1、1第 三章:形状和定向公差Section 3: Tolerances of Form&OrientationBased on ASME Y14.5 - 20092认识符号3 形状公差 适用于 单一形体 及单一形体或尺寸形体的 要素 ，故 无需 参照基准 当尺寸公差无法精确定义形体的形状，需指定合适的形状公差以满足 装配 或互换性 的要求 形状公差定义了一个 公差带 ，要求 被测形体 或其 线要素 ， 中位线 ， 中位面 位于公差带内。 形状公差的公差值应 小于 尺寸公差的公差值 形状公差有时适用于 没有 给出 尺寸公差 的情况，比如零件装配后的 平面度 形状公差有 直线度 、 平面度 、 圆度
2、 和 圆柱度形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 4 直线度 Straightness 直线度是指表面的一个 要素 或 中位线满足 一条直线的 条件 。 直线度公差规定了被测要素或被测形体的 中位线 必须满足的公差带（ 两根平行直线 ）。 直线度公差应用于被测要素呈现 一条直线 的视图上。1. 用于圆柱形体的 线要素 每个 圆周要素 必须满足 尺寸公差 要求 圆柱面上每个长度方向的 线要素 都必须在直线度公差 带内 公差带是位于通过非关联实际包容体的轴线的平面上，相距直线度公差值的 两平行直线 公差框格直接从 表面 或表面的 延长线 （但明显偏离尺寸线）上引出 腰形和鼓形表面在满足直线度
3、公差的同时必须满足 尺寸公差 （可能不能使用 全部 的直线度公差） 当尺寸上有 独立符号 时，直线度公差可 大于 尺寸公差形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 线要素（圆柱面）圆柱面上每个长度方向的线要素都必须在0.02公差带内0.02宽的公差带0.02宽的公差带5 直线度 Straightness2. 用于圆柱形体的 中心要素 表面上每个 圆周要素 必须满足 尺寸公差 要求 允许 不遵守 包容原则（公差原则 1） 公差带是位于与非关联实际包容体的轴线 同轴 的直径为直线度公差值 圆柱体 公差框格应置于 尺寸下方 或从尺寸线的延长线 引出 。 必要时，直线度公差 可大于 尺寸公差 当直线
4、度与定向或定位公差同时存在时，直线度公差 不能大于 指定的定向或定位公差。 形状和尺寸偏差的综合影响确定了 虚拟条件或内部 /外部边界（ MMC直线度公差 ） 可用于 RFS或 MMC RFS时，最大的直线度误差等于 规定的 直线度公差值形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 轴线 (RFS)圆柱形体的中位线必须在0.04圆柱形公差带内当直线度应用于轴线时，不再遵守包含原则0.04的公差带16.04的外部边界 (16.00+0.04)6形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 直线度 Straightness3. 用于圆柱形体的 中心要素 （ MMC） MMC时，最大的直线度 误差 等于
5、规定的直线度 公差 加上实际形体尺寸偏离 MMC的值 被测形体的 中位线 必须在这圆柱公差带内 在 每个位置 的尺寸 偏离 MMC时，则该位置的公差带直径允许增加该偏离量。 表面的每个圆周要素必须满足 尺寸 要求可接受的实际边界条件是16.04的圆柱孔。当实际尺寸在 MMC时，该边界接受的零件允许的最大直线度误差为 0.04当实际尺寸在 LMC时，该边界接受的零件允许的最大直线度误差为 0.157形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 中位线 在每 25的长度内必须满足 0.1的直线度；中位线在整个长度范围内必须满足 0.4的直线度公差带 直线度 Straightness4. 单位长度内的
6、直线度 可规定 单位长度内 的长线度以控制表面在较短长度内的变差 当用于控制 尺寸形体 （轴线）时，一般应指定 总的 直线度公差当零件成弓形，并以相同的曲率在长度方向延伸时，单位长度内的直线度永远相同，但总的直线度误差很大。8形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 宽度方向的每个 线要素 满足 0.05的直线度 直线度 Straightness5. 直线度用于平面 线要素 可用直线度控制一个方向的 线要素 ，或同时控制两个方向。 当功能要求线要素与某个基准关联时，可用 线轮廓度长度方向的每个 线要素 满足 0.1的直线度9 平面度 Flatness 一个 表面 或 中位面 上的所有要素在同
7、一平面 上的条件。 平面度的公差带是 两个平行平面 。 被测 表面 或 中位面 的 各个要素 必须在这公差带内。1. 平面度用于平面表面 公差框格直接从 表面 或表面的 延长线（但明显偏离尺寸线）上引出 公差框格应标注于被测要素呈现一条直线 的视图上 当被测表面有尺寸时，平面度公差应小于 尺寸公差。 当尺寸上有独立符号时，平面度公差可大于 尺寸公差2. 单位面积的平面度形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 0.25宽的公差带或10 平面度 Flatness3. 平面度的 RFS， MMC LMC 当平面度用于 非圆柱 尺寸形体时，可用 RFS， MMC或LMC修正符 零件的 中位面 必须
8、位于相距公差值的 两平行平面间 公差框格应置于 尺寸下方 或从尺寸线的 延长线 引出 RFS时，无论实际尺寸， 公差带 的大小都是指定的平面度 公差值 ， 中位面 必须位于此公差带内，同时表面的 各个要素 必须满足尺寸要求 MMC时，当每个位置的实际尺寸 偏离 MMC值时，该偏离量允许被 补偿 到平面度公差上 LMC时，当每个位置的实际尺寸 偏离 LMC值时，该偏离量允许被 补偿 到平面度公差上形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 可接受的实际边界条件是相距 16.04的两平行平面当实际尺寸在 MMC时，该边界接受的零件允许的最大平面度误差为 0.04当实际尺寸在 LMC时，该边界接受的
9、零件允许的最大平面度误差为 0.1511 圆度 Circularity (Roundness). 对 非球 形体而言，圆度是指表面在 垂直 于它的 轴线 或 中心脊线 的 每个截面 上的点到该轴的 等距离性 对 球体 而言，圆度是指表面 通过共同中心 的任何 截面 上的所有点到该中心的 等距离性 公差带是 两个同心圆 。表面的每个圆周要素必须在这公差带内 每个截面必须 分别 满足。 除非有自由状态符号或独立符号，圆度公差应 小于 尺寸公差或其它影响圆度的形位公差形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 12 圆度 Circularity (Roundness). 对 非球 形体而言，圆度是指
10、表面在 垂直 于它的 轴线 或 中心脊线 的 每个截面 上的点到该轴的 等距离性 对 球体 而言，圆度是指表面 通过共同中心 的任何 截面 上的所有点到该中心的 等距离性 公差带是 两个同心圆 。表面的每个圆周要素必须在这公差带内 每个截面必须 分别 满足。 除非有自由状态符号或独立符号，圆度公差应小于尺寸公差或其它影响圆度的形位公差形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 13 圆柱度 Cylindricity 圆柱度 是指回转体表面的所有的点到一共同轴线的 等距离性 公差带是两个 同轴圆柱面 。 被测表面必须位于公差带内 圆柱面上的所有 圆周要素 和长度方向的 直线要素 都必须满足。 除
11、非有自由状态符号或独立符号，圆柱度公差应 小于 尺寸公差或其它影响圆度的形位公差形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 圆柱度同时控制了截面方向的 圆度 ，长度方向的 直线度 及圆柱面的 锥度 。但目前还难以找到与此相配的 测量方法 。14 自由状态符号应用 自由状态变差是零件在 去除 制造过程中施加的 力 后的变形量 重力 零件弹性 制造内应力 具有自由状态变差的零件（例如薄壁件）称为 非刚性零件 对非刚性零件，可规定零件在 自由状态 下尺寸要求，也可规定零件在 约束 后的尺寸要求。 约束条件及约束力应按产品的 装配及功能的要求来定义 非刚性零件的 自由状态变差 可由以下两种方法控制：
12、指定形体在 自由状态 时形位公差 指定形体在 约束条件 下的形位公差 自由状态符号可应用于 所有 的 形状 公差形位公差（ GD T） 形状公差 FORM 15 定向公差 适用于 关联形体 ，故 必须 有参照基准 当定向公差用于 平面 时，同时控制了 平面度 必须在定向公差带内 如果定向公差 不足于 控制 平面度 ，则需 另行标注 平面度公差。 定向公差 只控制 形体的 方向 ， 不控制 形体的 位置 定向公差只约束基准座标系内 旋转 自由度，不约束 平移 自由度 定义定向公差时，应考虑其它形位公差（位置，跳动，轮廓）已经定义的方向误差 定向公差有 垂直度 、 平行度 和 倾斜度 倾斜度：是指
13、形体表面，中心平面或轴线与一基准平面或轴线成一指定角度的条件 平行度：是指形体表面或中心平面上所有的点到一基准平面等距离的条件；或形体轴线到一个（或多个）基准平面或基准轴线等距离的条件 垂直度：是指形体表面，中心平面或轴线与一基准平面或轴线成一直角的条件形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 16 定向公差的公差带（四种）1. 与一个或多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 两平行平面 。 被 测 表面 或被 测 形体的 中心面 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 17 定向公差的公差带（四种）1. 与一个或
14、多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 两平行平面 。 被 测 表面 或被 测 形体的 中心面 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 18 定向公差的公差带（四种）2. 与一个或多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 两平行平面 。 被测 形体的 轴线 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 19 定向公差的公差带（四种）3. 与一个或多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 圆柱形公差带 。被 测 形体的 轴线 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差
15、（ GD T） 定向公差 Orientation 20 定向公差的公差带（四种）3. 与一个或多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 圆柱形公差带 。被 测 形体的 轴线 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 21 定向公差的公差带（四种）4. 与一个或多个基准平面或与一条基准轴线平行、垂直或成一理论角度的 两平行直线 。 被测 表面的 线 要素 必 须 在 这 公差 带内 。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 基准轴线 B定义了每个径向线要素发射中心当标注有 EACH ELEMENT或 EACH RADI
16、AL ELEMENT时，只控制表面上 单个线要素 ，而不要求整个表面在一个包容区域内。22 定向公差在 MMC 定向公差在 MMC时，可按形体的轮廓 表面 或其 轴线 两种规则来解释。 当孔在极限变差时，两种解释规则可能不同，此时 表面解释规则优先 于轴线解释规则。形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 1. 孔按 表面规则 解释： 符合 尺寸 要求 孔的表面上没有任何要素在由参照基准座标系定向的理想边界（ 实效状态 ）之内2. 孔按 轴线规则 解释： 当孔在 MMC时，形体轴线必须位于基准座标系定向的圆柱公差带内，圆柱公差带的大小等于给定的定向公差值 当孔的非关联实际包容体
17、比 MMC大时，可对定向公差补偿额外的公差。补偿量等于非关联实际包容体与 MMC的差值。23 定向公差在 MMC形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 讨论：基准 A是否可用 MMB修正24 定向公差在 MMC形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 25 定向公差的 0公差值 在 MMC形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 要求在 MMC时具有完美的方向。只有当尺寸从 MMC向 LMC偏离时，才允许有方向误差。该偏离量即为定向误差的公差值。当所有的补偿公差带不能满足功能要求时，可在MMC符号后增加一最大公差值的限制 (MAX)26 定向公
18、差的 延伸 公差带及 正切 平面形位公差（ GD T） 定向公差 Orientation 27你记住了吗？ 形状 /定向公差Form & Orientation 判断 正切平面符号可用于修正平面度公差。 （ ） 在特定情况下，平面度可指定参照基准。 （ ） 平面度可用于控制尺寸形体的中心平面。 （ ） 当直线度直接标注在形体表面时，它同时控制表面的所有线要素。（ ） 圆柱度可用 MMC符号修正。 （ ） 当平行度用于平面尺寸形体时，它的公差带适用于尺寸形体的实际包容体的中心平面。 （ ） 当直线度用于圆柱形体的中心要素时，可不遵循包容原则。 （ ） 当直线度用于圆柱形体的中心要素时，用于控制圆
19、柱形体的中心线（ ） 当尺寸形体有独立符号时，表示形状公差必须大于尺寸公差。 （ ） 圆柱度同时控制了截面方向的圆度，长度方向的直线度及圆柱面的锥度。（ ） 当定向公差适用于平面时，它同时控制了表面的平面度。 （ ） 定向公差的参照基准是平面时，它约束了零件的平移自由度。 （ ）28你记住了吗？ 形状 /定向公差Form & Orientation a) 线要素，中位线，中位面 b) 线要素，中心线，中心平面c)线要素，圆周要素，中心要素 d) 线要素，中心要素，轮廓要素2. 形状公差定义了一个公差带，要求被测形体或其 _位于公差带内a) b) c) d)1. _可用于修正所有的形状公差控制？3. 圆度公差在由 _修正时，可大于尺寸公差a) b) c) d)4. 定向公差的公差带可能是 _？a) 两平行平面 b) 两平行直线 c) 一个圆柱 d) 以上皆可能5. 右图所示，表面 B所允许的最大平面度误差是 _？a) 0.1 b) 0.3c) 0.4 d) 0.5babcd
