ASME-GD&T(几何尺寸和公差).ppt

-1-GeometricDimensioningandTolerancing几何尺寸公差几何尺寸公差Nov 26,2012“GD&T”全称全称为GeometricDimensioningandTolerancing，中文中文为几何尺寸和公差。几何尺寸和公差。标准中包含有尺寸准中包含有尺寸标注方法与几何公差两大部分。注方法与几何公差两大部分。相关相关标准：准：美国：美国：ASMEY14.5-2009替代替代ASMEY14.5M-1994欧欧亚：ISO1101-2004国国标：GB/T11822008GB/T16671-1996形状和位置公差最大形状和位置公差最大实体要求、最小体要求、最小实体要求和可逆要求体要求和可逆要求GB/T16892-1997形状和位置公差非形状和位置公差非刚性零件注法性零件注法GB/T17773-1999形状和位置公差延伸公差形状和位置公差延伸公差带及其表示法及其表示法GB/T17851-1999形状和位置公差基准及基准体系形状和位置公差基准及基准体系GB/T17852-1999形状和位置公差形状和位置公差轮廓的尺寸及公差注法廓的尺寸及公差注法符号对比(ASMEY14.5vs.ISO1101)零件公差产生于十九世纪后期，其初衷是为了保证零件的互换性。起初只有尺寸公差。由于零件公差产生于十九世纪后期，其初衷是为了保证零件的互换性。起初只有尺寸公差。由于当时的设计部门和制造部门通常都在一起或就在隔壁，因此交流起来非常方便。在当时，给当时的设计部门和制造部门通常都在一起或就在隔壁，因此交流起来非常方便。在当时，给定的公差一般都很大，因此当时的设备刀具的能力对于保证产品的几何形状的定的公差一般都很大，因此当时的设备刀具的能力对于保证产品的几何形状的“完美性完美性”来来说反而不太重要了（相对于给定的公差）。当问题发生后，制造人员很容易找到设计人员，说反而不太重要了（相对于给定的公差）。当问题发生后，制造人员很容易找到设计人员，一起讨论并解决问题，并且决定今后的零件该如何生产。通过这种方式，只有尺寸公差也能一起讨论并解决问题，并且决定今后的零件该如何生产。通过这种方式，只有尺寸公差也能生产出合乎设计要求的产品，而很多重要的要求并没有在图纸上表达出来，而是变成了公司生产出合乎设计要求的产品，而很多重要的要求并没有在图纸上表达出来，而是变成了公司的专有经验知识。的专有经验知识。随着公差的逐步缩小，产品的可装配性逐渐成了问题。大约在随着公差的逐步缩小，产品的可装配性逐渐成了问题。大约在1920年，泰勒先生提出了定义年，泰勒先生提出了定义了装配功能要求的了装配功能要求的“泰勒原则泰勒原则”（也就是现在的公差原则（也就是现在的公差原则1），它有效地解决了零件的大），它有效地解决了零件的大小与形状的关系，从而确保了产品的可装配性。直至今天，许多功能检具依然都是按照这个小与形状的关系，从而确保了产品的可装配性。直至今天，许多功能检具依然都是按照这个原则来设计制造的。原则来设计制造的。直到二战期间，零件的制造逐渐分包给供应商，设计部门离制造地点越来越远，设计与制造直到二战期间，零件的制造逐渐分包给供应商，设计部门离制造地点越来越远，设计与制造的随时随地的交流就变得越来越不可能，而要求的制造公差却又越来越小，零件的装配性和的随时随地的交流就变得越来越不可能，而要求的制造公差却又越来越小，零件的装配性和互换性的问题也就越来越突出。此时，各种定义几何公差的几何语言的标准就应运而生，随互换性的问题也就越来越突出。此时，各种定义几何公差的几何语言的标准就应运而生，随着这些标准的发展、进化、演变及合并，到今天留给我们的是几何尺寸公差这门世界语的两着这些标准的发展、进化、演变及合并，到今天留给我们的是几何尺寸公差这门世界语的两种方言：种方言：ASMEY14.5和和ISO1101，作为定义公差符号的标准。这两个标准在原理上是一致，作为定义公差符号的标准。这两个标准在原理上是一致的，其初衷都是为了确定可装配性的公差。在具体的定义上它们有所不同，有的地方甚至有的，其初衷都是为了确定可装配性的公差。在具体的定义上它们有所不同，有的地方甚至有很明显的不同，但定义的不同只是理解过程的不同，这两个标准最终描述的公差种类都是一很明显的不同，但定义的不同只是理解过程的不同，这两个标准最终描述的公差种类都是一样的。样的。形位公差（几何尺寸公差）的来历形位公差（几何尺寸公差）的来历产品零件在加工制造过程中，由于机床精度、刀具夹具及工产品零件在加工制造过程中，由于机床精度、刀具夹具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸、形状及表面质量、艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸、形状及表面质量、方向和位置均不可能做到完全理想。这种工艺过程中出现方向和位置均不可能做到完全理想。这种工艺过程中出现的误差有可能会影响到：的误差有可能会影响到：配合的松紧程度，如圆度，轴线的直线度。配合的松紧程度，如圆度，轴线的直线度。可装入性，如螺栓的位置度。可装入性，如螺栓的位置度。零件的其它功能，如工作精度、联接强度、运动平稳性、零件的其它功能，如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、可靠性、噪声和使用寿命等密封性、耐磨性、可靠性、噪声和使用寿命等为了满足零件的为了满足零件的使用要求使用要求，保证零件的，保证零件的互换性互换性和制造的和制造的经济经济性性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定其形状和位置公差（简称形位公差）其形状和位置公差（简称形位公差）由于时间关系，本简解重点是如何读懂图上的形位公差。由于时间关系，本简解重点是如何读懂图上的形位公差。GDT概述概述形位公差是限制实际被测形体（或要素）变动的区域，是零件的实际形状、位置对其理想形状、位置的变动量。其大小是由指定的形位公差值来确定的。只要被测实际形体（或要素）被包含在这个公差带内，那么这个被测形体（或要素）就是合格的。形位公差带控制的是点（平面、空间）、线（素线、轴线、曲线）、面（平面、曲面）、圆（平面、空间、整体圆柱）等区域，所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置等共四个要素。形位公差的按其控制的要素总共分成如下五大类（共十四种）：形状公差：a.直线度；b.平面度；c.圆度；d.圆柱度。定向公差：a.平行度；b.垂直度c.倾斜度。定位公差：a.同轴度；b.位置度；c.对称度。轮廓度公差：a.线轮廓度；b.面轮廓度。跳动公差：a.圆跳动；b.全跳动。其中形状公差用于控制形体的形状；定向公差用于控制形体的方向；定位公差用于控制形体的方向和位置；轮廓度公差既可控制形体的大小和形状，又可控制其方向和位置；跳动公差是对形体方向和位置的综合控制。定位、定向和跳动公差，统称为位置公差。一一要素要素Feature1定义定义 要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分点、线、面点、线、面。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。轴线轴线球心球心素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面图图1形位公差形位公差研究对象研究对象就是就是要素要素，即，即点、线、面点、线、面。2类型类型2.1按存在的状态分：按存在的状态分：实际要素实际要素RealFeature零件加工后零件加工后实际存在实际存在的要素的要素(存在误差存在误差)。实际要素是按规定方法实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到由在实际要素上测量有限个点得到的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。理想要素理想要素IdealFeature理论正确理论正确的要素的要素(无误差无误差)。在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用实线实线(可见可见)或虚线或虚线(不可见不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。表示；理想中心要素用点划线表示。每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。2.2按结构特征分：按结构特征分：轮廓轮廓(实有实有)要素要素IntegralFeature表面表面上的点、线或面。上的点、线或面。中心中心(导出导出)要素要素DerivedFeature由一个或几个轮廓由一个或几个轮廓(组成组成)要素得到的要素得到的中心中心点点(圆心或球心圆心或球心)、中心中心线线(轴线轴线)或或中心中心面。面。素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面轮廓要素轮廓要素轴线轴线球心球心中心要素中心要素图图22.3按所处的地位分：按所处的地位分：被被测要素要素Featuresofapart图样上上给出了出了形位公差要形位公差要求求的要素，的要素，为测量的量的对象。象。基准要素基准要素DatumFeature零件上用来零件上用来建立基准建立基准并实际起并实际起基准作用的基准作用的实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）。被测要素在图样上一般通过带被测要素在图样上一般通过带箭头的箭头的指引线与形位公差框格指引线与形位公差框格相连；相连；基准要素基准要素在图样上用基准符号表示在图样上用基准符号表示。基准要素基准要素基准基准A0.1A 2.5 0.2被测要素被测要素基准要素基准要素图图32.4按结构性能分：按结构性能分：单一要素单一要素IndividualFeature 具有具有形状形状公差要求的要素。公差要求的要素。2.5 0.20.02 功能关系功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。关联要素关联要素RelatedFeature与其它要素具有与其它要素具有功能关系功能关系的要素。的要素。A0.1A 关联要素关联要素单一要素单一要素图图42.5按按与与尺寸尺寸关系关系分：分：尺寸要素尺寸要素FeatureofSize由一定大小的由一定大小的线性尺寸线性尺寸或角度或角度尺寸尺寸 确定确定的几何形状。的几何形状。尺寸要素可以是尺寸要素可以是圆柱形圆柱形、球球形形或或两平行对应面两平行对应面等等。非尺寸要素非尺寸要素(本人定义本人定义)没有大小尺寸的几何形状。没有大小尺寸的几何形状。非尺寸要素可以是非尺寸要素可以是表面表面、素素线线。上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个一个要素在要素在不不同同的的场合场合，它的名称会有，它的名称会有不同不同的的称呼称呼。表面表面素线素线圆柱圆柱形形球球形形两平行对两平行对应面应面图图5二二符号符号Symbol图图6 1)GM新标准公新标准公差特征项目的符号差特征项目的符号与与ASME标准标准（美）美）、ISO标准和我国标准和我国GB标准标准完全完全相同。相同。2)GMA-91旧旧标准公差特征项目标准公差特征项目的符号略有的符号略有不同不同，见图见图7。2.1公差特征项目的符号公差特征项目的符号(GM新标准新标准)1.线轮廓度可廓度可带基准成基准成为位置公差；位置公差；2.此分此分类见ANSIT14.5M-82，但是不但是不强调。GMA-91标准的公差特征项目符号标准的公差特征项目符号 图7与新标准主要与新标准主要区别：区别：1)无同轴度无同轴度和对称度；和对称度；2)将面轮廓将面轮廓度放置于位置公度放置于位置公差中，必须带基差中，必须带基准；准；3)跳动箭头跳动箭头为空心箭头。为空心箭头。2.2附加符号附加符号(GM新标准新标准)图图 81)相对相对GMA-91标标准，准，取消取消了符号了符号S（独独立原则立原则RFS），），增加增加T正切平面、正切平面、ST统计公统计公差、差、CR受控半径。受控半径。2)ST统计公差，统计公差，GM目前目前不应用不应用。标准还有：标准还有：50理理论正确尺寸。论正确尺寸。理论正确尺寸理论正确尺寸BasicDimensions：不标注公：不标注公差的带框尺寸。它可以差的带框尺寸。它可以是理论正确线性尺寸和是理论正确线性尺寸和理论正确角度尺寸。理论正确角度尺寸。3.1形位形位公差框格公差框格 FeatureControlFrames公差值及附加符号公差值及附加符号基准要素的字母及附加符号基准要素的字母及附加符号 公差特征项目的符号公差特征项目的符号图图 9 无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位置公差，公差框格为三格至五格。置公差，公差框格为三格至五格。形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。置（逆时针转）。三三标注标注Mark3.2被测要素的标注被测要素的标注(两国标准不同两国标准不同)3.2.1中国中国GB标准标准形位形位公差框格通过用公差框格通过用带箭头的指引线带箭头的指引线与要素与要素相连。相连。a)a)被测要素是被测要素是轮廓轮廓要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上（但必须与尺寸线长线上（但必须与尺寸线明显地分开明显地分开）。见图）。见图10-左。左。b)b)被测要素是被测要素是中心中心要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线对齐对齐。见图。见图10右。右。当当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。一。图图10素线直线素线直线度度轴线直线轴线直线度度带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时同时从两端引出。从两端引出。3.2.2GM标准标准（有（有四种四种,且可无且可无带箭头的指引线带箭头的指引线）a)形位形位公差框公差框格放于要素的尺寸格放于要素的尺寸或与说明下面；或与说明下面；当某些公差特征项目的符号当某些公差特征项目的符号可同时可同时应用于轮廓及中心要素时，应用于轮廓及中心要素时，GM标准的标准的标注方法与我国标注方法与我国GB标准标准相同相同。它在这些公差特征项目中有。它在这些公差特征项目中有专门专门说明。说明。图图11bdcaab)形位形位公差框公差框格用带箭头的指引格用带箭头的指引线与要素相连；线与要素相连；d)把把形位形位公差公差框格侧面或端面与框格侧面或端面与尺寸要素的尺寸线尺寸要素的尺寸线的延长线相连。的延长线相连。c)把把形位形位公差公差框格侧面或端面与框格侧面或端面与要素的延长线相连；要素的延长线相连；3.2.3几个特殊几个特殊标注注除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。a)对对实实际际被被测测要要素素的的形形状状公公差差在在全全长长上上和和给给定定长长度度内内分分别别有有要要求求时时，应应按图按图12标注标注（GM标准与我国标准与我国GB标准标准相同相同）；图图12全长上全长上直线度直线度公差公差0.4。每每25内内直线直线度度公差公差0.1。b)轮廓度中若表示的公差要求适用范围轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓不是整个轮廓时，应标注出时，应标注出 其其范围范围。见图。见图9标注标注（仅（仅GM标准）标准）。图图13c)轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的公差要求公差要求适用于适用于整个轮廓整个轮廓。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加 一一小圆小圆（全周符号）。见图（全周符号）。见图14（GM新新标准与我国标准与我国GB标准标准相同相同）。）。图图14GM标准标准也可不加也可不加圆，而在圆，而在框格下标框格下标注注ALLAROUND来表示。来表示。图例见面图例见面轮廓度公轮廓度公差带的介差带的介绍。绍。GM标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标注规定，标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标注规定，在在后面后面介绍介绍面轮廓度面轮廓度公差时再讲述。公差时再讲述。d)螺纹、齿轮和花键螺纹、齿轮和花键（GM新新标准与我国标准与我国GB标准标准相同相同）一般情况下，以一般情况下，以螺纹中径螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素。如用大轴线作为被测要素或基准要素。如用大径轴线标注径轴线标注“MAJORDIA”（MD）；）；用小径轴线标注用小径轴线标注“MINORDIA”（LD）。）。齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时，如用节径轴线标注齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时，如用节径轴线标注“PITCHDIA”（PD）；）；用大径轴线标注用大径轴线标注“MAJORDIA”（MD），），用用小径轴线标注小径轴线标注“MINORDIA”（LD）。）。3.3基准要素的标注基准要素的标注3.3.1符号符号(GM标准标准规定规定字母字母I、O和和Q不用，我国不用，我国GB标准还要多标准还要多)GM新标准新标准(ISO)GMA-91标准标准我国我国GB标准标准3.3.2与基准要素的连接（与基准要素的连接（GM新标准与我国新标准与我国GB标准标准相同相同）a)a)基准要素是基准要素是轮廓轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上的延长线上(但必须与尺寸线但必须与尺寸线明显地分开明显地分开)。见图。见图15。图图15AAAb)b)基准要素是基准要素是中心中心要素时，符号中的连线应要素时，符号中的连线应与尺寸线对齐与尺寸线对齐。图图16图图17a)b)c)d)2020-A-A-A-a)符号放于尺寸要素的尺寸、符号放于尺寸要素的尺寸、形位形位公差框格或尺寸和公差框格或尺寸和形位形位公差框下公差框下 面；面；-A-b)符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连；符号用带箭头的指引线与非尺寸要素相连；-A-c)符号与非尺寸要素直接相连；符号与非尺寸要素直接相连；-A-d)符号与非尺寸要素的延长线相连；符号与非尺寸要素的延长线相连；3.3.3GMA-91标准基准符号的标注与标准基准符号的标注与形位形位公差框格标注一样，公差框格标注一样，不不明确明确定义轮廓要素和中心要素。因此定义轮廓要素和中心要素。因此GM图样的右上角或左上角专门图样的右上角或左上角专门有有“基准说明表基准说明表”对基准要素进行描述。对基准要素进行描述。四四基准基准Datum4.1定义定义 基准基准 与被测要素有关且用来与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个定其几何位置关系的一个几何理几何理想要素想要素(如轴线、直线、平面等如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。，可由零件上的一个或多个要素构成。模拟模拟基准基准要素要素 在加工和检测过程中在加工和检测过程中用来建立用来建立基准并与基准要素相接触，基准并与基准要素相接触，且具有且具有足够精度足够精度的的实际表面实际表面。模拟基准要素模拟基准要素零件零件1零件零件2基准要素基准要素(一个底面一个底面)图图18 在建立在建立基准的过程中会排除基准要素的形状误差。基准的过程中会排除基准要素的形状误差。图图19 模拟基准模拟基准要素是基准的要素是基准的实际体现实际体现。在加工和在加工和检测过程中，检测过程中，往往用往往用测量平测量平台表面、检具台表面、检具定位表面或心定位表面或心轴轴等足够精度等足够精度的实际表面来的实际表面来作为作为模拟基准模拟基准要素要素。4.2类型类型单一基准单一基准一个要素做一个要素做一个一个基准；基准；AA-B组合组合(公共公共)基准基准二个或二个以上要素做二个或二个以上要素做一个一个基准；基准；典型的例子为公共轴线做基准。典型的例子为公共轴线做基准。图图20ABA-B基准体系基准体系由由二个或三个独立的基准构成的组合；二个或三个独立的基准构成的组合；三基面体系三基面体系DatumReferenceFrame三个三个相互垂直相互垂直的的理想理想(基准基准)平面平面构成的空间构成的空间直角坐标系直角坐标系。见图。见图21。图图21A.板类零件三基面体系板类零件三基面体系图图22用用三三个个基基准准框框格格标标注注基准基准F -第三基准第三基准平面约束了平面约束了一一个自个自由度。由度。基准基准E-第二基第二基准平面约束了准平面约束了二二个个自由度，自由度，根据夹具设计原理：根据夹具设计原理：基准基准D-第一基准第一基准平面约束了平面约束了三三个自个自由度，由度，B.盘类零件盘类零件三基面体系体系图图23 虽然，还余下虽然，还余下一个自由度一个自由度，由于该零件对于基准轴，由于该零件对于基准轴线线M无定向无定向要求，即该零件加工四个孔时，可要求，即该零件加工四个孔时，可随意随意将将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。用用二二个个基基准准框框格格标标注注根据夹具设计根据夹具设计原理：原理：基准基准K-第第一基准平面一基准平面约束了约束了三三个个自由度，自由度，基准基准M-第第二基准平面二基准平面和第三基准和第三基准平面相交构平面相交构成的基准轴成的基准轴线线,约束了约束了二二个自由度。个自由度。在图在图21中可发现该中可发现该盘类零件的基准框格采盘类零件的基准框格采用了三格，这是因为该用了三格，这是因为该零件对基准轴线零件对基准轴线V有方有方向要求向要求。而从定位原理。而从定位原理上讲基准上讲基准 U、V已构成已构成了基准体系。了基准体系。基准基准W是一个是一个辅助辅助基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准体系体系）。图图24 由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。在实际工作中，大量接触到的在实际工作中，大量接触到的三基面三基面体系原理为体系原理为一面二销一面二销见图见图25。上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需强调无需强调基准框基准框格的数量多少。格的数量多少。图图25图图27图图26 基准目标基准目标DatumTarget用于用于体现体现某个基准而在零件上某个基准而在零件上指定指定的的 点、线或局部表面。分别简称为点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标点目标、线目标和和面目标面目标。图图281.点目标可用带球头的圆柱销体现；点目标可用带球头的圆柱销体现；2.线目标可用圆柱销素线体现；线目标可用圆柱销素线体现；3.面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端 面或不规则形状块的端面体现。面或不规则形状块的端面体现。基基准准目目标标的的位位置置必必须须用用理理论论正正确确尺尺寸寸表表示示。面面目目标标还还应应标标注注其其表表面面的的大大小小尺尺寸。寸。图图26图图29二个点目标二个点目标和和一个线目标一个线目标示例示例(图图26)：构成基准构成基准 。A用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。4.3顺序顺序基准体系中基准的顺序基准体系中基准的顺序前后前后表示了表示了不同的设计要求不同的设计要求。见图。见图30。图图30基准后有基准后有、无附加符号无附加符号又表示了不又表示了不同的设计要同的设计要求。详见公求。详见公差原则。差原则。强调强调4孔轴线孔轴线与与A轴线平行轴线平行强调强调4孔轴线孔轴线与与B平面垂直平面垂直五五公差带公差带ToleranceZone5.1定义定义 公差带公差带 实际被测要素实际被测要素允许变动的区域允许变动的区域。它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。5.2四大特征四大特征形状、大小、方向、位置形状、大小、方向、位置 A形状形状Form公差带形状公差带形状主要主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。公差带。下面按公差特征项目逐一进行介绍。下面按公差特征项目逐一进行介绍。当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。当实际被测要素的误差在公差带内合格，超出则不合格。直线度直线度图图32两组相互垂直的两平行平面两组相互垂直的两平行平面图图31两平行平面两平行平面若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行直线。直线。给一个方向给一个方向给二个方向给二个方向直线度（轴线）直线度（轴线）图图33一个圆柱一个圆柱图图34两平行平面两平行平面平面度平面度任任意意方方向向圆度圆度图图35两同心圆两同心圆圆柱度圆柱度图图36两同轴圆柱两同轴圆柱从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控制了纵截面方向的形状误差。但目前还难以找到与此相配的测量方法。制了纵截面方向的形状误差。但目前还难以找到与此相配的测量方法。线轮廓度线轮廓度图图37两等距曲线两等距曲线采用线轮廓度首采用线轮廓度首先必须将其理想轮先必须将其理想轮廓线标注出来，因廓线标注出来，因为公差带形状与之为公差带形状与之有关。有关。当线轮廓度带当线轮廓度带基准成为位置公差基准成为位置公差时，则公差带将与时，则公差带将与基准有方向或基准有方向或/和和位置要求。位置要求。理想线轮廓到理想线轮廓到底面位置由尺寸公底面位置由尺寸公差控制，则线轮廓差控制，则线轮廓度公差带将可在尺度公差带将可在尺寸公差带内上下平寸公差带内上下平动及摆动。动及摆动。图图38两等距曲面两等距曲面GM标标准对周边准对周边要求的要求的两两种种标注形标注形式。式。采用面采用面轮廓度首轮廓度首先必须将先必须将其理想轮其理想轮廓面标注廓面标注出来，因出来，因为公差带为公差带形状与之形状与之有关。有关。本面本面轮廓度带轮廓度带基准属位基准属位置公差。置公差。面轮廓度面轮廓度公差带与公差带与基准基准A有有垂直要求。垂直要求。面轮廓度面轮廓度图图39我国我国GB标准标准面轮廓公差带为面轮廓公差带为对称于理想轮廓对称于理想轮廓面一种面一种(图图a)。GM-04标准用标准用符号符号U表示公差表示公差带不对称于理想带不对称于理想轮廓的分布轮廓的分布。0.6U0.6GM标准标准面轮廓度的标注面轮廓度的标注0.6U00.6U0.2U后为要素后为要素体外的尺寸。体外的尺寸。GMA-91对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求对面轮廓度标注的特殊规定。当位置、方向、形状要求不同时，可如下图标注。不同时，可如下图标注。ABCABCZ3.01.60.9定位定位定向定向形状形状Z1.6可在位置公差带中上下可在位置公差带中上下平移平移XXXXX0.9可在方向公差带中可在方向公差带中平动、转动平动、转动用自身基准来表示其用自身基准来表示其形状公差形状公差要求要求若合用若合用一格一格，定位、定向、形状公差要求，定位、定向、形状公差要求相同相同；若用；若用二格二格，一般，一般上上格为格为定定位位公差要求，公差要求，下下格为格为定向、形状定向、形状公差要求。公差要求。图图403.0+1.5-1.50对称于理想轮毂（对称于理想轮毂（0位）位）复合轮廓度（复合轮廓度（美国美国ASME新标准）新标准）图图41图图42在在尺尺寸寸公公差差内内只只能能上上下下平平动动可可在在尺尺寸寸公公差差内内平平动动和和摆摆动动我国我国GB标准尙未放入此标注形式。因可用标准尙未放入此标注形式。因可用250.25来等效替代上格。来等效替代上格。轮廓度标注（轮廓度标注（GM新标准）新标准）ABC2.50.5ABC2.50.5A对基准对基准A、B和和C的位置和方向要求的位置和方向要求对形状要求对形状要求对基准对基准A、B和和C的位置要求的位置要求对基准对基准A的方向和形状要求的方向和形状要求ABC2.50.5复合轮廓度标注复合轮廓度标注1）2）ABC2.50.5A对基准对基准B和和C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求对基准对基准A的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求独立轮廓度标注独立轮廓度标注ABC2.50.5ABC对基准对基准A、B和和C位置要求位置要求对基准对基准A、B和和C形状和方向要求形状和方向要求ABC2.50.5AB基准基准B是表面是表面对基准对基准A、B和和C位置要求位置要求对基准对基准A、B和和C形状和方向要求形状和方向要求基准基准B是轴线是轴线3）4）ABC2.50.5AB对基准对基准C的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求对基准对基准A、B的位置、方向和形状要求的位置、方向和形状要求ABC2.50.5ABC对基准对基准A、B和和C的位置、方向和形状的位置、方向和形状要求要求错误标注，上格不起作用错误标注，上格不起作用公差带解释公差带解释复合复合独立独立10.5公差带可在公差带可在2.5公差带中水平方向公差带中水平方向平动、摆动平动、摆动；垂直方向；垂直方向摆动摆动。20.5公差带在垂直公差带在垂直A(方向约束方向约束)的的前提下可在前提下可在2.5公差带中公差带中平动、摆平动、摆动。动。2.5公差带平行公差带平行B、垂直、垂直C。0.5公差公差带垂直带垂直A，并可在并可在2.5中平动、水平中平动、水平摆动。摆动。30.5公差带在垂直公差带在垂直A(方向约束方向约束)、平行平行B(方向约束方向约束)的前提下可在在的前提下可在在2.5公差带中公差带中平动平动。2.5公差带垂直公差带垂直C。0.5公差带垂直公差带垂直A、平行、平行B，并可在，并可在2.5公差带中公差带中平动平动、水平水平摆动摆动*。40.5公差带在垂直公差带在垂直A(方向约束方向约束)、平行平行B(方向约束方向约束)的前提下可在的前提下可在2.5公差带中公差带中平动平动。仅下框起作用。被测表面在仅下框起作用。被测表面在0.5公差公差带中可在水平方向带中可在水平方向平动、摆动平动、摆动；垂；垂直方向直方向摆动。摆动。注：注：*基准基准B为表面只能平动；基准为表面只能平动；基准B为轴线可平动和水平摆动。为轴线可平动和水平摆动。图图43两平行平面两平行平面 对于垂直度，被测要素可对于垂直度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：v面对面垂直度面对面垂直度（图（图43）；）；v面对线垂直度；面对线垂直度；v线对面垂直度；线对面垂直度；v线对线垂直度。线对线垂直度。垂直度、平行度、倾斜度垂直度、平行度、倾斜度属于属于定向定向公差。其被测要素为公差。其被测要素为关联要素。关联要素。垂直度垂直度线对线垂直度线对线垂直度图图44两平行平面两平行平面图图45两平行平面两平行平面面对线垂直度面对线垂直度轴线对面垂直度轴线对面垂直度图图46两平行直线两平行直线图图47一个圆柱一个圆柱线对面垂直度线对面垂直度给给定定平平面面上上线线任任意意方方向向 对于平行度，被测要素可对于平行度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：v面对面平行度面对面平行度（图（图48）；）；v面对线平行度；面对线平行度；v线对面平行度；线对面平行度；v线对线平行度。线对线平行度。图图48两平行平面两平行平面平行度的公差带与垂直度的公差平行度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两平带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一介行直线、一个圆柱，不再一一介绍。绍。平行度平行度图图49一个圆柱一个圆柱线对线平行度线对线平行度任任意意方方向向 对于倾斜度，被测要素可对于倾斜度，被测要素可能是线或面；基准要素也可能能是线或面；基准要素也可能是线或面。因此存在：是线或面。因此存在：v面对面倾斜度面对面倾斜度（图（图50）；）；v面对线倾斜度；面对线倾斜度；v线对面倾斜度；线对面倾斜度；v线对线倾斜度。线对线倾斜度。图图50两平行平面两平行平面倾斜度的公差带与垂直度的公倾斜度的公差带与垂直度的公差带一样，可为两平行平面、两差带一样，可为两平行平面、两平行直线、一个圆柱，不再一一平行直线、一个圆柱，不再一一介绍。介绍。采用采用倾倾斜斜度首先度首先必须将其必须将其理想角度理想角度标注出来，标注出来，因为公差因为公差带方向与带方向与之有关。之有关。倾斜度倾斜度 这两项目符号在这两项目符号在ASME标准中有，但在标准中有，但在GMA-91标准中却无。标准中却无。GM新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确新标准虽将这两项目符号放入，但仍明确不推荐使用不推荐使用。造成此情况的原因本人造成此情况的原因本人认为：认为：GM的图样主要是车身和内饰类的图样主要是车身和内饰类零部件，金切件少。图样上又不标注零部件的形状尺寸而要求按数零部件，金切件少。图样上又不标注零部件的形状尺寸而要求按数模，这样其形状尺寸都是模，这样其形状尺寸都是理论正确尺寸理论正确尺寸。为图样上大量，并扩大采。为图样上大量，并扩大采用面轮廓度和位置度了创造条件。用面轮廓度和位置度了创造条件。面轮廓度和位置度这两项目的综合控制能力极强。面轮廓度和位置度这两项目的综合控制能力极强。GM就就用位用位置度替代了同轴度和对称度。置度替代了同轴度和对称度。同轴度和对称度同轴度和对称度 位置度公差描述的是被测要素位置度公差描述的是被测要素实际位置实际位置对对理想位置理想位置允许的变允许的变动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。动区域，因此位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。而位置度用的最多的是而位置度用的最多的是孔组孔组的位置度。的位置度。点的位置度点的位置度图图51一个球一个球 位置度位置度S0.6轴线的位置度轴线的位置度(任意方向任意方向)图图52一个圆柱一个圆柱我国我国GB标准将此类图样一般用同轴度标注。标准将此类图样一般用同轴度标注。右图是用右图是用量规量规来描述零件的检测来描述零件的检测，详，详见公差原则。见公差原则。0.4面的位置度面的位置度图图53两平行平面两平行平面我国我国GB标准将此类图样一般用对称度标注。标准将此类图样一般用对称度标注。孔孔(要素要素)组的位置度组的位置度a)盘类件盘类件 孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是各孔各孔(要素要素)之间的位置之间的位置要要求；一个是求；一个是孔组孔组(整组要素整组要素)的定位的定位要求。要求。图图54一组圆柱一组圆柱 当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下两格分别标注。称为两格分别标注。称为复合位置度复合位置度。见图。见图56。b)板类件板类件图图55一组矩形一组矩形v一般位置度一般位置度(给二个相互垂直的方向）给二个相互垂直的方向）图图56一组圆柱一组圆柱孔孔组组的的定定位位要要求求各各孔孔之之间间的的位位置置要要求求v 复合位置度复合位置度说明说明检查孔组检查孔组定位要求定位要求的量规的量规检查各孔检查各孔之间位置之间位置要求要求的量的量规规各孔之间各孔之间位置要求位置要求的公差带的公差带孔组定位孔组定位要求的公要求的公差带差带图图57位置度标注（位置度标注（GM新标准）新标准）复合复合