形位公差与公差要求.ppt

第二章 形 位 公 差,公差要求（原则）简介尺寸公差与形位公差的关系,第二章 形 位 公 差,公差原则 处理尺寸公差与形位公差互相关联、互相制约而使其得到合理应用应遵守的一般规范。,第二章 形 位 公 差,一、有关术语、定义和符号1、作用尺寸实际发生装配效果的尺寸。作用尺寸的分类（1）有关孔的作用尺寸 1）孔体的内作用尺寸Dfi：被测要素在给定 的长度上与实际孔体发生装配效果的最小 理想截面直径或宽度尺寸孔体的内作用尺寸大于孔的理论尺寸。,第二章 形 位 公 差,2）孔体的外作用尺寸Dfe：被测要素在给定的长度上与实际孔体发生装配效果的最大理想截面的直径或宽度尺寸。孔体的外作用尺寸小于孔的理论尺寸。,第二章 形 位 公 差,（2）有关轴的作用尺寸 1）轴体的内作用尺寸dfi：被测要素在给定的长度上与实际轴体发生装配效果的最大理想截面的直径或宽度尺寸；轴体的内作用尺寸小于轴的理论尺寸。,第二章 形 位 公 差,2）轴体的外作用尺寸dfe：被测要素在给定的长度上与实际轴体发生装配效果的最小理想截面的直径或宽度尺寸。轴体的外作用尺寸大于轴的理论尺寸,第二章 形 位 公 差,注意：A、术语中的体内、体外均与实际轴或孔的理论值（基本尺寸）而限定的“界”作为参照B、术语中的最大、最小均与发生装配效果的孔或轴尺寸作为参照。,第二章 形 位 公 差,2、极限实体状态（1）最大实体状态 MMC实际要素在给定的长度上均服从公差带并具有实体最大的状态。（2）最小实体状态 LMC实际要素在给定的长度上均服从公差带并具有实体最小的状态。,第二章 形 位 公 差,（a）外表面（b）内表面 最大、最小实体实效尺寸及边界,第二章 形 位 公 差,3、极限实体尺寸（1）实体实效边界MVB 1）最大实体实效边界MMVB 孔的最大实体尺寸是孔的最小尺寸，则实效尺寸应减去一个形状公差值。也就是DM=Dmin 时，DMV=DM t。轴的最大实体尺寸是轴的最大尺寸，则实效尺寸应加上一个形状公差值。也就 是 dM=dmax 时，dMV=dM+t。,第二章 形 位 公 差,2)最小实体实效边界LMVB 孔的最小实体尺寸是孔的最大尺寸，则实效尺寸应加上一个形状公差值。也就是DL=Dmax 时，DLV=DL+t。轴的最小实体尺寸是轴的最小尺寸，则实效尺寸应减去一个形状公差值。也就是dL=dmin 时，dLV=d L-t。,第二章 形 位 公 差,（2）极限实体尺寸MS 1）最大实体尺寸MMS实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。孔：DM=Dmin，轴：dM=dmax；2）最小实体尺寸LMS实际要素在最小 实体状态下的极限尺寸。孔：DL=Dmax，轴：dL=dmin；,第二章 形 位 公 差,4、实体实效状态MVC（1）最大实体实效状态MMVC 实际要素在给定长度上具最大实体状态，其对中心要素的形位误差等于图样标注的的形位公差时的综合极限状态。（2）最小实体实效状态LMVC 实际要素在给定长度上具最小实体状态，其对中心要素的形位误差等于图样标注的的形位公差时的综合极限状态。,第二章 形 位 公 差,术语、定义及符号整理：1、边界边界尺寸、实体尺寸可理解为同一回事边界具有一定形状的极限包容面；理想边界设计给定具有理想形状极限包容面边界尺寸极限包容面的直径或距离（平行线本身就是两条边界）；实体尺寸为极限尺寸时对应的最大、最小 实体尺寸（面间的距离）；,第二章 形 位 公 差,2、如果不考虑形位误差（公差）（1）孔的最小（最大）极限尺寸就是孔的 最大（最小）实体尺寸；（2）轴的最小（最大）极限尺寸就是轴的 最小（最大）实体尺寸。引入形位公差将对应出现实效极限边界尺寸、最大（最小）实体实效尺寸。,第二章 形 位 公 差,3、孔的理想边界是一条理想轴，轴的理想边界是一个理想孔。,第二章 形 位 公 差,4、符号：例：MMVC 最大实体实效状态；LMS 最小实体尺寸。第一位：M（L）最大（小）；第二位：M 实体；第三位：V 实效；（B、S、C）第四位：B 边界，S 尺寸，C 状态。,第二章 形 位 公 差,脚标 fe：体外尺寸；f i：体内尺寸；a：局部尺寸、实际尺寸。,第二章 形 位 公 差,“被测要素偏离最大（最小）实体状态”被测要素向最小（最大）实体状态方向变化取值，其尺寸公差可以部分或全部向形位公差转移（补偿）。偏离最大实体状态至最小时：孔Dmin+t；轴d max-t 偏离最小实体状态至最大时：孔Dmax t；轴d min+t,第二章 形 位 公 差,轴的最大实体实效尺寸：也就是dM=dmax 时，dMV=dM+t轴的最小实体实效尺寸：也就是dL=dmin 时，dLV=d L-t。孔的最大实体实效尺寸：也就是DM=Dmin 时，DMV=D M-t。孔的最小实体实效尺寸：也就是DL=Dmax 时，DLV=DL+t。,第二章 形 位 公 差,二、公差原则（要求）公差原则 处理尺寸公差与形位公差互相关联互相制约而使其得到合理应用应遵守的一般规范。,第二章 形 位 公 差,A、独立原则 图样上给定的尺寸公差与形位公差互相独立，分别满足设定要求。实际要素的 尺寸由尺寸公差控制，与形位公差无关；形位误差由形位公差控制，与尺寸公差无 关。,第二章 形 位 公 差,（一）被测要素在独立原则下的合格条件 被测要素的实际尺寸必须落在尺寸公差要求的范围内，而不论任意位置的实际尺寸如何被测要素的形位误差都应小于或等于给定的形位公差（二）检测 1、实际尺寸使用通用量具测量,第二章 形 位 公 差,2、轴线直线度测量（1）专业量仪检具（光学工具显微镜；光学比较仪等）；（2）采用两顶尖（偏摆仪）安装，测量各获得实际尺寸位置上最大的圆跳动值。该值与该点尺寸偏差值的差的一半可作为该截面的轴线的偏差值。通过有限点的测量及值点的运算结果描点，即可画出实际轴线。,第二章 形 位 公 差,（三）独立原则应用场合 1、非配合件；2、形位精度要求较高而尺寸精度要求较低的零件。,第二章 形 位 公 差,B、包容要求E包容要求：被测要素处于理想形状的包容面内。不论尺寸的形位公差如何，被测要素均服从理想的最大实体边界。包容要求的特点：当被测要素偏离最大实体状态时，部分或全部的尺寸公差量可以转移给形位公差。【关键词：转移；最大实体边界】,第二章 形 位 公 差,图2-10包容要求,第二章 形 位 公 差,最大实体边界 被测要素具有理想边界（形状）的最大实体尺寸。a、轴的最大实体边界：直径为最大实体尺寸、形状是理想边界的内孔圆柱面。b、孔的最大实体边界：直径为最大实体尺寸、形状是理想边界的外圆圆柱面。,第二章 形 位 公 差,（一）包容要求的合格条件实际轮廓处处不超越最大实体边界，局部尺寸不小于最小实体尺寸。如：轴 dfe dM(dmax),da dL(dmin)孔 Dfe DM(Dmin),Da DL(Dmax)（二）补偿量（t补）T补=！MMS da(Da)！,第二章 形 位 公 差,第二章 形 位 公 差,包容要求之下尺寸公差与形状公差的关系a、当被测要素的实体状态为最大实体状态时，被测要素的形位公差值为零；b、当被测要素的实体状态偏离了最大实体状态时，尺寸偏离量可以补偿给形状公差,第二章 形 位 公 差,（四）包容要求的应用场合：较为精密的配合部位 用最大实体边界综合控制实际尺寸和形状误差来保证必要的最小间隙（保证能自由装配）。用最小实体尺寸控制最大间隙，从而达到所要求的配合性质。（如回转轴的轴颈和滑动轴承，滑动套筒和孔，滑块和滑块槽的配合等等）。,第二章 形 位 公 差,C、最大实体要求最大实体要求：控制被测要素的实际轮廓处在最大实体实效边界之内。将被测要素实际轮廓控制在形位公差作用下的最大实体边界之内。当被测要素偏离最大实体实效状态时，尺寸公差的部分或全部均可以转移给形位公差。【关键词：转移 最大实体实效边界】,第二章 形 位 公 差,最大实体实效边界被测要素具有理想边界（形状）的最大实体实效尺寸。最大实体要求遵守的理想边界是最大实体实效边界。最大实体实效边界：尺寸为最大实体实效尺寸，形状为理想边界。最大实体实效尺寸：MMVS=MMS t,第二章 形 位 公 差,第二章 形 位 公 差,最大实体状态下，尺寸公差与形状公差的关系：被测要素偏离最大实体状态，即其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，尺寸偏离量可以补偿为形位公差，其最大增大量为该要素的尺寸公差。,第二章 形 位 公 差,(一)合格条件 孔体或轴体外作用尺寸不允许超过最大实体实效尺寸，局部实际尺寸不能超出极限尺寸。,第二章 形 位 公 差,如：轴dfe dMMVS=dmax+t dmin da dmax 孔Dfe DLMVS=Dmin-t Dmin Da Dmax。t 形位公差（尺寸公差已经表现在极限尺寸）（二）补偿量（t补）形位公差值是被测要 素处于最大实体状态时给定：T补=！MMS da(Da)！,第二章 形 位 公 差,（三）检测 带通止规的光滑极限量规。通规以最大实体（边界）尺寸制造；止规以最小实体（边界）尺寸制造。检测孔用塞规，检测轴用卡规。,第二章 形 位 公 差,图样标注：最大实体要求既可用于被测要素（包括单一要素和关联要素），又可用于基准中心要素。当应用于被测要素应在形位公差框格中的形位公差值后面加注符号；当应用于基准时，应在形位公差框格中的基准字母后加注符号。,第二章 形 位 公 差,最大实体要求标注示例,第二章 形 位 公 差,（四）最大实体要求的应用场合：配合精度要求不高，方便装配；,第二章 形 位 公 差,D、最小实体要求最小实体要求：控制被测要素的实际轮廓处在最小实体 实效边界之内。将被测要素实际轮廓控制在形位公 差作用下的最小实体边界之内。当被测要素偏离最小实体实效状态时，尺寸公差部分或全部均可以转移给形位差【关键词：转移 最小实体实效边界】,第二章 形 位 公 差,最小实体实效边界：被测要素具有理想边界（形状）的最 小实体实效尺寸。最小实体实效尺寸 LMVS=LMS t,第二章 形 位 公 差,(一)合格条件 孔体或轴体外作用尺寸不允许超过最小实体实效尺寸，局部实际尺寸不能超出极限尺寸。轴dfe dLVS=dmin-t dmin da dmax 孔Dfe DLVS=Dmax+t,Dmin Da Dmax。,第二章 形 位 公 差,（二）补偿量（t补）形位公差值是被测要素处于最小实体状态时给定的。T补=！LMS da(Da)！,第二章 形 位 公 差,（三）检测（与包容要求方式相同）带通止规的光滑极限量规。通规以最大实体（边界）尺寸制造；止规以最小实体（边界）尺寸制造。检测孔用塞规，检测轴用卡规。,第二章 形 位 公 差,（四）最小实体要求的应用场合：a、壁厚控制；b、保证构件有足够截面承载负荷。,第二章 形 位 公 差,E、可逆要求(M+R 或 L+R)可逆要求当中心要素的形位误差 实际值小于给定值，在保证零件使用性能的前提下，以实效尺寸为限允许扩大轮廓要素的尺寸公差。如果可行，形位公差与形位误差的差允许向尺寸公差转移。,第二章 形 位 公 差,（一）可逆要求的特性：1、附加在最大（小）实体要求下使用；2、允许实际尺寸对最大（小）实体尺寸偏 离而对形位公差的补偿；3、允许形位公差对形位误差的余值有条件 地向尺寸公差转移。,第二章 形 位 公 差,（二）可逆要求实际轮廓服从的理想边界 适用最大（小）实体实效边界。不论尺寸公差补偿给形位公差还是形位公差补偿给尺寸公差实际轮廓的理想边界都要服从被测要素的最大（小）实体实效边界【关键词：可逆 最大（小）实体实效边界】,第二章 形 位 公 差,第二章 形 位 公 差,某减速器的输出轴，为保证其功能要求，应对零件提出合理的形位公差要求。,第二章 形 位 公 差,三、形位公差设计（一）形位公差项目的选择 选择依据：结构特征 功能要求 检测条件 兼顾经济性,第二章 形 位 公 差,1、结构特征典型零件有典型的结构，基本对应某个形位公差要求。（1）圆柱形零件。可以提出圆柱度的要求；（2）圆锥形的零件。可以设定素线直线度及圆度的要求；（3）阶梯轴、轴中带孔零件 可以给出同轴度要求；,第二章 形 位 公 差,（4）孔族可规定位置度；避免尺寸积累误差（5）键槽应设置对称度要求；（6）平面工件可考虑用平面度约束；（7）立面工件必要时用垂直度规范。,第二章 形 位 公 差,2、功能要求 轴类零件：一般使用轴线直线度控制就可 当配合件具有相对运动有要求较精密的配合状态则使用圆柱度来综合控制。如：活塞销与销孔、柱塞与柱塞孔、阀芯与阀体等。箱类零件：孔族轴线以平行度要求，同轴孔用同轴度要求；,第二章 形 位 公 差,3、公差项目应优化应用：注意运用形位公差项目的综合控制功能，给出形位公差要求的项目尽可能的少。4、兼顾经济性 形位公差的检测总比尺寸公差的检测要困难得多，尽可能用极限尺寸覆盖形位误差而使得形位公差要求的项目更少。,第二章 形 位 公 差,（二）形位公差基准的选择 选择形位公差的基准要素要考虑的几种因素：1、零件的功能（与什么零件相配？作用是什么？）2、零件的结构（圆柱体？平板？键槽？阶梯轴？孔？等）,第二章 形 位 公 差,3、图样的基准（1）设计基准确定其他要素（点、线、面）所采用的要素。（2）工艺基准 1）定位基准：工件在接受加工时的定 位要素；（六点定位与自由度）2）工序基准：工件被加工面位置的参 照要素；,第二章 形 位 公 差,3）检测基准：测量加工尺寸及被加工面位置的参照要素；4）装配基准：确定零部件在装配中位置的参照要素。选用的基准尽可能与设计基准、工艺基准统一或重合。,第二章 形 位 公 差,（三）公差原则（要求）的选择 选择公差原则时应根据被测要素的结构、功能要求考虑拟采用公差原则的可行性及经济性。,第二章 形 位 公 差,1、独立原则1）尺寸精度与形位精度要求较高，只能 独立满足（特点：公差都很小)。2）尺寸精度与形位精度要求相去较远（不必严格要求或不必互相牵制）。未注形位公差适用独立原则。,第二章 形 位 公 差,2、包容要求 保证精密配合效果（特别是在保证最小间隙或最大过盈时采用）。3、最大实体要求 保证可装配性（通常公差要求比较松）。4、最小实体要求 保证有足够的强度承受载荷（侧重尺寸公差对形位公差的补偿作用影响）5、可逆要求 有条件地利用尺寸公差和形位公差值的叠加适应极限尺寸的超限需求,第二章 形 位 公 差,（四）形位公差等级和公差值的选择（线轮廓度、面轮廓度未规定）1、形位公差等级和公差值（GB/T 11841996）,第二章 形 位 公 差,2、形位公差等级和公差值的选择方法（1）选择原则：在满足零件使用功能的前提下，尽可能采用较低公差等级。形状、位置、尺寸公差应能协调 一般为：Tx Tw Tc；,第二章 形 位 公 差,（2）定向公差小于定位公差。利用定位公差覆盖定向公差要求；（3）单项公差小于综合公差。有效控制单个项目的取值趋势；（4）形状公差与表面粗糙度等级应能对 应。一般取：Ra=0.20.25Tx,第二章 形 位 公 差,选择方法（1）计算法；（2）经验法；（3）工艺尺寸链法（极值法，概率法）3、未注形位公差的规定未注形位公差不必在图样上标注的形 位公差（低于9级）。国标将未注形位公差分为H、K、L三个等级，精度依次降低。,对某一被测要素给出定向公差后仅在对其形状精度有进一步要求时，另行给出形状公差值，而形状公差值必须小于定向公差值,A,0.01,0.03,A,平面度为形状公差,平行度为定向公差,第二章 形 位 公 差,第二章 形 位 公 差,图2-17台虎钳装配示意图,第二章 形 位 公 差,