形位公差的定義以及測量相關(guān)知識

1、形位公差的定義以及測量相關(guān)知識2一、先說尺寸公差，尺寸公差簡稱公差，是指最大極限尺寸減最小極限尺寸之差，或上偏差減下偏差之差。它是容許尺寸的變動量。尺寸公差是一個沒有符號的絕對值。尺寸公差根據(jù)加工需要每個尺寸需要給出不同的精度等級，這樣在加工的時候就會產(chǎn)生一個尺寸合格范圍。在每張圖紙上面需要分已標尺寸公差和未標尺寸公差，已經(jīng)標注的在圖形中已經(jīng)表示出來，未標注的如果有需要請在技術(shù)要求里面說明。二、再說形位公差，以下是其中部分的基礎(chǔ)內(nèi)容： 加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，

2、而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。3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,線,面的統(tǒng)稱.其分類及含義如下: (1) 理想要素和實際要素 具有幾何學意義的要素稱為理想要素.零件上實際存在的要素稱為實際要素,通常都以測得要素代替實際要素. (2) 被測要素和基準要素 在零件設(shè)計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 形位公差簡介 包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點、線、面構(gòu)成的，這些點、

3、線、面稱為要素。機械加工形位公差后零件的實際要素相對于理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。這類誤差影響機械產(chǎn)品的功能，設(shè)計時應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的公差并按規(guī)定的標準符號標注在圖樣上。20世紀50年代前后，工業(yè)化國家就有形位公差標準。國際標準化組織(ISO)于1969年公布形位公差標準,1978年推薦了形位公差檢測原理和方法。中國于1980年頒布形狀和位置公差標準，其中包括檢測規(guī)定。5零件的形位公差共14項，其中形狀公差6個，位置公差8個，如下表。6 形位公差的標注應(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目符號,第二格為公差數(shù)值,第三格以后為基準,即使指

4、引線從框格右端引出也是這樣. (2) 被測要素為中心要素時,箭頭必須和有關(guān)的尺寸線對齊.只有當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,箭頭可直接指在軸線或中心線,這樣標注很簡便,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,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.7(4) 當公差帶為圓或圓柱體時,在公差數(shù)值前需加注符號,其公差值為圓或圓柱體的直徑.這種情況在被測要素為軸線時才有.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;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.

5、8(5) 對一些附加要求,常在公差數(shù)值后加注相應(yīng)的符號,如(+)符號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的小端方向逐漸減小.如形位公差要求遵守最大實體要求時,則需加符號M.在框格的上,下方可用文字作附加的說明.如對被測要素數(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.9?10一、基準基準是確定被測要素的方向、位置的參考對象。1) 單一基準如右圖所示（見課件）為由一個平面要素建立的基準。2) 組合基準(公共基準) AA0.1A-B0.05BA113) 基

6、準體系(三基面體系)由三個相互垂直的平面所構(gòu)成的基準體系，稱三基面體系。 12直線度直線度是表示零件上的直線要素實際形狀保持理想直線的狀況。也就是通常所說的平直程度。直線度測量是長度計量技術(shù)的重要內(nèi)容之一。常用的測量方法有直尺法、準直法、重力法和直線法等13直線度公差是實際線對理想直線所允許的最大變動量。也就是在圖樣上所給定的，用以限制實際線加工誤差所允許的變動范圍。14 常用直尺、平尺等以光隙法和指示表法(見量規(guī))等進行測量。也可使用直線度測量儀。直線度測量儀是一種利用直尺、以指示表法測量直線度誤差的長度測量工具。它以石英平尺的測量面作為已知平面與被測直線比較，通過電學式長度傳感器、相應(yīng)的電

7、子部分和記錄儀等把被測截面的輪廓形狀記錄下來，或打印出直線度誤差。直尺法15 重力法利用液體自動保持水平或重物自動保持鉛直的重力現(xiàn)象測量直線度。常用的量儀是水平儀，也有利用液體的水平面作為測量面與被測面比較來測量直線度誤差的。16 直線法利用鋼絲和激光束等測量直線度。利用鋼絲測量車床導軌的直線度誤差時，移動溜板，可從安裝在溜板上的讀數(shù)顯微鏡中讀出導軌各點偏離鋼絲的數(shù)值。利用激光束測量直線度誤差時，激光束相當于鋼絲，四象限光電傳感器和指示表相當于讀數(shù)顯微鏡，沿被測導軌移動滑塊，若四象限光電傳感器中的 4個光電池所接收的光強信號相等，表示導軌直線度好；否則表示存在誤差。誤差大小可以從指示表中讀出。

8、利用激光束測量直線度誤差的測量工具稱為激光準直儀。17 光學準直法利用光學準直望遠系統(tǒng)測量直線度誤差。準直望遠系統(tǒng)由準直光管和望遠鏡組成。由光源發(fā)出的光經(jīng)十字分劃板1和物鏡1后,以平行光射出,再經(jīng)望遠鏡中的物鏡2后會聚在位于其焦平面上的十字分劃板2上，通過目鏡讀數(shù)。如將望遠鏡和準直光管置于被測表面（例如導軌）上,當移動準直光管時,若其射出的十字線影像與分劃板2的十字線重合,則表示直線度好;如有偏離,則表示準直光管的光軸相對望遠鏡的光軸傾斜了一個角度 。將各個位置的偏離值經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后即可得到直線度誤差。應(yīng)用光學準直原理測量直線度誤差的量儀稱為準直望遠鏡。它的準直光管內(nèi)還裝有同心圓分劃板。望遠鏡

9、內(nèi)還裝有內(nèi)調(diào)焦透鏡組和用于讀數(shù)系統(tǒng)的平行平板玻璃等。利用內(nèi)調(diào)焦透鏡組重新調(diào)焦可使同心圓分劃板上的同心圓刻線成像在分劃板 2上。這樣，就可以測量兩光軸的偏移(也有利用靶鏡代替準直光管測量的)。這種準直望遠鏡也可用于測量大型機器（如汽輪機）上的各支承孔的同軸度誤差。 光學自準直法 用自準直儀測量。將被測全長分成若干段,測出各段的傾斜角。通過作圖或計算求出直線度.18平面度平面度是表示零件的平面要素實際形狀，保持理想平面的狀況。也就是通常所說的平整程度。平面度公差是實際表面對平面所允許的最大變動量。也就是在圖樣上給定的，用以限制實際表面加工誤差所允許的變動范圍。 長度計量技術(shù)中對平面度誤差的測量。平

10、面是由直線組成的，因此直線度測量中直尺法、光學準直法、光學自準直法、重力法等也適用于測量平面度誤差。測量平面度時，先測出若干截面的直線度，再把各測點的量值按平面度公差帶定義(見形位公差)利用圖解法或計算法進行數(shù)據(jù)處理即可得出平面度誤差。也有利用光波干涉法和平板涂色法測量平面誤差的。光波干涉法常利用平晶進行，圖為測量所得的不同干涉條紋。19圓度圓度是表示零件上圓的要素實際形狀，與其中心保持等距的情況。即通常所說的圓整程度。圓度公差是在同一截面上，實際圓對理想圓所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓的加工誤差所允許的變動范圍。可用比較檢驗法，特征參數(shù)測量法和坐標測量法等測量。20比

11、較檢驗法 該方法是把被測圓輪廓直接與標準圓（如標準圓圖形、標準半球、標準圓盤和鋼珠等）進行比較，以檢驗被測工件是否合格。比較常用的方法有投影儀法和測微儀比較法等。投影儀法 當工件較小且邊緣較規(guī)整時，可用投影儀進行測量。測量時，把工件放在玻璃工作臺上。由燈泡發(fā)出的照明光經(jīng)準直透鏡后平行照射到工件上；工件的截面圓輪廓經(jīng)投影物鏡和反射鏡成像在投影屏上，該影像與事先繪制好的標準同心圓相比較（同心圓間距按工件的圓度公差帶選取，并放大K倍圓輪廓像的放大倍數(shù)）。當工件的截面圓輪廓像處于兩同心圓之間時，表明被測件合格。測微儀比較法 在測量大型工件的圓度誤差時，可采用測微儀比較法。該方法以標準圓盤的外圓表面作為

12、基準圓。測量時，將標準圓盤與被測圓輪廓和標準圓盤的外圓表面相接觸。標準圓輪廓和基準圓相對回轉(zhuǎn)軸線的變動量分別由二傳感器測頭測取，送入帶有差值的測微儀；測微儀可求出并顯示變動量的差值；差值變化的最大值與最小值之差即為被測工件的圓度誤差21圓柱度圓柱度是表示零件上圓柱面外形輪廓上的各點，對其軸線保持等距狀況。圓柱度是指任一垂直截面最大尺寸與最小尺寸差為圓柱度。圓柱度誤差包含了軸剖面和橫剖面兩個方面的誤差。.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 。常見用三次元測試。22線輪廓度線輪廓度是表示在零件的給定平面上，任意形狀的曲線，保持其理想形狀的狀況。線輪廓度公差是

13、指非圓曲線的實際輪廓線的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲線加工誤差所允許的變動范圍。簡單的物體可用三次元測量。23面輪廓度面輪廓度是表示零件上的任意形狀的曲面，保持其理想形狀的狀況。用三次元測量可測量比較簡單的物體。24面輪廓度公差是指非圓曲面的實際輪廓線，對理想輪廓面的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲面加工誤差的變動范圍。25輪廓度都必須先有理論值。如果有了理論值，根據(jù)要求產(chǎn)生測量點，可直接評價。輪廓度就是實際測量點 和元素理論值的比較。26平行度平行度是表示零件上被測實際要素相對于基準保持等距離的狀況。也就是通常所說的保持平行的程度。平行度公差是：被測要素的實際

14、方向，與基準相平行的理想方向之間所允許的最大變動量。也就是圖樣上所給出的，用以限制被測實際要素偏離平行方向所允許的變動范圍。27二、定向公差與公差帶定向公差是指關(guān)聯(lián)實際要素對基準在方向上允許的變動全量。定向公差包括平行度、垂直度和傾斜度三項。根據(jù)要素的幾何特征及功能要求，定向公差中被測要素相對基準要素為線對線或線對面時，可分為給定一個方向，給定相互垂直的兩個方向和任意方向上的三種。1.平行度1）“面對面”的平行度0.05AA28一個方向 相互垂直的兩面三刀個方向 任意方向DAAA0.1DA0.1AAA0.20.1AAAA 2）“線對線”的平行度 （1）一個方向（2）相互垂直的兩個方向（2）任意

15、方向注：以下圖（見課件）說明三種情況公差帶的形狀、大小，并說明公差帶方向、位置是浮動的。DAAA29 將被測零件放置在平板上在整個被測表面上按規(guī)定測量線進行測量取指示器的最大與最小度數(shù)之差作為該零件的平行度誤差.取各條測量線上任意給定1長度內(nèi)指示器的最大與最小讀數(shù)之差,作為該零件的平行度誤差.常見如工顯，三次元都可測量。 30垂直度垂直度是表示零件上被測要素相對于基準要素，保持正確的90夾角狀況。也就是通常所說的兩要素之間保持正交的程度。垂直度公差是：被測要素的實際方向，對于基準相垂直的理想方向之間，所允許的最大變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際要素偏離垂直方向，所允許的最大變動范圍

16、?？捎萌卧獪y量。312. 垂直度當兩個要素互相垂直時，用垂直度公差控制被測要素對基準的方向性誤差。注：垂直度公差的分析方法與平行度公差相類似，用下面例子簡單講解。AA 0.056AA32傾斜度傾斜度是表示零件上兩要素相對方向保持任意給定角度的正確狀況。傾斜度公差是：被測要素的實際方向，對于基準成任意給定角度的理想方向之間所允許的最大變動量?？梢杂萌f能角度尺，傾斜度都有基準面，如果難以夠到可以用一些介體，要是測孔可以把孔內(nèi)插上相應(yīng)的棒再測，精確的就是用投影和三坐標測量.33 3. 傾斜度注：用下面例子簡單講解。1）“面對線”傾斜度2）“線對面”傾斜度（任意方向）注：以下圖（見課件）說明其公差帶

17、的形狀、大小，并說明公差帶方向、位置是浮動的。 45BD0.05ABAB0.06B6034定向公差具有如下特點：1) 定向公差帶相對基準有確定的方向，而其位置往往是浮動的。2) 定向公差帶具有綜合控制被測要素的方向和形狀的功能。如平面的平行度公差，可以控制該平面的平面度和直線度誤差；軸線的垂直度公差可以控制該軸線的直線度誤差。因此在保證功能要求的前提下，規(guī)定了定向公差的要素，一般不再規(guī)定形狀公差，只有需要對該要素的形狀有進一步要求時，則可同時給出形狀公差，但其公差數(shù)值應(yīng)小于定向公差值。35三、定位公差與公差帶定位公差是關(guān)聯(lián)實際要素對基準在位置上允許的變動全量。它包括同軸度、對稱度和位置度三項。

18、36對稱度對稱度是表示零件上兩對稱中心要素保持在同一中心平面內(nèi)的狀態(tài)。測量時要先可找到對稱點/線才可測量。37 對稱度對稱度公差是：實際要素的對稱中心面(或中心線、軸線)對理想對稱平面所允許的變動量。該理想對稱平面是指與基準對稱平面(或中心線、軸線)共同的理想平面。AA-AAD0.1DAA0.138同軸度（同心度）同軸度是表示零件上被測軸線相對于基準軸線，保持在同一直線上的狀況。也就是通常所說的共軸程度。用工顯可測。39同軸度 同軸度公差是：被測實際軸線相對于基準軸線所允許的變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際軸線偏離由基準軸線所確定的理想位置所允許的變動范圍。 d 0.1A-BBA

19、t t40位置度位置度是表示零件上的點、線、面等要素，相對其理想位置的準確狀況。位置度公差是：被測要素的實際位置相對于理想位置所允許的最大變動量。位置度包括點的位置度、線的位置度和面的位置度。點的位置度:如公差帶前加S，公差帶是直徑為公差值t的球內(nèi)的區(qū)域，球公差帶的中心點的位置由理論正確尺寸確定。 線的位置度：如公差帶前加，公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域，公差帶的軸線的位置由理論正確尺寸確定。413位置度位置度用于控制被測要素(點、線、面)對基準要素的位置誤差。根據(jù)零件的功能要求，位置度公差可分為給定一個方向、給定相互垂直的兩個方向和任意方向三種。后者用得最多。位置度常用于控制具有孔組

20、零件的各孔軸線的位置度誤差。1）線的位置度 BA DCCB 0.1A 0.053 D422）面的位置度 A0.05BBA43三次元測量。位置度的意思是標準圓心與測出的圓心的圓心距乘2,包括X,Y座標和角度偏移。用投影機也可以測得出來先按照公差要求畫出該尺寸的最大偏差和最小偏差.作為標準圖.然后把產(chǎn)品放在投影機上進行投影,再用之前的標準圖進行比對.即可測出其位。44定位公差帶的特點如下：1) 定位公差相對于基準具有確定位置。其中，位置度公差帶的位置由理論正確尺寸確定，同軸度和對稱度的理論正確尺寸為零，圖上可省略不注。2) 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。如平面的位置度公差，

21、可以控制該平面的平面度誤差和相對于基準的方向誤差；同軸度公差可以控制被測軸線的直線度誤差和相對于基準軸線的平行度誤差。（注：可設(shè)置課堂問題）在滿足使用要求的前提下，對被測要素給出定位公差后，通常對該要素不再給出定向公差和形狀公差。如果需要對方向和形狀有進一步要求時，則可另行給出定向或形狀公差，但其數(shù)值應(yīng)小于定位公差值。45圓跳動圓跳動是表示零件上的回轉(zhuǎn)表面在限定的測量面內(nèi)，相對于基準軸線保持固定位置的狀況。圓跳動分為徑向圓跳動、端面圓跳動和斜向圓跳動 。46圓跳動公差是：被測實際要素繞基準軸線，無軸向移動地旋轉(zhuǎn)一整圈時，在限定的測量范圍內(nèi)，所允許的最大變動量。47（1） 徑向圓跳動 公差帶定義： 公差帶是在垂直于基準軸線的任一測量平面內(nèi)，半徑為公差值t，且圓心在基準軸線上的兩個同心圓之間的區(qū)域。 圓柱面繞基準軸線作無軸向移動回轉(zhuǎn)時，在