第3章1節(jié) 形狀和位置公差及檢測(形狀)-2

第三章形狀和位置公差及檢測本章學習目的是掌握形位公差和形位誤差的基本概念，熟悉形位公差國家標準的基本內(nèi)容，為合理選擇形位公差打下基礎。學習要求是掌握形位公差帶的特征（形狀、大小、方向和位置）以及形位公差在圖樣上的標注；掌握形位誤差的確定方法；掌握形位公差的選用原則；掌握公差原則（獨立原則、相關要求）的特點和應用；了解形位誤差的檢測原則。學習指導3.1概述零件加工后，構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，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。零件在加工過程中，由于機床-夾具-刀具系統(tǒng)存在幾何誤差，以及加工中出現(xiàn)受力變形、熱變形、振動和磨損等的影響，使被加工零件的幾何要素不可避免地產(chǎn)生誤差。包括尺寸偏差、形狀誤差、位置誤差、表面粗糙度等。零件在加工過程中，形狀和位置誤差（簡稱形位誤差）是不可避免的。工件在機床上的定位誤差、切削力、夾緊力等因素都會造成各種形位誤差。如車削時由三爪卡盤夾緊的環(huán)形工件，會因夾緊力使工件變形成為棱圓形，見圖3-1；鉆孔時鉆頭移動方向與工作臺面不垂直，會造成孔的軸線對定位基面的垂直度誤差，見圖3-2。圖3-1車削形成的形狀誤差圖3-2鉆削形成的位置誤差軸套加工后外圓的形狀和位置誤差

軸套的外圓可能產(chǎn)生以下誤差：外圓在垂直于軸線的正截面上不圓（即圓度誤差）外圓柱面上任一素線（是外圓柱面與圓柱軸向截面的交線）不直（即直線度誤差）外圓柱面的軸心線與孔的軸心線不重合（即同軸度誤差）1.形位誤差對零件使用性能的影響如下：

影響零件的功能要求

影響零件的配合性質

影響零件的互換性

例:圓柱表面的形狀誤差，在間隙配合中會使間隙大小分布不均，造成局部磨損加快，從而降低零件的使用壽命；

平面的形狀誤差，會減少配合零件的實際接觸面積，增大單位面積壓力，從而增加變形。軸承蓋上螺釘孔的位置不正確（屬位置誤差），會使螺釘裝配不上.在齒輪傳動中，兩軸承孔的軸線平行度誤差（也屬位置誤差）過大，會降低輪齒的接觸精度，影響使用壽命。要制造完全沒有形位誤差的零件，既不可能也無必要。因此，為了滿足零件的使用要求，保證零件的互換性和制造的經(jīng)濟性，設計時不僅要控制尺寸誤差和表面粗糙度，還必須合理控制零件的形位誤差，即對零件規(guī)定形狀和位置公差。2.現(xiàn)行國家標準主要有：GB/T1182-2008產(chǎn)品幾何技術規(guī)范GPS幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注GB/T1184-1996形狀和位置公差未注公差值GB/T1958-2004產(chǎn)品幾何技術規(guī)范GPS形狀和位置公差位置檢測規(guī)定GB/T4249-1996公差原則GB/T16671-1996形狀和位置公差最大實體要求、最小實體要求和可逆要求GB13319-2003產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范GPS幾何公差位置度公差注法3.形位公差項目3.形位公差項目公差類型幾何特征符號公差類型幾何特征符號形狀公差直線度位置公差位置度平面度同心度圓度同軸度圓柱度對稱度線輪廓度線輪廓度面輪廓度面輪廓度方向公差平行度跳動公差圓跳動垂直度全跳動傾斜度線輪廓度面輪廓度4.形位公差的研究對象形位公差的研究對象：

幾何要素——構成零件幾何特征的點、線、面統(tǒng)稱為幾何要素(簡稱要素)圖3-2輪廓要素與中心要素（按結構特征分）（1）輪廓要素——組成輪廓的點、線、面。（2）中心要素——與輪廓要素有對稱關系的點、線、面。理想要素與實際要素（按存在的狀態(tài)分）（1）理想要素——具有幾何意義的要素。（2）實際要素——零件上實際存在的要素，即加工后得到的要素。單一要素和關聯(lián)要素（按功能要求分）（1）單一要素——僅對要素本身給出形狀公差要求的要素。（2）關聯(lián)要素——對其它要素有功能關系的要素。被測要素與基準要素（按檢測關系分）（1）被測要素——給出了形狀或(和)位置公差的要素，即需要研究和測量的要素。（2）基準要素——用來確定被測要素方向或(和)位置的要素。理想的基準要素稱為基準。3.2形位公差的標注國家標準規(guī)定，在技術圖樣中形位公差應采用框格代號標注。無法采用框格代號標注時，才允許在技術要求中用文字加以說明，但應做到內(nèi)容完整，用詞嚴謹。形位公差項目的符號、框格、指引線、公差數(shù)值、基準符號以及其他有關符號構成了形位公差的代號。1.公差框格公差框格中：

第一格形位公差特征的符號。第二格形位公差數(shù)值和有關符號。第三格和以后各格基準字母和有關符號。規(guī)定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九個字母。

(-)

(-)用帶箭頭的指引線將公差框格與被測要素相連，指引線的箭頭指向被測要素，箭頭的方向為公差帶的寬度方向。2被測要素的標注當被測要素為輪廓要素時，指引線的箭頭應指在該要素的輪廓線或其引出線上，并應明顯地與尺寸線錯開(應與尺寸線至少錯開4mm)。>4mm輪廓要素的標注當被測要素為中心要素時，指引線的箭頭應與被測要素的尺寸線對齊，當箭頭與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線箭頭，指引線的箭頭不允許直接指向中心線。b中心要素的標注當被測要素為圓錐體的軸線時，指引線的箭頭應與圓錐體直徑尺寸線(大端或小端)對齊，必要時也可在圓錐體內(nèi)畫出空白的尺寸線，并將指引線的箭頭與該空白的尺寸線對齊；如圓錐體采用角度尺寸標注，則指引線的箭頭應對著該角度的尺寸線。圓錐體軸線的標注圖指引線箭頭指向被測要素位置(a)被測要素為輪廓要素；(b)被測要素為中心要素當多個被測要素有相同的形位公差(單項或多項)要求時，可以在從框格引出的指引線上繪制多個指示箭頭，并分別與被測要素相連；用同一公差帶控制幾個被測要素時，應在公差框格上注明“共面”或“共線”。AB0.03A-B共面0.10多要素同要求的簡化標注多處要素用同一公差帶時的標注當同一個被測要素有多項形位公差要求，其標注方法又是一致時，可以將這些框格繪制在一起，并引用一根指引線。AA同一要素多項要求的簡化標注3基準要素的標注用于確定被測要素的方向和位置的要素叫基準要素。標注時，在基準要素處標上基準符號（加粗約2b的短粗劃），并與框格用細實線連接，連線必須與基準要素垂直。如下圖（a）所示。當連線不便引到基準符號時，可用基準代號標注，如下圖（b）所示。無論基準符號在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應水平書寫。基準符號3基準要素的標注無論基準符號在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應水平書寫。3基準要素的標注基準代號的字母采用大寫拉丁字母。為避免混淆，標準規(guī)定不許采用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母?；鶞实捻樞蛟诠羁蚋裰惺枪潭ǖ?。當基準要素為輪廓線和表面時，基準符號應置于該要素的輪廓線或其引出線標注，并應明顯地與尺寸線錯開?；鶞史枠俗⒃谳喞囊鼍€上時，可以放置在引出線的任一側，但基準符號的短線不能直接與公差框格相連。AAB輪廓基準要素的標注當基準要素是軸線或中心平面或由帶尺寸的要素確定的點時，基準符號的連線應與該要素的尺寸線對齊；當基準符號與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線的一個箭頭。BAC中心基準要素的標注當基準要素為中心孔或圓錐體的軸線時，則按圖示方法標注。ABAB4/7.5GB145-85AB4/7.5GB145-85中心孔和圓錐體軸線為基準要素的標注基準的標注方法3.3形狀公差形狀公差—是指單一實際要素的形狀所允許的變動全量。形狀公差帶

—是限制單一實際被測要素變動的區(qū)域，零件實際要素在該區(qū)域內(nèi)為合格。它包括四個要素：形狀公差帶的特點—不涉及基準，它的方向和位置均是浮動的，只能控制被測要素形狀誤差的大小。3.3.1形狀公差形位公差帶形狀：大?。何恢茫悍较颍河杀粶y要素和設計要求決定的由公差帶的寬度t或直徑Φt和SΦt決定的分浮動和固定兩種取決于測量方向即指引線箭頭方向3.3.2各項形狀公差與公差帶（1）在給定平面內(nèi)t0.11．直線度限制被測實際直線對理想直線變動量的一項指標。被限制的直線有平面內(nèi)的直線、直線回轉體（圓柱、圓錐）上的素線、平面與平面的交線（形成空間直線）和軸線等。（1）在給定平面內(nèi)含義：保持表面的素線必須位于平行于圖樣所示投影面且距離為公差值0.01mm的兩平行線之間。（1）在給定平面內(nèi)公差帶定義：其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。棱線必須位于箭頭所指方向距離為公差值0.02mm的兩平行平面內(nèi)。公差帶標注（2）在給定方向上（2）在給定相互垂直的兩個方向上公差帶定義：任意方向上的直線度在公差值前加注“

”，公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。

被測圓柱體d的軸線必須位于直徑為公差值0.04mm的圓柱面內(nèi)。φt公差帶標注3）在任意方向上

其被測要素是平面要素。公差帶定義：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。圖a：被測表面必須位于距離為公差值0.1的兩平行平面內(nèi)。圖b：被測表面上任意100×100的范圍，必須位于距離為公差值0.1的兩平行平面內(nèi)。標注t公差帶2．平面度公差帶：

在垂直于軸線的任一正截面上，該圓必須位于半徑差為公差值0.02mm的兩同心圓之間。它是控制圓柱形和圓錐形等回轉體的橫截面的形狀公差。t公差帶標注1標注2動畫3．圓度公差帶：

被測圓柱面必須位于半徑差為公差值0.02的兩同軸圓柱面之間。

t4．圓柱度