1、,互换性与技术测量,几何公差,一、几何要素概念1、构成机械零件几何形状的点、线、面统称几何要素，简称要素2、实际几何要素相对于理想几何要素的的偏离，即几何要素误差3、组成要素（轮廓要素）：构成零件外形的点、线、面 4、导出要素（中心要素）：由一个或几个组成要素对称中心得到的中心点（球心）、中心线（轴线）、或中心平面（对称中心平面）5、提取要素（测得要素）：根据规定的方法，测量所得的实际要素,几何公差,第一节 概述,几何公差,二、几何公差1、零件的误差：包括尺寸偏差、形状的误差（宏观几何形状误差、波度、表面粗糙度）、位置误差2、几何公差对零件的影响 互换性使用性能对精密、高速、重载、高温、高压下
2、工作的机器影响突出,几何公差,三、几何公差项目及符号,几何公差,三、几何公差项目及符号附加符号,几何公差,四、几何公差国家标准1、GB/T1182-2008 产品几何技术规范（GPS） 几何公差形状、方向和跳动公差标注 GPS-Geometrical product specifications 2、GB/T1184-1996 形状与位置公差 未注公差值 3、 GB/T16671-2009 产品几何技术规范（GPS） 几何公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求4、 GB/T4249-2009 产品几何技术规范（GPS） 公差原则5、 GB/T13319-2003 产品几何量技术规范（GPS
3、）几何公差 位置度公差注法6、GB/T1958-2004）产品几何量技术规范（GPS） 形状和位置度公差 检测规定,几何公差,一、公差框格标准中规定几何公差采用公差代号标注公差代号用框格表示，形状公差两格，位置公差3-5格第一格：表示几何特征符号第二格：表示公差数值及有关符号第三格以后：按顺序表示基准符号,几何公差,第二节 几何公差的标注,几何公差,二、被测要素的标注方法1、被测要素用带箭头的指引线与公差框格相连2、组成要素：箭头指向该要素的轮廓线或其延长线，但要错开尺寸线3、导出要素：箭头对准尺寸线，指引箭头可兼作尺寸线的一箭头,几何公差,几何公差,轮廓面或轮廓线的标注a）轮廓面的标注 b）
4、轮廓线的标注,几何公差,面的标注,几何公差,中心要素的标注,三、基准要素的标注方法1、基准要素用基准符号表示，由带方框的大写字母用细实线与一黑或白三角相连组成2、组成要素：基准符号放在该要素的轮廓线或其延长线，但要错开尺寸线3、导出要素：基准符号对准尺寸线4、公共基准：用横线隔开的两个大写字母，且标注在第三格5、三基面体系：大写字母按顺序填写第三至第五格,几何公差,几何公差,基准要素的标注,几何公差,基准要素为轮廓线或轮廓面的标注,几何公差,基本要素为轴线、中心平面或中心点的标注,四、简化标注法1、同一要素多项工程要求：叠放，用同一根指引线2、成组要素：只标注一个要素，在框格上方标明要素数量3
5、、多个同类要素上同一项要求：可只用一个框格，在一条指引线上引出多个带箭头指引线指向各要素上,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差带是指用来限制被测提取要素变动的区域，包括形状、方向、位置和大小 一、形状公差形状公差是指单一提取要素形状的允许变动量，是限制一条线或一个面上发生的误差形状公差不涉及基准公差带的方向和位置可随提取要素的方位在公差带内变动,几何公差,第三节 几何公差带,国标对平面、回转面和曲面制定了六项指标平面：平面度和给定平面内的直线度圆柱面：圆柱度和横截面及轴截面的素线直线度圆锥面：横截面上的圆度及轴截面的直线度球面：圆度平面曲线或空间曲线：线轮廓度和面轮廓度,几何公差
6、,（一）、直线度与平面度1、直线度限制实际直线对理想直线变动量的指标根据被测要素的使用要求，直线度公差带有给定平面内的、给定方向的和任意方向的,几何公差,几何公差,2、平面度限制实际平面对理想直线变动量的指标直线度与平面度应用说明：直线度与平面度的区别：平面度控制平面的形状误差，直线度可控制直线、平面圆柱面及圆锥面的形状误差；平面度要求，同时也控制了直线度误差对于狭长的零件，可用直线度控制，对于宽大平面，可用平面度控制,几何公差,几何公差,（二）、圆度与圆柱度1、圆度限制实际圆对拟合圆变动量的指标是对具有圆柱面（包括圆锥面、球面的零件在一正截面内的圆形轮廓要求,几何公差,几何公差,（二）、圆度
7、与圆柱度2、圆柱度限制实际圆柱对拟合圆柱面变动量的指标圆柱度控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差，如圆度、素线直线度、轴线直线度等，是圆柱体各项形状误差的综合指标圆度与圆柱度公差值只是指两圆柱面的半径差，未限定圆柱面半径及圆心位置，因此公差带不受直径大小和位置的约束，可以浮动,几何公差,几何公差,如有附加条件，可在公差框格下加注附加符号，如NC，表示不允许圆柱面中部向材料外凸起,（三）、线轮廓度和面轮廓度线轮廓度既是形状公差，又是方向公差，还是位置公差 1、线轮廓度限制实际曲线对拟合曲线变动量的指标，是对非圆曲线的形状精度要求,几何公差,几何公差,几何公差,2、面轮廓度限制实际曲面对拟合
8、曲面变动量的指标，是对曲面的形状精度要求轮廓度应用说明：线轮廓度是控制轮廓线形状和位置的公差项目，公差带为两条等距轮廓线之间的区域，控制一个平面轮廓线上素线的形状要求面轮廓度是控制轮廓面形状和位置的公差项目，公差带为两个等距轮廓面之间的区域，控制一个空间的轮廓面可用线轮廓度来控制曲面形状，解决面轮廓度的问题,几何公差,几何公差,二、定向公差位置公差：限制两个或以上要素在方向和位置关系上的误差，按照要求的几何关系分为定向、定位和跳动三类公差位置公差的被测要素均是关联要素，对基准有功能要求，必须标出基准基准是用来确定被测关联要素的方向或（和）位置的根据关联要素不同的功能要求，基准分为单一基准、公共
9、基准和三基面体系,几何公差,定向公差：被测关联要素在理论正确方向上允许的误差，理论正确方向由基准确定定向公差的方向是固定的，由基准确定，位置可在尺寸公差范围内浮动 针对直线（或轴线）、平面（或中心平面）制定了三项指标：当要求被测要素对基准等距时，定做平面度当要求被测要素对基准成90时，定做垂直度当要求被测要素对基准成一定角度时，定做倾斜度定向公差中，被测要素和基准均可为线或面，所以可以分为线对线、线对面、面对线、面对面四种形式,几何公差,1、平行度用来控制被测要素相对于基准要素方向偏离0的程度如果被测面整体表面符合要求，仅偶然出现一两个超差的凸点或凹点，这些特殊的点是否作为平行度误差，可根据零
10、件的使用要求来确定,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,平行度测量,几何公差,几何公差,2、垂直度用来控制被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）方向偏离90的程度3、倾斜度用来控制被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）方向偏离一定角度的程度,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,方向公差应用说明：方向公差是控制被测要素对基准的方向角，同时也控制了形状误差由于合格零件允许在尺寸公差内变动，所以方向公差允许在一定范围（尺寸公差带）内浮动,几何公差,三、定位公差定位公差：被测关联要素相对基准在位置上允许变动全量定位公差相对于基准的位置是固定的，定位公差带既控制
11、被测要素的位置误差，又控制被测要素的方向和形状误差定位公差分为同轴度、对称度和位置度三种,几何公差,1、同轴度控制轴类零件被测要素对基准轴线的同轴误差,几何公差,几何公差,2、对称度控制被测要素的中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共面性误差,几何公差,几何公差,3、位置度控制被测要素（点、线、面）的的实际位置对其理论正确位置的变动量理论正确位置由基准及理论正确尺寸确定理论正确尺寸：设计时对被测要素的理想要求，所以不带公差，用方框表示，以示与未注公差的尺寸相区别根据零件的功能要求，位置度分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向三种位置度通常用于控制具有孔组的零件各孔轴线的位置误差,几何
12、公差,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,位置度应用说明：对于薄板，空的轴线很短，可看成一个点，成为点的位置度位置度公差带都是以被测要素的理想中心位置对称配置，既公差带的位置固定，所以不仅控制了被测要素的位置误差，还控制了它的形状和方向误差在大批量生产中，常用检具进行检测,几何公差,四、跳动公差跳动公差：被测要素绕基准轴线回转时允许的最大跳动量。是以特定的检测方式为依据来设定的公差项目，仅用于回转表面跳动公差定义明了，检测方法简单实用，有一定的综合控制功能，在生产实践中应用广泛圆跳动分为径向、端面与斜向三项全跳动分为径向和端面两项,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差,几何公差
13、,几何公差,几何公差,几何公差,测量径向圆跳动,几何公差,几何公差,测量径向全跳动,几何公差,测量轴向全跳动,跳动公差应用说明：圆跳动反映单个截面的的形状误差，全跳动反映整个被测面的误差，全跳动包含了圆跳动径向全跳动公差带与圆柱度公差带形状相同，但前者的旋转轴与基准轴线同轴，后者的轴线是浮动的，径向全跳动是圆柱度误差与同轴度误差的综合反映端面全跳动与端面对轴线的垂直度公差带是一样的，控制效果也一样,几何公差,确定零件的尺寸公差与几何公差之间的相互关系所遵循的原则叫公差原则 一、公差原则的基本概念1、最大实体状态（MMC)及最大实体尺寸（MMS)材料最多的状态 即最大实体状态，此时的尺寸为最大实
14、体尺寸2、最小实体状态（LMC)及最小实体尺寸（LMS)材料最少的状态 即最下实体状态，此时的尺寸为最小实体尺寸,几何公差,第四节 公差原则及几何公差选择,3、最大实体实效状态（MMVC）及最大实体实效尺寸（MMVS）零件处于最大实体尺寸，几何误差正好等于图样规定的几何公差值时的状态，零件此时的尺寸为最大实体实效尺寸4、最小实体实效状态（LMVC）及最小实体实效尺寸（LMVS）零件处于最小实体尺寸，几何误差正好等于图样规定的几何公差值时的状态，零件此时的尺寸为最小实体实效尺寸,几何公差,5、最大实体边界（MMB），最小实体边界（LMB)当尺寸为最大（小）实体尺寸时的理想边界6、最大实体实效边界
15、（MMVB）,最小实体实效边界（ LMVB）当尺寸为最大（小）实体实效尺寸时的理想边界,几何公差,二、公差原则1、独立原则：零件的尺寸公差和几何公差的要求是独立的，应分别满足其要求在图样上对几何公差及几何公差应分别标注，不附加任何标记独立原则一般用于对形状和位置要求严格，而对尺寸精度要求相对较低的场合,几何公差,几何公差,独立原则的标注示例,2、包容要求：实际轮廓要素不得超过最大实体边界，其提取局部尺寸不得超出最小实体尺寸采用包容要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号 包容仅用于形状公差，主要用于有配合要求，且其极限间隙或过盈必须严格保证的场所,几何公差,几何公差,轴的实际轮廓不得超过
16、最大实体边界的边界尺寸，即当轴的实际尺寸等于最大实体尺寸时，不允许轴线有直线度误差 当轴的实际尺寸偏离最大实体尺寸时，才允许轴线有直线度误差。 轴的实际尺寸应不小于最小实体尺寸,几何公差,3、最大实体要求：实际轮廓要素的非理想要素不得超过最大实体实效边界，即提取要素处处不得超越最大实体实效边界当提取要素局部尺寸偏离最大实体尺寸时，允许在几何误差值超出图样上给定的公差值的一种公差原则独立原则比最大实体原则严，如果按独立原则评定某要素的形位公差是合格的，按最大实体原则来评定肯定也是合格的采用最大实体要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号最大实体要求常用于对零件配合要求不严，对可装配性要求高
17、的场合,几何公差,几何公差,4、最小实体要求：要求被测实际轮廓要素不得超过最小实体实效边界当提取要素局部尺寸偏离最小实体尺寸时，允许在几何误差值超出图样上给定的公差值， 而提取局部尺寸应在最大和最小实体尺寸之间采用最小实体要求时，在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号最小实体要求仅用于导出要素，目的是保证零件的最小壁厚，以保证零件的设计强度,几何公差,几何公差,5、可逆要求：可逆要求为最大实体或最小实体要求的附加要求。表示尺寸公差可在几何误差值小于其给定的公差值的差值范围内增大，可逆要求是既允许尺寸公差补偿给几何公差，反过来也允许几何公差补偿给尺寸公差可逆符号用符号 表示，必须与 或 一起使用
18、最大实体要求用可逆要求主要应用于对尺寸公差及配合无严格要求，仅要求保证装配互换的场合可逆要求仅应用于被测要素，不用于基准要素,几何公差,几何公差,三、几何公差的选择几何公差的选择包括正确选用几何公差项目、合理地确定几何公差数值和基准，这对保证产品质量和降低成本具有十分重要的意义几何公差选择的方法： 1、根据功能要求确定几何公差项目基本依据是要素的几何特征、零件的结构特点和使用要求选择几何公差项目时应考虑检测的方便性,几何公差,2、参考几何公差与公差等级（IT），表面粗糙度、加工方法的关系，结合实际情况修正，确定出公差等级并查表获得公差值几何公差等级：国标，112级，6级与7级为基本级几何公差等
19、级与相关因素的关系：见参考资料考虑零件结构特点，如对于刚性较差的零件，选择低12级公差等级协调几何公差值与尺寸公差值之间的关系：同一要素上形状公差值小于位置公差值；平行度公差值小于相应的距离尺寸公差值协调形状公差与表面粗糙度的关系：一般粗糙度为形状公差的0.20.3,几何公差,3、选择基准要素基准是确定关联要素方向或位置的依据根据要素的功能及对被测要素间的几何关系，如轴类零件用两轴颈的公共轴线根据装配关系选择基准，如相互的接触面、配合面从加工、检验角度出发，应选择在夹具、检具中定位的要素作为基准从零件结构考虑，选择较大的表面，较长的要素（如轴线）为基准，以保证定位稳定、准确,几何公差,4、几何公差的未注公差GB/T1184-1996 形状与位置公差 未注公差值,几何公差,谢 谢！,几何公差,
