形狀和位置公差標準的應(yīng)用

關(guān)于形狀和位置公差標準的應(yīng)用第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四形位公差項目的選擇

形位公差項目的選擇，取決于零件的幾何特征與功能要求，同時還要考慮檢測的方便性。形狀公差項目主要是按要素的幾何形狀特征制定的，因此要素的幾何特征自然是選擇形狀公差項目的基本依據(jù)。平面零件的形狀誤差應(yīng)選擇平面度公差；導(dǎo)軌導(dǎo)向面的形狀誤差應(yīng)選擇直線度公差；圓柱形零件的形狀誤差可選擇圓度、圓柱度、軸線的直線度、素線的直線度等。位置公差項目是按要素間幾何方位關(guān)系制定的，所以關(guān)聯(lián)要素的公差項目應(yīng)以它與基準間的幾何方位關(guān)系為基本依據(jù)。對線(軸線)、面可規(guī)定定向和定位公差，對點要素只能規(guī)定位置度公差，只有回轉(zhuǎn)零件才規(guī)定同軸度公差和跳動公差。

第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四形位公差項目的選擇

為了檢測方便，有時可將所需的公差項目用控制效果相同或相近的公差項目來代替。例如要素為一圓柱面時，圓柱度是理想的項目，因為它綜合控制了圓柱面的各種形狀誤差，但是由于圓柱度檢測不便，故可選用圓度、直線度幾個分項，或者選用徑向跳動公差等進行控制。又如徑向圓跳動可綜合控制圓度和同軸度誤差，而徑向圓跳動誤差的檢測簡單易行，所以在不影響設(shè)計要求的前提下，可盡量選用徑向圓跳動公差項目。同樣可近似地用端面圓跳動代替端面對軸線的垂直度公差要求。端面全跳動的公差帶和端面對軸線的垂直度的公差帶完全相同，可互相替代。第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

形位公差值的選擇

形位公差要求的高低是用公差等級數(shù)字的大小來表示的。按國家標準的規(guī)定，對14項形位公差特征，除線、面輪廓度及位置度未規(guī)定公差等級外，其余項目均有規(guī)定。一般劃分為12級，即1～12級，1級精度最高，12級精度最低；圓度和圓柱度則最高級為0級，劃分為13級。第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四直線度、平面度公差值

第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四圓度、圓柱度公差值第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四平行度、垂直度及傾斜度公差值

第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四同軸度、對稱度、圓跳動及全跳動公差值

第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

選用形位公差值時，應(yīng)考慮零件的功能要求，并考慮加工的經(jīng)濟性和零件的結(jié)構(gòu)、檢測性等情況外，還應(yīng)考慮形位公差項目、尺寸公差及表面粗糙度之間的情況

形位公差的選擇第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

1．形狀公差與位置公差的關(guān)系同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值，定向公差值應(yīng)小于定位公差值。如同一平面上，平面度公差值應(yīng)小于該平面對基準平面的平行度公差值。2．形位公差和尺寸公差的關(guān)系圓柱形零件的形狀公差一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值；線對線或面對面的平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)距離的尺寸公差值。圓度、圓柱度公差值約為同級的尺寸公差的50％，因而一般可按同級選取。例如：尺寸公差為IT6，則圓度、圓柱度公差通常也選6級，必要時也可比尺寸公差等級高1～2級。3．形位公差與表面粗糙度的關(guān)系通常表面粗糙度Ra值約占形狀公差值的20％-25％。4.考慮零件的結(jié)構(gòu)特點對于剛性較差的零件(如細長軸)和結(jié)構(gòu)特殊的要素(如跨距較大的軸和孔、寬度較大的零件表面)，在滿足零件功能要求的前提下，可適當(dāng)降低成1-2級選用。形位公差的選擇第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四基準的選擇

基準是確定關(guān)聯(lián)要素方向和位置的依據(jù)。在選擇選擇基準時，一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計和使用要求，并考慮基準統(tǒng)一原則以及零件的結(jié)構(gòu)特征等。

第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四基準的選擇1．根據(jù)零件的功能要求及對被測要素間的幾何關(guān)系來選擇基準。如軸類零件，常以兩個軸承為支承運轉(zhuǎn)，其運動軸線是安裝軸承的兩軸頸的公共軸線。因此可選這兩處軸頸的公共軸線(組合基準)為基準。

2．根據(jù)裝配關(guān)系應(yīng)選零件上相互配合、相互接觸的定位要素作為各自的基準。如盤、套類零件多以其內(nèi)孔軸線徑向定位裝配或以其端面軸向定位，因此根據(jù)需要可選其軸線或端面作為基準。

3．從零件結(jié)構(gòu)考慮，應(yīng)選較寬大的平面、較長的軸線作為基準，以使定位穩(wěn)定。

4．對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，一般應(yīng)選三個基準面，以確定被測要素在空間的方向和位置。

5．從加工檢測方面考慮，應(yīng)選擇在夾具、量具中定位的相應(yīng)要素作基準，應(yīng)盡量使工藝基準、測量基準與設(shè)計基準統(tǒng)一。第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四公差原則的應(yīng)用公差原則(tolerancingprinciple)是確定和處理尺寸(線性尺寸和角度尺寸)公差和形位公差之間關(guān)系的原則，包括獨立原則和相關(guān)要求。目前,公差原則的國家標準有：GB/T4249-1996和GB/T16671-1996。第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四分類第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--體外作用尺寸

在被測要素的給定長度上，與實際內(nèi)表面（孔）體外相接的最大理想面，或與實際外表面（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，即通常所稱作用尺寸。第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--體外作用尺寸圖例

φ50-0.025-0.050BA1A2A3A4—

?0.012局部實際尺寸和單一要素的體外作用尺寸第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--體外作用尺寸圖例

A1A2A3BG基準平面90°Φ10-0.028-0.013GΦ0.01G關(guān)聯(lián)體外作用尺寸第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--體內(nèi)作用尺寸

在被測要素的給定長度上，與實際內(nèi)表面（孔）體內(nèi)相接的最小理想面，或與實際外表面（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。第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義—實體狀態(tài)

最大實體狀態(tài)（MMC）：實際要素在給定長度上具有最大實體時的狀態(tài)最大實體尺寸（MMS）：實際要素在最大實體狀態(tài)下的極限尺寸最小實體狀態(tài)（LMC）：零件處于允許的材料量最少時的狀態(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?200-0.03第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義—最大實體邊界

邊界：由設(shè)計給定的具有理想形狀的極限包容面。最大實體邊界：尺寸為最大實體尺寸的邊界。第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--最大實體實效狀態(tài)、尺寸

在給定長度上，要素處于最大實體尺寸且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的體外作用尺寸?？?、軸的最大實體實效尺寸與其最大實體尺寸、形位公差之間有如下關(guān)系：第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義—最大實體實效邊界

邊界：由設(shè)計給定的具有理想形狀的極限包容面。最大實體實效邊界：尺寸為最大實體實效尺寸的邊界。第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--最大實體實效狀態(tài)、尺寸

第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四有關(guān)術(shù)語和定義--最大實體實效狀態(tài)、尺寸

第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四尺寸代號

第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四獨立原則定義：圖樣上給定的每一個尺寸和形狀、位置要求均是獨立的，應(yīng)分別滿足要求。標注：不需加注任何符號。φ300-0.033標注0Φ0.015第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四獨立原則的應(yīng)用應(yīng)用：應(yīng)用較多，在有配合要求或雖無配合要求，但有功能要求的幾何要素都可采用。適用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)系，保證運動精度、密封性，未注公差等場合。測量：應(yīng)用獨立原則時，形位誤差的數(shù)值一般用通用量具測量。第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四包容要求定義：實際要素應(yīng)遵守最大實體邊界，其局部實際尺寸不得超過最小實體尺寸。標注：在單一要素尺寸極限偏差或公差帶代號之后加注符號“E”應(yīng)用：適用于單一要素。主要用于需要嚴格保證配合性質(zhì)的場合。邊界：最大實體邊界。測量：可采用光滑極限量規(guī)（專用量具）第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四包容要求標注

φ300-0.033φ30h7EE第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四包容要求應(yīng)用舉例

如圖所示，圓柱表面遵守包容要求。圓柱表面必須在最大實體邊界內(nèi)。該邊界的尺寸為最大實體尺寸?20mm，其局部實際尺寸在?19.97mm～?20mm內(nèi)。?200-0.03EDa/mm0?

20（dM）?19.97-0.030.030.02-0.02直線度/mm第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四最大實體要求定義：控制被測要素的實際輪廓處于其最大實體實效邊界之內(nèi)的一種公差要求。當(dāng)其實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形位誤差值超出其給出的公差值，即形位誤差值能得到補償。標注：應(yīng)用于被測要素時，在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號“M”；應(yīng)用于基準要素時，應(yīng)在形位公差框格內(nèi)的基準字母代號后標注符號“M”。第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四最大實體要求的應(yīng)用

應(yīng)用：適用于中心要素。主要用于只要求可裝配性的零件，能充分利用圖樣上給出的公差，提高零件的合格率。邊界：最大實體要求應(yīng)用于被測要素，被測要素遵守最大實體實效邊界。即：體外作用尺寸不得超出最大實體實效尺寸，其局部實際尺寸不得超出最大實體尺寸和最小實體尺寸。最大實體實效尺寸：MMVS=MMS±tt—被測要素的形位公差，“+”號用于軸，“-”號用于孔。第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四最大實體要求應(yīng)用舉例如圖所示，該軸應(yīng)滿足下列要求：實際尺寸在?19.7mm～?20mm之內(nèi)；實際輪廓不超出最大實體實效邊界，即其體外作用尺寸不大于最大實體實效尺寸dMMVS=dMMS+t=20+0.1=20.1mm當(dāng)該軸處于最小實體狀態(tài)時，其軸線直線度誤差允許達到最大值，即等于圖樣給出的直線度公差值（?0.1mm）與軸的尺寸公差(0.3mm)之和?0.4mm。?200-0.3?0.1MDa/mm?19.7?

20（dMMS）?

20.1(dMMVS)0.10.4-0.3-0.20.3直線度/mm

第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四最大實體要求應(yīng)用實例如圖所示，被測軸應(yīng)滿足下列要求：實際尺寸在?11.95mm～?12mm之內(nèi)；實際輪廓不得超出關(guān)聯(lián)最大實體實效邊界，即關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不大于關(guān)聯(lián)最大實體實效尺寸dMMVS=dMMS+t=12+0.04=12.04mm當(dāng)被測軸處在最小實體狀態(tài)時，其軸線對A基準軸線的同軸度誤差允許達到最大值，即等于圖樣給出的同軸度公差（?0.04）與軸的尺寸公差（0.05）之和（?0.09）。?12-0.05?25-0.05?0.04M

A0第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四包容要求與最大實體要求的區(qū)別

軸軸孔孔第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四公差原則或公差要求的選擇獨立原則獨立原則是處理形位公差和尺寸公差關(guān)系的基本原則．以下三種情況采用獨立原則：1.尺寸精度和形位精度均有較嚴格的要求且需要分別滿足，或者二者要求相差較大．例如：為了保證與軸承內(nèi)圈的配合性質(zhì)，對減速器中的輸出軸上與軸承相配合的軸頸分別提出尺寸精度和圓柱度要求；打印機、印刷機的滾筒，其圓柱度要求較高，而尺寸精度要求較低，應(yīng)分別提出要求。2.有特殊功能要求的要素，往往對其單獨提出形位公差要求．例如，對導(dǎo)軌的工作面提出直線度或平面度要求。3.尺寸公差與形位公差無聯(lián)系的要素。第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四