點(diǎn)的位置，以該 點(diǎn)為圓心作一圓包容被測點(diǎn)，此圓內(nèi)部 區(qū)域即為定位最小包容區(qū)域。 定向和定位的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)：定向和定位的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)： 都是將被測實(shí)際要素與其理想要素進(jìn)行比較。 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 它們的區(qū)別在于確定理想要

7、素方位的條件各有不同。 確定定向誤差時(shí)，理想要素首先受到相對于基準(zhǔn)的方向的約束，然后 使實(shí)際要素對它的最大變動(dòng)量為最小，這種大變動(dòng)量最小已“定向”的前 提，顯然與形狀誤差中涉及的最小條件有所區(qū)別，稱為定向最小條件。 至于定位誤差，則理想要素置于相對于基準(zhǔn)某一確定有位置上，其定 位條件可稱為定位最小條件。 跳動(dòng)：跳動(dòng)： 跳動(dòng)的分類： 它可分為圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)。 圓跳動(dòng)：是指被測實(shí)際表面繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動(dòng) 的回轉(zhuǎn)時(shí)，在指定方向上指示器測得的最大讀數(shù)差。 全跳動(dòng)：是指被測實(shí)際表面繞基準(zhǔn)軸線無軸向移動(dòng)的 回轉(zhuǎn)，同時(shí)指示器作平行或垂直于基準(zhǔn)軸線的移動(dòng)，在 整個(gè)過程中指示器測得的最大讀數(shù)差。 跳動(dòng)是某些

8、形位誤差的綜合反映。 基準(zhǔn)的建立： 單個(gè)基準(zhǔn)時(shí)，由實(shí)際要素建立基準(zhǔn)應(yīng)符合最小條件。 為了確定被測要素的空間方位，有時(shí)可能需要兩個(gè)或三 個(gè)基準(zhǔn)。由三個(gè)基準(zhǔn)互相垂直的基準(zhǔn)平面組成基準(zhǔn)體系， 稱為三基面體系。這三個(gè)平面按功能要求有順序之分， 分別稱為第一基準(zhǔn)平面，第二基準(zhǔn)平面，第三基準(zhǔn)平面。 形位公差（二） v基本內(nèi)容：形位公差帶的概述，形狀、形狀 或位置、位置公差帶的特點(diǎn)及各形位公差標(biāo) 注的含義。 v重點(diǎn)內(nèi)容：形狀、形狀或位置、位置公差帶 的特點(diǎn)及各形位公差標(biāo)注的含義。 v難點(diǎn)內(nèi)容：各形位公差標(biāo)注的含義。 v實(shí)驗(yàn)：形位誤差（直線度、平行度、位置度、 跳動(dòng)）的檢測。 公差帶概述 v定義：限制被測要素

9、變動(dòng)的區(qū)域。其主要形狀有9 種：圓內(nèi)的區(qū)域、兩同心圓間的區(qū)域、兩同軸圓柱 面間的區(qū)域、兩等距線間的區(qū)域、兩平行直線間的 區(qū)域、圓柱面內(nèi)的區(qū)域、兩等距曲面間的區(qū)域、兩 平行平面間的區(qū)域、球面內(nèi)的區(qū)域。 v作用：體現(xiàn)被測要素的設(shè)計(jì)要求，也是加工和檢驗(yàn) 的根據(jù)。 v表示：形狀、大小、方向、位置。 形狀公差形狀公差 v單一要素對其理想要素允許的變動(dòng)量。 其公差帶只有大小和形狀，無方向和 位置的限制。 v直線度 v平面度 v圓度 v圓柱度 直線度公差直線度公差 v直線度公差用于控制 直線和軸線的形狀誤 差，根據(jù)零件的功能 要求，直線度可以分 為在給定平面內(nèi)，在 給定方向上和在任意 方向上三種情況。 v在

10、給定平面內(nèi)的直線度在給定平面內(nèi)的直線度 v在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度 v任意方向上的直線度任意方向上的直線度 在給定平面內(nèi)的直線度在給定平面內(nèi)的直線度 v其公差帶是距離為公 差值t的兩平行直線 之間的區(qū)域。如圖所 示，圓柱表面上任一 素線必須位于軸向平 面內(nèi)，且距離為公差 值0.02mm的兩平行 直線之間。 在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度 v當(dāng)給定一個(gè)方向時(shí)，公差 帶是距離為公差值t的兩 平行平面之間的區(qū)域；當(dāng) 給定互相垂直的兩個(gè)方向 時(shí)，公差帶是兩對給定方 向上距離分別為公差值t1 和t2的兩平行平面之間的 區(qū)域。如圖是一個(gè)方向的 示例，棱線必須位于箭頭 所指方向距離

11、為公差值 0.02mm的兩平行平面內(nèi)。 在給定方向內(nèi)的直線度在給定方向內(nèi)的直線度 v如圖是兩個(gè)方向的示例， 棱線必須位于水平方向 距離為公差值0.02mm， 垂直方向距離為公差值 0.1mm的兩對平行平面 之內(nèi)。 任意方向上的直線度任意方向上的直線度 v其公差帶是直徑為公 差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū) 域。如圖所示，d圓 柱體的軸線必須位于 直徑為公差值0.04mm 的圓柱體，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 形位公差值前加注 “”，表示其公差帶 為一圓柱體。 平面度平面度 v平面度公差帶是距離 為公差值t的兩平行 平面之間的區(qū)域。如 圖所示，表面必須位 于 距 離 為 公 差 值 0.1mm的兩平行平面 內(nèi)。 圓度圓度

12、v圓度公差帶是垂直于 軸線的任一正截面上 半徑差為公差值t的兩 同心圓之間的區(qū)域。 如圖所示，在垂直于 軸線的任一正截面上， 實(shí)際輪廓線必須位于 半徑差為公差值 0.02mm的兩同心圓 內(nèi)。 圓柱度圓柱度 v圓柱度公差帶是半 徑差為公差值t的兩 同軸圓柱面之間的 區(qū)域。如圖所示， 實(shí)際圓柱表面必須 位于半徑差為公差 值0.05mm的兩同軸 圓柱面之間。 形狀或位置公差 v線輪廓度和面輪廓度有兩種情況：無基準(zhǔn)要求的和 有基準(zhǔn)要求的。故其公差帶有大小和形狀要求外， 位置可能固定，也可能浮動(dòng)。 v無基準(zhǔn)要求時(shí)，理想輪廓線（面）用尺寸并加注公 差來控制，這時(shí)理想輪廓線（面）的位置是不定的 （形狀公差）

13、，有基準(zhǔn)要求的理想輪廓線（面）用 理論正確尺寸并加注基準(zhǔn)來控制，這時(shí)理想輪廓線 （面）的位置是唯一的，不能移動(dòng)。（位置公差） 線輪廓度線輪廓度 v線輪廓度公差帶是包絡(luò) 一系列直徑為公差值t 的圓的兩包絡(luò)線之間的 區(qū)域，諸圓的圓心應(yīng)位 于理想輪廓線上。如圖 所示。 v無基準(zhǔn)的理想輪廓線用 尺寸并加注公差來控制， 其位置是不定的；有基 準(zhǔn)的理想輪廓線用理論 正確尺寸加注基準(zhǔn)來控 制，其位置是唯一的。 面輪廓度面輪廓度 v面輪廓度公差帶是包 絡(luò)一系列直徑為公差 值t的球的兩包絡(luò)面之 間的區(qū)域，諸球的球 心應(yīng)位于理想輪廓面 上。如圖所示。 v面輪廓度也分無基準(zhǔn) 要求的面輪廓度公差、 有基準(zhǔn)要求的面輪廓

14、 度公差。 位置公差位置公差 定向公差 1、平行度 2、垂直度 3、傾斜度 定位公差 1、同軸度 2、對稱度 3、位置度 跳動(dòng)公差 1、圓跳動(dòng)公差 2、全跳動(dòng)公差 定向公差 v關(guān)聯(lián)被測要素對基準(zhǔn)要素在規(guī)定方向上允許 的變動(dòng)量， v特點(diǎn)：定向公差相對于基準(zhǔn)有確定的方向， 公差帶的位置可以浮動(dòng)；定向公差具有綜合 控制被測要素的方向和形狀的職能。 v分為：平行度、垂直度和傾斜度。 平行度（一）平行度（一） v當(dāng)兩要素要求互相平行 時(shí)，用平行度公差來控 制被測要素對基準(zhǔn)的方 向誤差。當(dāng)給定一個(gè)方 向上的平行度要求時(shí)， 平行度公差帶是距離為 公差值t，且平行于基準(zhǔn) 平面（或直線或軸線） 的兩平行平面（或

15、軸線） 之間的區(qū)域。 平行度平行度 （二） v當(dāng)給定互相垂直的兩個(gè) 方向時(shí)，平行度公差帶 是兩對互相垂直的距離 分別為t1和t2且平行于基 準(zhǔn)直線的兩平行平面之 間的區(qū)域。如圖所示， d孔軸線必須位于公差 值為0.1mm和0.2mm且 平行于基準(zhǔn)軸線的兩對 平行平面內(nèi)。 平行度（三） v當(dāng)給定任意方向時(shí)， 平行度公差帶是直徑 為公差值t且平行于 基準(zhǔn)軸線的圓柱面內(nèi) 的區(qū)域。如圖所示， d孔軸線必須位于直 徑公差值 0.1mm， 且平行于基準(zhǔn)軸線的 圓柱面內(nèi)。 垂直度（一）垂直度（一） v當(dāng)兩要素互相垂直時(shí)，用垂 直度公差來控制被測要素對 基準(zhǔn)的方向誤差。當(dāng)給定一 個(gè)方向上的垂直度要求時(shí)， 垂直

16、度公差帶是距離為公差 值t，且垂直于基準(zhǔn)平面 （或直徑、軸線）的兩平行 平面（或直線）之間的區(qū)域。 垂直度（二） v當(dāng)給定任意方向時(shí)，平 行度公差帶是直徑為公 差值t，且垂直于基準(zhǔn)平 面的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 如圖所示, d孔軸線必 須 位 于 直 徑 公 差 值 0.05mm，且平行于基 準(zhǔn)平面的圓柱面內(nèi)。 傾斜度傾斜度 （一） v當(dāng)兩要素在090之 間的某一角度時(shí)，用傾 斜度要求時(shí)，傾斜度公 差帶是距離為公差值t， 且與基準(zhǔn)平面(或直線、 軸線)成理論正確角度 的兩平行平面(或直線) 之間的區(qū)域。 傾斜度（二） v當(dāng)給定任意方向時(shí)，傾斜度 公差帶是直徑為公差值t， 且與基準(zhǔn)平面成理論正確角 度

17、的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖 所示，D孔軸線必須位于 直徑公差值0.05mm，且與 A基準(zhǔn)平面成45角，平行 于B基準(zhǔn)平面的圓柱面內(nèi)。 定位公差 v關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在位置上所允許的變動(dòng) 量。 v定位公差帶具有確定的位置，相對于基準(zhǔn)的 尺寸為理論正確尺寸；定位公差帶具有綜合 控制被測要素位置、方向和形狀的功能。 v分為：位置度、同軸度和對稱度。 同軸度同軸度 v同軸度用于控制軸類零件的 被測軸線對基準(zhǔn)軸線的同軸 度誤差。 v同軸度公差帶是直徑為公差 值t，且與基準(zhǔn)軸線同軸的 圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示。 d孔軸線必須位于直徑為 公差值0.1mm，且與基準(zhǔn) 軸線同軸的圓柱面內(nèi)。 對稱度對稱度 v對稱度用

18、于控制被測要 素中心平面（或軸線） 對基準(zhǔn)中心平面（或軸 線）的共面（或共線） 性誤差。 v如圖所示，其公差帶為 距離為公差值0.1且相 對基準(zhǔn)的中心平面對稱 配置的兩平行平面之間 的區(qū)域。 位置度位置度 v位置度用于控制被測要 素（點(diǎn)、線、面）對基 準(zhǔn)的位置誤差。位置度 多用于控制孔的軸線在 任意方向的位置誤差。 這時(shí)，孔軸線的位置度 公差帶是直徑為公差值t， 且軸線在理想位置的圓 柱面內(nèi)的區(qū)域。 位置度 v位置度常用于控制孔組 的位置誤差。對零件上 的一組孔的位置的精度 要求通?？梢苑譃閮蓚€(gè) 方面：組內(nèi)各孔間的位 置精度和孔組相對于基 準(zhǔn)面的位置精度。當(dāng)兩 者要求不同時(shí)，可采用 復(fù)合位置度

19、來明確對孔 組的位置要求。 跳動(dòng)公差 v跳動(dòng)公差用來控制跳動(dòng)，是以特定的檢測方式為依據(jù)的公差 項(xiàng)目。跳動(dòng)公差包括圓跳動(dòng)公差和全跳動(dòng)公差。 v是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周或幾周時(shí)所允許的最大 跳動(dòng)量。 v跳動(dòng)公差帶相對于基準(zhǔn)軸線有確定的位置；可以綜合控制被 測要素的位置、方向和形狀。 v圓跳動(dòng) 全跳動(dòng) 1.徑向圓跳動(dòng) 2.端面圓跳動(dòng) 1.徑向全跳動(dòng) 3.斜向圓跳動(dòng) 2.端面全跳動(dòng) 徑向圓跳動(dòng) v徑向圓跳動(dòng) 公差帶是在 垂直于基準(zhǔn)軸線的任一 測量平面內(nèi)半徑差為公 差值t，且圓心在基準(zhǔn)軸 線上的兩同心圓。如圖 所示，d圓柱面繞基準(zhǔn) 軸線作無軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn) 時(shí)，在任一測量平面內(nèi) 的徑向跳動(dòng)量不得大于

20、 公差值0.05mm。 端面圓跳動(dòng) v端面圓跳動(dòng)公差帶是在 與基準(zhǔn)軸線同軸的任一 直徑的測量圓柱面上， 沿母線方向?qū)挾葹楣?值t的圓柱面區(qū)域。如圖 所示。當(dāng)零件繞基準(zhǔn)軸 線作無軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn)時(shí)， 左端面上任一測量直徑 處的軸向跳動(dòng)量均不得 大于公差值0.05mm。 斜向圓跳動(dòng) v斜向圓跳動(dòng)公差帶是 在與基準(zhǔn)主軸線同軸 的任一測量圓錐面上， 沿母線方向?qū)挾葹楣?差值t的圓錐面區(qū)域， 如圖所示，除特殊規(guī) 定外，其測量方向是 被測面的法線方向。 全跳動(dòng) v全跳動(dòng)分為徑向全跳動(dòng)公差和端面全跳動(dòng)公差。 v徑向全跳動(dòng)的公差帶與圓柱度公差帶的形狀是 相同的，但前者的軸線與基準(zhǔn)軸線同軸，后者 的軸線是浮動(dòng)的，

21、隨圓柱度誤差形狀而定。 v端面全跳動(dòng)的公差帶與端面對軸線的垂直度公 差帶是相同的，因此兩者控制位置誤差的效果 也是一樣的。 徑向全跳動(dòng) v徑向全跳動(dòng)的公差帶是半徑 差為公差值t，且與基準(zhǔn)軸線 同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。 如圖所示d圓柱面繞基準(zhǔn)軸 線作無軸向移動(dòng)的連續(xù)回轉(zhuǎn)， 同時(shí)，指示表作平行于基準(zhǔn) 軸線的直線移動(dòng)，在整個(gè)測 量過程中，指示表的最大讀 數(shù) 差 不 得 大 于 公 差 值 0.05mm。徑向全跳動(dòng)是被 測圓柱面的圓柱度誤差和同 軸度誤差的綜合反映。 端面全跳動(dòng) v端面全跳動(dòng)的公差帶是 距離為公差值t，且與基 準(zhǔn)軸線垂直的兩平行平 面之間的區(qū)域。如圖所 示，端面繞基準(zhǔn)軸線作 無軸向移動(dòng)的連續(xù)回轉(zhuǎn)， 同時(shí)，指示表作垂直于 基準(zhǔn)軸線的直線移動(dòng)， 在整個(gè)測量過程，指示 表的最大讀數(shù)差不得大 于公差值0.05mm。 形狀和位置精度重點(diǎn)內(nèi)容 v形位公差的標(biāo)注 v形位公差標(biāo)注的含義 v形位公差帶分析 形位公差標(biāo)注舉例 v將下列技術(shù)要求標(biāo)注在圖上。 v（1）100h6圓柱表面的圓 度公差為0.005mm。 v（2）100h6軸線對40P7 孔 軸 線 的 同 軸 度 公 差 為 0.01