精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-形位公差基本概念-供參考

1、形位公差1,形位公差的研究對象是什么,如何分類,各自的含義是什么 答:形位公差的研究對象是零件的幾何要素,它是構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn),線,面的統(tǒng)稱.其分類及含義如下:(1) 理想要素和實(shí)際要素具有幾何學(xué)意義的要素稱為理想要素.零件上實(shí)際存在的要素稱為實(shí)際要素,通常都以測得要素代替實(shí)際要素.(2) 被測要素和基準(zhǔn)要素在零件設(shè)計(jì)圖樣上給出了形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素.用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素,稱為基準(zhǔn)要素.(3) 單一要素和關(guān)聯(lián)要素給出了形狀公差的要素稱為單一要素.給出了位置公差的要素稱為關(guān)聯(lián)要素.(4) 輪廓要素和中心要素由一個(gè)或幾個(gè)表面形成的要素,稱為輪廓要素.對稱輪

2、廓要素的中心點(diǎn),中心線,中心面或回轉(zhuǎn)表面的軸線,稱為中心要素.2,形狀公差有哪些,各自的含義是什么,如何標(biāo)注 答:形狀公差有直線度,平面度,圓度和圓柱度.其含義和標(biāo)注如下:1) 直線度表2-2為幾種直線度公差在圖樣上標(biāo)注的方式.形位公差在圖樣上用框格注出,并用帶箭頭的指引線將框格與被測要素相連,箭頭指在有公差 要求的被測要素上.一般來說,箭頭所指的方向就是被測要素對理想要素允許變動(dòng)的方向.通常形狀公差的框格有兩格,第一格中注上某項(xiàng)形狀公差要求的符號(hào),第二格注明形狀公差的數(shù)值.2) 平面度表2-3為平面度公差要求的標(biāo)注方式.平面度公差帶只有一種,即由兩個(gè)平行平面組成的區(qū)域,該區(qū)域的寬度即為要求的

3、公差值.3) 圓度表2-4表示圓度公差在圖樣上的標(biāo)注方式.在圓度公差的標(biāo)注中,箭頭方向應(yīng)垂直于軸線或指向圓心.4) 圓柱度如表2-5所示,由于圓柱度誤差包含了軸剖面和橫剖面兩個(gè)方面的誤差,所以它在數(shù)值上要比圓度公差為大.圓柱度的公差帶是兩同軸圓柱面間的區(qū)域,該兩同軸圓柱面間的徑向距離即為公差值.3,定向公差有哪些,各自的含義是什么,如何標(biāo)注 答:定向公差有平行度,垂直度和傾斜度.其含義和標(biāo)注如下:1) 平行度對平行度誤差而言,被測要素可以是直線或平面,基準(zhǔn)要素也可以是直線或平面,所以實(shí)際組成平行度的類型較多.表2-7中表示出一些標(biāo)注平行度公差要求的示例.其中,基準(zhǔn)符號(hào)是用一粗短劃線和帶圓圈的字

4、母標(biāo)注,字母方向始終是正位,基準(zhǔn)是中心要素時(shí),粗短劃線的引出線必須和有關(guān)尺寸線對齊.2) 垂直度垂直度和平行度一樣,也屬定向公差,所以在分析上這兩種情況十分相似.垂直度的被測和基準(zhǔn)要素也有直線和平面兩種.表2-8是幾種垂直度標(biāo)注的示例.3) 傾斜度傾斜度也是定向公差.由于傾斜的角度是隨具體零件而定的,所以在傾斜度的標(biāo)注中,總需用將要求傾斜的角度作為理論正確角度標(biāo)注出,這是它的特點(diǎn).表2-9舉出了一些零件標(biāo)注傾斜度公差的示例.4,定位公差有哪些,各自的含義是什么,如何標(biāo)注 答:定位公差有同軸度,對稱度,位置度,圓跳動(dòng)和全跳動(dòng).其含義和標(biāo)注如下:1) 同軸度同軸度是定位公差,理論正確位置即為基準(zhǔn)軸

5、線.由于被測軸線對基準(zhǔn)軸線的不同點(diǎn)可能在空間各個(gè)方向上出現(xiàn),故其公差帶為一以基準(zhǔn)軸線為軸線的圓柱體,公差值為該圓柱體的直徑,在公差值前總加注符號(hào).表2-10為同軸度公差標(biāo)注的示例.2) 對稱度對稱度和同軸度相似,也是定位公差.但對稱度的被測要素和基準(zhǔn)要素可以是一直線或一平面,所以形式比同軸度要多.表2-11舉出了對稱度公差標(biāo)注的示例.3) 位置度位置度誤差是被測實(shí)際要素偏離其理論位置的結(jié)果.理論位置由理論正確尺寸決定,所以標(biāo)注位置度公差要求時(shí),總要標(biāo)出帶框的理論正確尺寸.另外,有位置度要求的要素除線和面以外,還有點(diǎn)的位置.表2-12舉出了位置度公差標(biāo)注的示例.4) 圓跳動(dòng)圓跳動(dòng)分徑向,端面和斜

6、向三種.跳動(dòng)的名稱是和測量相聯(lián)系的.測量時(shí)零件繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn).測量用指示表的測頭接觸被測要素.回轉(zhuǎn)時(shí)指示表指針的跳動(dòng)量就是圓跳動(dòng)的數(shù)值.指示表測頭指在圓柱面上為徑向圓跳動(dòng),指在端面為端面圓跳動(dòng),垂直指向圓錐素線上為斜向圓跳動(dòng).表2-13舉出了標(biāo)注圓跳動(dòng)的一些示例.5) 全跳動(dòng)全跳動(dòng)公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測要素對其理想要素的允許變動(dòng)量.當(dāng)理想要素是以基準(zhǔn)軸線為軸線的圓柱面時(shí),稱為徑向全跳動(dòng);當(dāng)理想要素是與基準(zhǔn)軸線垂直的平面時(shí),稱為端面(軸向)全跳動(dòng).表2-13和表2-14中(a),(b),(c)的零件是相同的,但全跳動(dòng)和圓跳動(dòng)不同.徑向圓跳動(dòng)只是在某一橫剖面測量的跳動(dòng)量,端面圓跳動(dòng)只是在端面某一半徑上

7、測量的跳動(dòng)量.徑向全跳動(dòng)在用指示表和被測圓柱面接觸測量時(shí),除工件要圍繞基準(zhǔn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外,指示表還得相對于工件作軸向移動(dòng),以便在整個(gè)圓柱面上測出跳動(dòng)量.端面全跳動(dòng)在測量時(shí),工件除要圍繞基準(zhǔn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外,指示表還得相對于工件作垂直回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng),以便在整個(gè)端面上測得跳動(dòng)量.對同一零件,全跳動(dòng)誤差值總大于圓跳動(dòng)誤差值.5,輪廓公差有哪些,各自的含義是什么,如何標(biāo)注 答:形狀公差有線輪廓度和面輪廓度度.其含義和標(biāo)注如下:線輪廓度和面輪廓度根據(jù)有無基準(zhǔn)要求可分屬于形狀和位置公差兩種,無基準(zhǔn)要求的屬形狀公差,有基準(zhǔn)要求的屬位置公差.表2-6中表示線,面輪廓度公差標(biāo)注的幾種形式.6,形位公差的標(biāo)注應(yīng)注意哪些問題

8、 答:形位公差的標(biāo)注應(yīng)注意以下問題:(1) 形位公差內(nèi)容用框格表示,框格內(nèi)容自左向右第一格總是形位公差項(xiàng)目符號(hào),第二格為公差數(shù)值,第三格以后為基準(zhǔn),即使指引線從框格右端引出也是這樣.(2) 被測要素為中心要素時(shí),箭頭必須和有關(guān)的尺寸線對齊.只有當(dāng)被測要素為單段的軸線或各要素的公共軸線,公共中心平面時(shí),箭頭可直接指在軸線或中心線,這樣標(biāo)注很簡便,但一定要注意該公共軸線中沒有包含非被測要素的軸段在內(nèi).(3) 被測要素為輪廓要素時(shí),箭頭指向一般均垂直于該要素.但對圓度公差,箭頭方向必須垂直于軸線.(4) 當(dāng)公差帶為圓或圓柱體時(shí),在公差數(shù)值前需加注符號(hào),其公差值為圓或圓柱體的直徑.這種情況在被測要素為

9、軸線時(shí)才有.同軸度的公差帶總是一圓柱體,所以公差值前總是加上符號(hào);軸線對平面的垂直度,軸線的位置度一般也是采用圓柱體公差帶,需在公差值前也加上符號(hào). (5) 對一些附加要求,常在公差數(shù)值后加注相應(yīng)的符號(hào),如(+)符號(hào)說明被測要素只許呈腰鼓形外凸,(-)說明被測要素只許呈鞍形內(nèi)凹,()說明誤差只許按符號(hào)的小端方向逐漸減小.如形位公差要求遵守最大實(shí)體要求時(shí),則需加符號(hào)M.在框格的上,下方可用文字作附加的說明.如對被測要素?cái)?shù)量的說明,應(yīng)寫在公差框格的上方;屬于解釋性說明(包括對測量方法的要求)應(yīng)寫在公差框格的下方.例如:在離軸端300mm處;在a,b范圍內(nèi)等.7,公差原則有關(guān)的術(shù)語有哪些,各自的含義

10、是什么 答:公差原則有關(guān)的術(shù)語及含義如下:1) 局部實(shí)際尺寸(簡稱實(shí)際尺寸)在實(shí)際要素的任意正截面上,兩對應(yīng)點(diǎn)之間測得的距離,稱為局部實(shí)際尺寸(線性尺寸),簡稱實(shí)際尺寸.2) 作用尺寸作用尺寸可以分為體外作用尺寸和體內(nèi)作用尺寸兩種.(1) 體外作用尺寸在被測要素的給定長度上,與實(shí)際內(nèi)表面(孔)體外相接的最大理想面,或與實(shí)際外表面(軸)體外相接的最小理想面的直徑或?qū)挾?稱為體外作用尺寸.對于單一被測要素,內(nèi)表面(孔)的(單一)體外作用尺寸以Dfe表示;外表面(軸)的(單一)體外作用尺寸以dfe表示.對于給出定向公差或定位公差的關(guān)聯(lián)被測要素,確定其體外作用尺寸的理想面的中心要素,心須與基準(zhǔn)保持圖樣

11、上給定的方向或位置關(guān)系.其體外作用尺寸分別稱為定向體外作用尺寸(Dfe,dfe)和定位體外作用尺寸(Dfe,dfe).(2) 體內(nèi)作用尺寸在被測要素的給定長度上,與實(shí)際內(nèi)表面(孔)體內(nèi)相接的最小理想面,或與實(shí)際外表面(軸)體內(nèi)相接的最大理想面的直徑或?qū)挾?稱為體內(nèi)作用尺寸.對于單一被測要素,內(nèi)表面(孔)的(單一)體內(nèi)作用尺寸以Dfi表示,外表面(軸)的(單一)體內(nèi)作用尺寸以dfi表示.3) 最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)(MMVC)和最大實(shí)體實(shí)效尺寸(MMVS)在給定長度上,實(shí)際尺寸要素處于最大實(shí)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(shí)的綜合極限狀態(tài),稱為最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài).最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體

12、外作用尺寸,稱為最大實(shí)體實(shí)效尺寸.內(nèi)表面(孔)的最大實(shí)體實(shí)效尺寸以DMV表示,外表面(軸)的最大實(shí)體實(shí)效尺寸以dMV表示,有:對于內(nèi)表面(孔) DMV=DM-tM=Dmin-tM對于外表面(軸) dMV=dM+tM=dmax+tM對于給出定向公差的關(guān)聯(lián)要素,稱為定向最大實(shí)體實(shí)效尺寸(DMV,dMV).4) 最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)(LMVC)和最小實(shí)體實(shí)效尺寸(LMVS)在給定長度上,實(shí)際尺寸要素處于最小實(shí)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(shí)的綜合極限狀態(tài),稱為最小實(shí)效狀態(tài).對于給出定向公差的關(guān)聯(lián)要素,稱為定向最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài);對于給出定位公差的關(guān)聯(lián)要素,稱為定位最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài).最小

13、實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸,稱為最小實(shí)體實(shí)效尺寸.內(nèi)表面(孔)的最小實(shí)體實(shí)效尺寸以DLV表示,外表面(軸)的最小實(shí)體實(shí)效尺寸以dLV表示,有:對于內(nèi)表面(孔) DLV=DL+tL=Dmax+tL對于外表面(軸) dLV=dL-tL=dmin-tL5) 邊界由設(shè)計(jì)給定的具有理想形狀的極限包容面,稱為邊界.邊界的尺寸是該極限包容面的直徑或?qū)挾?最大實(shí)體邊界(MMB) 尺寸為最大實(shí)體尺寸的邊界稱為最大實(shí)體邊界.最小實(shí)體邊界(LMB) 尺寸為最小實(shí)體尺寸的邊界稱為最小實(shí)體邊界.最大實(shí)體實(shí)效邊界(MMVB) 尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸的邊界稱為最大實(shí)體實(shí)效邊界.最小實(shí)體實(shí)效邊界(LMVB) 尺寸為最小實(shí)體

14、實(shí)效尺寸的邊界稱為最小實(shí)體實(shí)效邊界.8,獨(dú)立原則的含義是什么,如何標(biāo)注 答:獨(dú)立原則就是圖樣上給定的各個(gè)尺寸和形狀,位置要求都是獨(dú)立的,應(yīng)該分別滿足各自的要求.獨(dú)立原則是尺寸公差和形位公差相互關(guān)系遵循的基本原則.應(yīng)用獨(dú)立原則時(shí),圖樣上沒有加注符號(hào),但應(yīng)在圖樣或技術(shù)文件中注明:公差原則按GB/T4249-1996.9,包容要求的含義是什么,如何標(biāo)注 答:包容要求(ER)是尺寸公差與形位公差相互有關(guān)的一種相關(guān)要求.它只適用于單一尺寸要素(圓柱面,兩反向的平行平面)的尺寸公差與形位公差之間的關(guān)系.采用包容要求的尺寸要素,應(yīng)在其尺寸極限偏差或公差帶代號(hào)之后加注符號(hào)E.采用包容要求的尺寸要素,其實(shí)際輪廓

15、應(yīng)遵守最大實(shí)體邊界,即其體外作用尺寸不超出其最大實(shí)體尺寸,且局部實(shí)際尺寸不超出其最小實(shí)體尺寸.對于孔 DfeDm=Dmin 且DaDL=Dmax對于軸 dfedm=dmax 且dadL=dmin10,最大實(shí)體要求的含義是什么,如何標(biāo)注 答:最大實(shí)體要求(MMR)是相關(guān)要求中的一種.既可以應(yīng)用于被測要素,也可以應(yīng)用于基準(zhǔn)中心要素.最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時(shí),應(yīng)在被測要素形位公差框格中的公差值后標(biāo)注符號(hào)M;最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)中心要素時(shí),應(yīng)在被測要素的形位公差框格內(nèi)相應(yīng)的基準(zhǔn)字母代號(hào)后標(biāo)注符號(hào)M.1) 最大實(shí)體要求用于被測要素最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時(shí),被測要素的實(shí)際輪廓應(yīng)遵守其最大實(shí)體實(shí)效

16、邊界,即在給定長度上處處不得超出最大實(shí)體實(shí)效邊界.也就是說,其體外作用尺寸不得超出其最大實(shí)體實(shí)效尺寸.而且,其局部實(shí)際尺寸不得超出最大和最小實(shí)體尺寸.對于內(nèi)表面(孔) DfeDMV 且DM=DminDaDL=Dmax對于外表面(軸) dfedMV 且dm=dmaxdadL=dmin最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時(shí),被測要素的形位公差值是在該要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)給出的.當(dāng)被測要素的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài),即其實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí),形位誤差值可以超出在最大實(shí)體狀態(tài)下給出的形位公差值,即此時(shí)的形位公差值可以增大.若被測要素采用最大實(shí)體要求時(shí),其給出的形位公差值為零,則稱為最大實(shí)體要求的零形位

17、公差,并以0M表示.2) 可逆要求用于最大實(shí)體要求可逆要求(RR)是當(dāng)中心要素的形位誤差值小于給出的形位公差值時(shí),允許在滿足零件功能要求的前提出下擴(kuò)大尺寸公差.可逆要求用于最大實(shí)體要求時(shí),被測要素的實(shí)際輪廓應(yīng)遵守其最大實(shí)體實(shí)效邊界.當(dāng)其實(shí)際尺寸向最小實(shí)體尺寸方向偏離最大實(shí)體尺寸時(shí),允許其形位誤差值超出在最大實(shí)體狀態(tài)下給出的形位公差值,即形位公差值可以增大.當(dāng)其形位誤差值小于給出的形位公差值時(shí),也允許其實(shí)際尺寸超出最大實(shí)體尺寸,即尺寸公差值可以增大的一種要求.因此,也可以稱為可逆的最大實(shí)體要求.采用可逆的最大實(shí)體要求,應(yīng)在被測要素的形位公差框格中的公差值后加注符號(hào)R.3) 最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素最大實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)要素時(shí),基準(zhǔn)要素應(yīng)遵守相應(yīng)的邊界.若基準(zhǔn)要素的