形狀和位置公差簡釋

1、 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 1形狀和位置公差簡釋形狀和位置公差簡釋朱朱 光光 輝輝 2006年3月 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 2形狀和位置公差簡釋形狀和位置公差簡釋 形狀和位置公差（GD&T）簡稱形位公差，用于控制零件要素的形狀、方向和位置等幾何精度，以保證機器零部件、總成的工作精度、壽命及裝配互換性、功能要求，同時盡可能降低制造成本。 涉及形位公差的國家標準主要有：GB/T 1182-1996 形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法GB/T 4249-1996 公差原則GB/T 1184-1996 形狀和位置公差 未注公差值GB/T 16671-1996 形狀和位置公差

2、最大實體要求，最小實體要求和可逆要求一、基本概念一、基本概念1. 形狀和位置公差基本術語形狀和位置公差基本術語A. 要素：構成零件幾何特征的點、線、面。它是考慮對零件規(guī)定形位公差的具體對象。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 3要素按要素的幾何狀態(tài)理想要素:具有幾何學意義的要素(見下圖)實際要素:零件上實際存在的要素。測量時由測得要素來代替。按要素在結構性能上的作用被測要素:給出了形狀或(和)位置公差的要素?；鶞室?用來確定被測要素方向或(和)位置的要素.理想基準要素簡稱基準。按要素的幾何結構中心要素:與輪廓要素有對應關系的假想的點、線、面。輪廓要素：零件上可見的即構成輪廓的點、線、面。按要素之

3、間的關系單一要素：僅對其本身給出形狀公差要求的要素關聯(lián)要素：對其它要素有功能關系的要素 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 4B. 形狀誤差：要素的實際形狀對理想形狀的變動量C.位置誤差：要素的實際位置（包括方向和位置）對基準的變動量D.形狀公差：允許單一實際要素形狀的變動全量E. 位置公差：允許關聯(lián)實際要素位置（包括方向和位置）對基準的變動全量F. 公差帶：限制實際要素變動的區(qū)域，該區(qū)域可為平面區(qū)域（如二平行直線、二同心圓、等距曲線等），也可為空間區(qū)域（如二平行平面、圓柱、等距曲面等） 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 5G. 最小條件：確定理想形狀的位置時，應使實際形狀對理想形狀的變動量為最小。LL

4、LLLL 顯然，LL之間的距離最小，因此理想直線LL的方位符合最小條件，而其距即為實際直線按最小條件評定的形狀誤差值 f。 評定形狀誤差時，理想形狀相對于實際形狀的位置應按最小條件確定。 評定位置誤差時，理想位置由基準要素的理想形狀的位置確定，而基準要素的理想形狀的位置也應符合最小條件。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 6 涉及形位公差標注的其他有關符號見表2H. 理論正確尺寸，對于要素的位置度、輪廓度或傾斜度，其尺寸由不帶公差的理論正確位置、輪廓或角度確定，這種尺寸稱做“理論正確尺寸”。在圖樣上以帶 XX 表示。例 50 10 2. 形狀和位置公差項目及符號：形狀和位置公差項目及符號： 各國形

5、位公差、項目及符號見表1 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 7 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 8 ANSI于于1982年取消了對稱度項目及符號，相應用位置度表示。（見紅標識）年取消了對稱度項目及符號，相應用位置度表示。（見紅標識） 允許涂黑（見藍標識）允許涂黑（見藍標識） 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 9 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 10 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 113.形狀和位置公差的公差帶形狀和位置公差的公差帶（可參見GB/T 1182-1996 第17頁至35頁）4.形狀和位置公差在圖樣上的標注形狀和位置公差在圖樣上的標注 公差框格0 . 1第一框格：形位公差特征符號第二框格：形位公

6、差允許值第三至第五框格：基準符號注意：限制6個自由度，作為基準體系，最多占3個框格0.1A 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 12 基準ABAAA-BAB單一基準組合基準 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 13 被測要素 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 14 被測要素 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 15二、公差原則二、公差原則它是確定尺寸（線性尺寸和角度尺寸）公差和形位公差之間相互關系的原則有關術語： 局部實際尺寸：在實際要素的任意正截面上，兩對應點之間測得的距離。特點：一個合格零件有無數個 A1 A2 A3 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 16B.作用尺寸 體外作用尺寸： 在被測要素的給定長度上與實際內

7、表面體外相接的最大理想面，或與實際外表面體外相接最小理想面的直徑或寬度。左圖表示的是單一要素。對于關聯(lián)要素,該理想面的軸線或中心平面必須與基準保持圖樣給點的幾何關系。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 17 體內作用尺寸 在被測要素的給定長度上與實際內表面體內相接的最小理想面或與實際外表面體內相接最大理想面的直徑或寬度。注：對一個合格零件作用尺寸是一個，但對于一批合格零件來說，作用尺寸有無數個注：對一個合格零件作用尺寸是一個，但對于一批合格零件來說，作用尺寸有無數個 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 18C. 最大實體狀態(tài)、最大實體尺寸與最大實體邊界最大實體狀態(tài)、最大實體尺寸與最大實體邊界最大實體：含

8、材料最多時，稱最大實體例軸10 10.1時最大實體 最大實體狀態(tài)（MMC）：實際要素在給定的長度上處處位于極限尺寸之內（即產品合格，在最大極限尺寸與最小極限尺寸之間），并具有“實體最大”時的狀態(tài)。 最大實體尺寸（MMS）：實際要素在“最大實體”狀態(tài)下的極限尺寸。很明顯，對于外表面為最大極限尺寸；對于內表面為最小極限尺寸。 最大實體邊界（MMB）尺寸為最大實體尺寸的邊界+0.10 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 19D最小實體狀態(tài)、最小實體尺寸與最小實體邊界最小實體狀態(tài)、最小實體尺寸與最小實體邊界最小實體：含材料最少時稱最小實體例軸 10 10時稱最小實體 最小實體狀態(tài)（LMC）：實際要素在給定長

9、度上處處位于極限尺寸之內并具有實體最小時的狀態(tài)。 最小實體尺寸（LMS）：實際要素在“最小實體”狀態(tài)下的極限尺寸。 很明顯，對于內表面為最大極限尺寸；對于外表面為最小極限尺寸。 最小實體邊界（LMB）：尺寸為最小實體尺寸的邊界+0.10 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 20E.最大實體實效狀態(tài)、最大實體實效尺寸與最大實體實效邊界最大實體實效狀態(tài)、最大實體實效尺寸與最大實體實效邊界 最大實體實效狀態(tài)（MMVC）：在給定長度上，實際要素處于最大實體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài) 最大實體實效尺寸（MMVS）：最大實體實效狀態(tài)下的體外作用尺寸。對于內表面：最大實體實效

10、尺寸=最大實體尺寸-中心要素的形位公差值 對于外表面：最大實體實效尺寸=最大實體尺寸+中心要素的形位公差值特點：綜合考慮了尺寸與形狀的誤差，對一種零件來說是唯一的. 最大實體實效邊界（MMVB）：尺寸為最大實體實效尺寸的邊界 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 21F.最小實體實效狀態(tài)、最小實體實效尺寸與最小實體實效邊界最小實體實效狀態(tài)、最小實體實效尺寸與最小實體實效邊界 最小實體實效狀態(tài)：在給定長度上實際要素處于最小實體狀態(tài)且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài) 最小實體實效尺寸：最小實體實效狀態(tài)下的體內作用尺寸對內表面： =最小實體尺寸+中心要素形位公差值對外表面： =最小實

11、體尺寸-中心要素形位公差值特點：綜合考慮了尺寸與形狀，對一種零件來說是唯一的。 最小實體實效邊界：尺寸為最小實體實效尺寸的邊界注：上述建立“邊界”的概念系便于理解且可與量規(guī)設計相結合 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 222. 獨立原則獨立原則圖樣上給定的每一個尺寸、位置要求均是獨立的，應分別滿足要求，如果對尺寸和形狀、尺寸和位置之間的相關關系有特定要求應在圖樣上規(guī)定。獨立原則是尺寸公差和形位公差相互關系遵循的基本原則。 完工尺寸 軸線直線度公差20 19.75 . . .19.50.4 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 233.相關要求相關要求這是一項尺寸公差和形位公差相互有關的公差要求。它包括：包

12、容要求、最大實體要求與最小實體要求。A.A.包容要求：包容要求：實際要素應遵守其最大實體邊界（MMB），即在最大實體狀態(tài)（MMC）時形狀應是理想的，其局部實際尺寸不得超出最小實體尺寸（LMS）的要求。包容要求只適用于單一要素，用于必須保證配合性能時。我國包容要求的標注形式是在尺寸公差后加 （見下圖一），GM標準采用最大實體狀態(tài)（MMC）時的（直線度）零公差表示。（見下圖二）。E 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 24完工尺寸 軸線直線度公差20（MMS） 019.75 0.25。 。19.5（LMS） 0.5 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 25不難看出，與獨立原則相比較，采用包容原則時（即滿足配合

13、要求）形位公差（上例為形狀公差）可以從尺寸公差中得到補償，從而可降低加工成本。此種要求的測量方法，一般采用極限量規(guī)（止通規(guī)）。包容要求的實質是：被測要素在最大實體狀態(tài)（MMC）時形狀是理想的，尺寸偏離了最大實體尺寸（MMS）時，被測要素的形位公差值可以從被測要素的尺寸公差處獲得一補償值。當然設計中如認為獲得的公差值太大時，應提出進一步要求，上例中如加注 ，則此時補償到0.25止。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 26B.最大實體要求：最大實體要求：最大實體要求用符號 “ ”表示，當應用于被測要素時應在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號“ ”，（見下圖左）；當應用于基準要素時，應在形狀公差框

14、格內的基準字母代號后標注符號“ ”，（見下圖右）。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 27最大實體要求只適用于中心要素，應用于滿足裝配要求。它可以用于被測要素，也可用于基準要素。 最大實體要求用于被測要素最大實體要求用于被測要素 最大實體要求用于被測要素時，被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得超出最大實體實效邊界（MMVB），即其體外作用尺寸不應超出最大實體實效尺寸（MMVS），且其局部實際尺寸不得超過最大實體尺寸（MMS）和最小實體尺寸（LMS）。 完工尺寸 軸線直線度公差20（MMS） 0.5 19.75 0.75。 。19.5（LMS） 1上例中，很明顯，該軸的最大實體實效尺寸為（MMV

15、S）為： 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 28其實際輪廓在給定長度上處處未超出MMVB（最大實體實效邊界）。且局部實際尺寸未超出最大實體尺寸（MMS）與最小實體尺寸（LMS）。最大實體要求的實質是：在被測要素（在圖樣上所標注的）的形位公差值是該要素處于最大實體狀態(tài)（MMC）時給出的，（即被測要素在MMC時就允許有一個形位公差值，形狀可不是理想的）。當被測要素的實際輪廓（即測得的實際尺寸）偏離最大實體尺寸（MMS）后，被測要素的形位誤差值可超出在最大實體狀態(tài)（MMC）下給出的形位公差值，即可以從被測要素的尺寸公差處獲得一個補償值，這樣形位公差可以增大。（從而在滿足零件裝配的前提下，降低制造成本）注

16、：與包容要求相比較，其本質區(qū)別是：注：與包容要求相比較，其本質區(qū)別是：采用包容要求時，最大實體狀態(tài)（MMC）時，形狀是理想的，即形位誤差為零；而采用最大實體要求時，MMC時形狀不是理想的，已標注了一個大于零的形位公差值。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 29 2) 最大實體要求應用于基準要素最大實體要求應用于基準要素最大實體要求應用于基準要素時，基準要素應遵守相應的邊界（見下注1相應的邊界），若基準要素的實際輪廓偏離其相應的邊界，即其體外作用尺寸偏離其相應的邊界，則允許基準要素在一定范圍內浮動，其浮動范圍等于基準要素的體外作用尺寸與其相應邊界之差。（見下注2）。注注1. 相應的邊界相應的邊界情況

17、情況1：當基準要素本身采用最大實體要求時，其相應的邊界為最大實體實效邊界；此時基準代號應直接標注在形成該最大實體實效邊界（MMVB）的形位公差框格下面（見下圖）A基準的邊界為最大實體實效邊界B基準的邊界為最大實體實效邊界 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 30情況情況2：當基準要素本身不采用最大實體要求時，其相應的邊界為最大實體邊界（MMB）。上述情況1或情況2中“基準要素”本身采用某種要求系指基準要素本身的形狀公差或它作為第二基準對第一基準或它作為第三基準對第一、第二基準的位置公差要求。注注2：與其相應的邊界之差與其相應的邊界之差其實質是：如基準浮動（即基準要素框格中加 M ），檢具上插圓柱銷（

18、圓柱銷直徑為“相應邊界”的尺寸；如不浮動（即基準要素框格中不加 M ），則檢具上用錐銷（即總是與基準孔的實際尺寸相一致），亦可用與孔成無間隙配合的心軸、可脹式心軸。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 31C.最小實體要求最小實體要求的符號為：“ L ” 。當應用于被測要素時，應在被測要素形位公差框格中公差值后標注符號“ L ”（見下圖左）；當應用于基準要素時，應在形位公差框格內的基準字母代號后標注符號“ L ” 。（見下圖右）由于采用該要求的場合比較少。略。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 32三、基準及基準的選擇三、基準及基準的選擇1.基準：基準：從給定基準要素的正確幾何配合物導出的理論正確點、軸線或平面。在加工或檢測中，基準通常用形狀足夠精確的表面模擬。例：基準平面可用平臺、平板的工作面來模擬；孔的基準軸線可用與孔成無間隙配合的心軸、可脹式心軸的軸線來模擬；軸的基準軸線可用V形塊來體現/。在加工和檢測中該模擬基準是作為具體化的基準來使用。 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 33 單一基準，一個要素做基準 組合基準 泛亞汽車泛亞汽車 PATAC 34 基準體系：由一個互相垂直的理想平面構成的空間直角坐標系，或用其他類型基準體系。平板類零件，可由三個相互垂直平面組成基準體系。圓盤類零件，可由一個平面加一個圓柱的回轉中心線確定，回轉方向如再需定，可加第三個基準定位。（見下圖）