机械设计公差部分.doc

机械设计-公差部分
一、形位公差的基础知识
1、形位公差符号
2、形位公差代号
3、一般规定
4、形位公差带的定义
5、公差原则
二、具体零部件实例讲解

一、 形位公差的基础知识
所谓形位公差是指形状公差和位置公差两种
1、 形位公差符号
公差
特征项目
符号
有或无基准要求
形
状
公
式
直线度
—
无
平面度

无
圆度

无
圆柱度

无
形状或位置
轮廓
线轮廓度

有或无
面轮廓度

有或无
位

置
定
向
平行度
∥
有
垂直度
⊥
有
倾斜度
∠
有
定
位
位置度

有或无
同轴（同心）

有
对称度

有
跳
动
圆跳动

有
全跳动

有
2、 形位公差代号
形位公差代号包括：
① 形位公差有关项目的符号（例：直线度—，平行度等）
② 形位公差框格和指引线（分为两格或多格）

③ 形位公差数值和其它有关符号 最大实体状态

④ 基准符号 最小实体状态
3、一般规定
①要素、构成零件几何特的点、线、面
（1） 理想要素：具有几何学意义的要素（如下图）

（2） 实际要素：零件上实际存在的要素
（3） 被测要素：给出了形状或位置公差的要素
（4） 基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素
（5） 单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素
（6） 关联要素：对其它要素有功能关系的要素
②公差与公差带
（1） 形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量
（2） 位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量
I）定向公差：关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量
II）定位公差：关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量
III）跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量
③形状和位置的公差带：
限制实际要素变动的区域
1） 公差带的主要形式有下列十种：
a) 两平行直线
b) 两等距曲线
c) 两同心圆
d) 一个圆
e) 一个球
f) 一个圆柱
g) 一个四棱柱
h) 两同轴圆柱
i) 两平行平面
j) 两等距曲面
4、形位公差带的定义
符号
公差带定义
标注和解释
直线度公差

—

—
在给定平面内，公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域

被测表面的素线必须位于平行于图样所示投影面且距离为公差值0.1的两平行直线内

在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域

被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.1的两平行平面之内

如在公差值前加注Ф，则公差带是直径为t
的圆柱面的区域

被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Ф0.05的圆柱面内

平面度公差

公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域

被测表面必须位于距离为公差值0.06的两平行平面内

圆度公差

公差带是在同一正截面上，半径差为公差值t的两同心圆的区域

被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0.03的两同心圆之间

被测圆锥面任一正截面上的圆周必须位于半径差为公差值0.1的两同心圆之间

圆柱度公差

公差带是半径为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域

被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.08的两同轴圆柱面之间

线轮廓度公差

公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域。诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上

无基准要求的线轮廓度公差见图a，有基准要求的线轮廓度公差见图b
在平行于图样所示投影面的任一截面上，被测轮廓线必须位于包络一系列直径为公差值0.05且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的两包络线之间

面轮廓度

公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球的球心应位于具有理论正确几何形状的面上

无基准要求的面轮廓度公差见图a），有基准要求的线轮廓公差见图b）
注：图中S代表球形，不加S代表圆或圆柱形
被测轮廓面必须位于包络一系列球的两包络面之间，诸球的直径为公差值0.02，且球心位于具有理论正确几何形状的面上的两包络面之间

平行度公差

∥

∥

线对线平行度公差
公差带是距离为公差值t且平行于基准线、位于给定方向上的两平行平面之间的区域

如在公差值前加注Ф，公差带是直径为公差值t且平行于基准线的圆柱面内的区域

被测轴线必须位于距离为公差值0.1且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间

被测轴线必须位于距离为公差值0.2且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间

被测轴线必须位于距离为公差值0.03且平行于基准轴线的圆柱面内

线对面平行度公差

∥

公差带是距离为公差值t且平行于基准面的两平行平面之间的区域

被测轴线必须位于距离为公差值0.1且平行于基准面A（基准平面）的两平行平面之间

面对线平行度公差

∥

∥

公差带是距离为公差值t且平行于基准线的两平行平面之间的区域

被测表面必须位于距离为公差值0.1且平行与基准线C（基准轴线）的两平行平面之间

面对面平行度公差

∥

公差带是距离为公差值且t平行于基准面的两平行平面之间的区域

被测轴线必须位于距离为公差值0.1且平行于基准面内B（基准平面）的两平行平面之间

线对线垂直度公差

⊥

⊥

公差带是距离为公差值t且垂直于基准线的两平行平面之间的区域

被测轴线必须位于距离为公差值0.6且垂直于基准线A（基准轴线）的两平行平面之间

线对面垂直度公差

⊥

⊥

在给定方向上，公差带是距离为公差值t且垂直于基准面的两平行直线之间的区域

公差带是互相垂直的距离分别为和且垂直于基准面的两对平行平面之间的区域

如果公差值前加注Ф则公差带是直径为公差值t且垂直于基准面的圆柱面内的区域

在给定方向上被测轴线必须位于距离为公差值0.1且垂直于基准表面A的两平行平面之间

被测轴线必须位于距离分别7为公差值0.2和0.1的互相垂直且垂直于基准面的两对平行平面

注：同一个零件测两个方向

被测轴线必须位于直径为公差值Ф0.01且垂直与基准面A（基准平面）的圆柱面内

面对线垂直度公差

⊥

公差带是距离为公差值t且垂直于基准线的两平行平面之间的区域

被测面必须位于距离为公差值0.05且垂直于基准线A（基准轴线）的两平行平面之间

面对面垂直度公差

⊥

公差带是距离为公差值t且垂直与基准面的两平行平面之间的区域

被测面必须位于距离为公差值0.1且垂直于基准平面A的两平行平面之间

倾斜度公差
线对线倾斜度公差

∠

∠

被测线和基准线在同一平面内：公差带是距离为公差值t且与基准线成一给定角度的两平行平面之间的区域

被测轴线必须位于距离为公差值0.1且与A—B公共基准线成一理论正确角度的两平行平面之间

线对面倾斜度公差

∠

∠

公差带是距离为公差值t且与基准成一给定角度的两平行平面之间的区域

如在公差值前加注Ф，则公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线应与基准平面呈一给定的角度并平行于另一基准平面

被测轴线必须位于距离为公差值0.2且与基准面A（基准平面）成理论正确角度60°的两平行平面之间

被测轴线必须位于距离为公差值Ф0.1的圆柱面公差带内，该公差带的轴线应与基本表面A（基准平面）呈理论正确角度60°并平行与基准平面B

面对线倾斜度公差

∠

公差带是距离为公差值t且与基准线成一给定角度的两平行平面之间的区域

被测表面必须位于距离为公差值0.1且与基准线A（基准轴线）成理论角度75°的两平行平面之间

面对面倾斜度公差

∠

∠

公差带是距离为公差值t且与基准面成一给定角度的两平行平面之间的区域

被测表面必须位于距离为公差值0.2且与基准面A（基准平面）成理论正确角度40°的两平行平面之间

位置度公差
点的位置度公差

如公差值之前加注Ф，公差带是直径公差值t的圆内的区域。圆公差带的中心点的位置由相对于基准A和B的理论正确尺寸确定

两个中心线的交点必须位于直径为公差值0.3的圆内，该圆的圆心位于由相对基准A和B（基准直线）的理论正确尺寸所确定的点的理想位置上

线位置度公差

公差带是距离为公差值t且以线的理想位置为中心线对称配置的两平行直线之间的区域，中心线的位置由相对于基准线A的理论正确尺寸确定，此位置度公差仅给定一个方向

每根刻线的中心线必须位于距离为公差值0.05且由相对与基准A的理论正确尺寸所确定的理想位置对称的诸两平行直线之间

公差带是两对相互垂直的距离为和且以轴线的理想位置为中心对称配置的两平行平面之间的区域，轴线的理想位置是有相对于三基面体系的理论正确尺寸确定的，此位置度公差相对于基准给定互相垂直的两个方向

如在公差值前加注Ф，则公差带是直径为t的圆柱面内的区域，公差带的轴线的位置由相对于三基准面体系的理论正确尺寸确定

各个被测孔的轴线必须分别位于两对互相垂直的距离为公差值0.05和0.2由相对于C、A、B基准表面（基准平面）理论正确尺寸所确定的理想位置对称配置的两平行平面之间

被测轴线必须位于直径为公差值Ф0.1且以相对于C、A、B基准表面（基准平面）的理论正确尺寸所确定的理想位置为轴线的圆柱面内

同轴度公差

公差带是直径为公差值Фt且与基准圆心同心的圆内的区域

外圆的圆心必须位于直径为公差值Ф0.1且与基准圆心同心的圆内

轴线的同轴度公差

公差带是直径为公差值Фt的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴

大圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Ф0.1且与公共基准线A—B（共公准轴线）同轴的圆柱面内

对称度公差
中心平面的对称都公差

公差带是距离为公差值t且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域

被测中心平面必须位于距离为公差值0.2且相对于基准中心平面A对称配置的两平行平面之间

圆跳动公差

圆跳动公差是被测要素某一固定参考点围绕基准轴线旋转一周时（零件和测量仪器间无轴向位移）允许的最大变量t，圆跳动公差适用于每一个不同的测量位置。
注：圆跳动可能包括圆度，同轴度、垂直度或平面度误差，这些误差的总值不能超过给定的圆跳动公差

径向圆跳动公差

公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径差为公差值t且圆心在基准轴线上的两同心圆之间的区域

跳动通常是围绕轴线旋转一整周，也可对部分圆周进行限制

当被测要素围绕基准线A（基准轴线）并同时受基准表面B（基准平面）的约束旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.1

当被测要素围绕基准线A（基准轴线）并同时受基准表面B（基准平面）的约束旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.1

被测要素绕基准线A（基准轴线）旋转一个给定的部分圆周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.2

除了圆跳动，径向圆跳动外还有端面圆跳动，斜圆跳动，这里就不一一叙述了。
全跳动公差
径向全跳动公差

公差带是半径差为公差值t且与基准同轴的两圆柱面之间的区域

被测要素围绕公共基准线A—B作若干次旋转，并在测量仪器与工件期间同时做轴向的相对移动时，被测要素上各点间的示值差均不得大于0.1测量仪器或工件必须沿着基准轴线方向并相对于公共基准轴线A—B移动

端面全跳动公差

公差带是距离为公差值t且与基准垂直的两平行平面之间的区域

被测要素围绕基准线D作若干次旋转，并在测量仪器与工件间作径向相对移动时，在被测要素上各点间的示值差均不得大于0.1测量仪器或工件必须沿着轮廓具有理想正确形状的线和相对于基准轴线D的正确方向移动

5、公差原则：
①独立原则：图样上给定的每一个尺寸和形状，位置要求均
是独立的，应分别满足要求。（换句话说就是尺寸和形状各是各的，谁与谁不然）如果对尺寸和形状；尺寸与位置之间的相互关系有特定要求应在图样上规定。
②相关要求：尺寸公差与形位公差相互有关的公差要求
图样上给定的尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求，指包容要求、最大实体要求和最小实体要求。
1） 包容要求：表示实际要素应遵守其最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸（适用于单一要素如圆柱表面或两平行平面）用符号 表示，如：，包容要求的几个图解。

为局部实际直径

2） 最大实体要求：控制被测要素的实际轮廓处与其最大实体实效边界之内的一种公差要求。
3） 最小实体要求：控制被测要素的实际轮廓处于其最小实体实效边界之内的一种公差要求。
4） 零形位公差（只作为了解而已）
关联要素遵守最大实体边界时可以应用最大实体要求的零形位公差
关联要素采用最大实体要求的零形位公差标注时，要求其实际轮廓处处不得超越最大实体边界，且该边界应与其基准保持图样上给定的几何关系，要素实际轮廓的局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸。

二、具体零部件实例讲解
1、对于直线度测量例如像导体，则放置于检测平台上，用卷尺塞导体与平台最大间隙处，记下其数值，转动导体用同样方法进行测量，多测几次找出其最大值为止。
测量直线度，考虑到绝缘距离，装配时导体不
扭动，减小回路电阻。
2、对于平面度测量
工作放置如右图
用带指示器的测量架测量
（1、2、3、4）点，使零
件与平台等高（用可调支撑
调整）然后进行测量，移动
带指示器的测量架，找出被
测量平面度，主要
是考虑零件联接面、
配合面之间减少误差

测表面的最大值与最小值之差即为该零件平面度误差。
3、对于圆度测量
被测工件放置于偏摆仪上如右图
用带指示器的测量架测量被测零
件的截面，并记录下最大值与最
小值之差，移动带指示器的测量
架，同样方法测 N个截面，并记
考虑装配外观质量
录每次所测得的数据，找出其中
最大的被测截面最大值与最小值
之差的数据即为该工件的圆度。
4、对于圆柱度测量
被测零件放置如图：
首先将带指示器的测量架
调至被测零件最高点，然后转
动被测零件旋转一周，记录下
该截面的最大值与最小值之差，
考虑绝缘距离，影响装配质量减少配合面之间间隙，使零件装配时无卡滞现象
同样方法测几个截面，并记录每次所测得数据，找出其中最大的被测截面最大值与最小值之差的数据即为该零件的圆柱度。
5、对于平行度测量被测零件放置如图：
用带指示器的测量架测量整个平面，
取最大值与最小值绝对值之差即为
该零件的平行度。
6、对于垂直度测量
被测零件及技术要求如图：
首先将直角尺靠住零件基
准面（用可调支撑调节）使
直角尺基准面之间间隙为零，
减少接触互之间的间隙，
在主回路上能减少回路电阻
然后用带指示器的测量架在
被侧面上进行测量，找出最
大值与最小值绝对值之差，
即为该零件的垂直度。
7、对于同轴度测量：
被测零件如图
将导向心轴（标准轴与内孔
直径相同的）插入内孔，然
后把零件放在V型铁上，用
带指示器的测量架测量，转动被侧零件测得该截面上个
点的数值，取最大值与最小值的绝对值之差作为该截面
上的同轴度误差，用同样方法测量N个截面，找出其中最大的被测截面最大值与最小值之差的绝对值作为该零件的同轴度
8、对于对称度的测量
将被测量零件放置与平台上，
用带指示器的测量架测量
、两点之间距离，并
记录最大读数。将零件翻转
180°测表面。
分别比较与，与的高
零件不对称，影响到零件装配质量，使零件装不上。
度差，其中最大的差值即为零
件的对程度误差。
9、对于位置度测量
介绍一下用样板法进行测量的方法
线轮阔度、面轮廓度及圆跳动、全
跳动不太常用，故在这里就不介绍了。

思考复习题
1、 形位公差分为哪两类？（第2页）
2、 “—”、“∥”、“⊥”在形位公差中分别代表什么意思？（第2页）
3、 形位公差中，哪些属于形状公差？哪些属于位置公差？（第2页）