1、4.7 几何公差的选择,几何公差的选择包括： 几何公差特征项目及基准要素的选择 公差原则的选择 几何公差值的选择,4.7.1 形位公差特征项目及基准要素的选择1.形位公差特征项目的选择主要从被测要素的几何特征、功能要求、测量的方便性和特征项目本身的特点等几方面来考虑。,（1）零件的几何特征 圆柱形零件：可选择圆度、圆柱度、轴心线直线度及素线直线度等； 平面零件：可选择平面度； 窄长平面：可选直线度； 槽类零件：可选对称度； 阶梯轴：可选同轴度、圆跳动等。,（2）零件的功能要求 圆柱形零件，当仅需要顺利装配时，可选轴心线的直线度； 若孔、轴之间有相对运动，或为保证密封性，应标注圆柱度； 对于转轴
2、的两端轴径，可规定它们对于公共轴线的同轴度公差或径向圆跳动公差； 为保证机床运动精度，对导轨提出直线度要求等。,（3）检测的方便性对轴类零件，可用径向全跳动综合控制圆柱度、同轴度；用端面全跳动代替端面对轴线的垂直度。,2.基准要素的选择,主要根据零件在机器上的安装位置、作用、结构特点以及加工和检测要求来考虑。 （1）基准要素应该是零件在机器上的安装基准或工作基准。 （2）基准要素应具有较高的形状精度，有较大的长度、面积和刚度。,7,应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性、经济性。 独立原则用于尺寸精度与形位精度精度要求相差较大，需分别满足要求，或两者无联系，保证运
3、动精度、密封性，未注公差等场合。 包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。 最大实体要求用于中心要素，一般用于相配件要求为装配互换的场合。,4.7.2 公差原则的选择,4.7.3 形位公差值的选择,主要根据被测要素的功能要求和加工经济性来选择。1.注出形位公差的确定 形位公差可以采用计算法或类比法确定。 （1）计算法： 对于某些位置公差值，可以用尺寸链分析计算来确定；而对于零件上孔组的各个孔位置度公差，可以根据公式确定。,用螺栓连接时，孔的位置度公差值t按下式确定：t=Xmin 式中Xmin通孔和螺栓间的最小间隙。 用螺钉连接时，孔的位置度公差值t按下式计算： t=0.5Xmin 式中Xm
4、in通孔和螺钉间的最小间隙。 2.类比法： 将所设计的零件与具有同样功能要求且经使用表明效果良好而资料齐全的类似零件进行对比，经分析后确定所设计零件有关要素的形位公差值。,GB/T11841996的附录中，对直线度、平面度圆度、圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动和全跳动等11个特征项目分别规定了若干公差等级及对应的公差值。见附表 表413至4117列出了11个公差特征项目的部分公差等级。 3.对已有专门标准规定的形位公差，例如与滚动轴承配合的轴径和箱体孔的形位公差，矩形花键的位置度公差，齿轮坯的形位公差等，分别按各自专门标准确定。,注意： 各种公差值之间要协调合理。例如，同
5、一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值；圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外）一般情况下应小于其尺寸公差值；平行度公差值应小于被测要素和基准要素之间的距离公差值等。 单项公差小于综合公差，如圆度公差小于圆柱度公差；径向圆跳动公差小于公差小于径向全跳动公差。,2.未注形位公差的确定 GB/T 11841996对未注形位公差作了如下规定： （1）直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差各分H、K和L三个公差等级。 见附表418至421。 （2）圆度的未注公差值等于直径的公差值。 （3）未注圆柱度公差值不作规定，由要素的圆度公差、素线直线度和相对素线平行度的注出或未注公差控制。 （4）
6、平行度的未注公差值等于被测要素和基准要素间的尺寸公差或被测要素的形状公差（直线度或平面度）的未注公差值中较大者。并取两要素中较长者作为基准要素。,（5）同轴度未注公差值未作规定。必要时，可取圆跳动的未注公差值作为同轴度公差值。 （6）倾斜度未注公差，可以采用适当的角度公差代替。轮廓度、位置度未注公差值均由各要素的注出或未注线性尺寸公差控制。 （7）端面全跳动未注公差值等于端面对轴线的垂直度未注公差值；径向全跳动可由径向圆跳动和相对素线的平行度控制。 采用GB/T 11841996规定的未注形位公差时，应在图样上标题栏附近或技术要求中注出标准号和所选用公差等级的代号。例如未注形位公差按GB/T
7、1184K,13,4.8 几何误差的检测,与理想要素比较原则 将被测要素与理想要素相比较，量值由直接法或间接法获得（标准样板）。 测量坐标值原则 测量被测实际要素的坐标值，经数据处理获得形位误差值（三坐标测量机）。 测量特征参数原则 测量被测实际要素具有代表性的参数表示形位误差值。 测量跳动原则 被测实际要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向的表的指针的最大变动量。 控制实效边界原则 检验被测实际要素是否超过实效边界，以判断被测实际要素合格与否。,一，几何误差的检测原则,1. 与理想要素比较的原则,应用最为广泛的一种方法，理想要素可用不同的方法获得，如用刀口尺的刃口，平尺的工作面，平台和平板的工
8、作面以及样板的轮廓面等实物体现，也可用运动轨迹来体现，如：精密回转轴上的一个点（测头）在回转中所形成的轨迹（即产生的理想圆）为理想要素，还可用束光、水平面（线）等体现。,刀口尺,贴切直线,实际线,光隙小时，按标准光隙估读间隙大小， 光隙大时（20m），用厚薄规测量。,6 几何误差的检测,2. 测量坐标值原则,几何要素的特征总是可以在坐标中反映出来，用坐标测量装置（如三坐标测量仪、工具显微镜）测得被测要素上各测点的坐标值后，经数据处理就可获得形位误差值。该原则对轮廓度、位置度测量应用更为广泛。如图所示，用测量坐标值原则测量位置度误差。,6 几何误差的检测,3. 测量特征参数原则,用该原则所得到的
9、几何误差值与按定义确定的几何误差值相比，只是一个近似值，但应用此原则，可以简化过程和设备，也不需要复杂的数据处理，故在满足功能的前提下，可取得明显的经济效益。在生产现场用得较多。如：以平面上任意方向的最大直线度来近似表示该平面的平面度误差；用两点法测圆度误差；在一个横截面内的几个方向上测量直径，取最大、最小直径差之半作为圆柱度误差。,6 几何误差的检测,4. 测量跳动的原则,如图所示，图A为被测工件通过心轴安装在两同轴顶尖之间，两同轴顶尖的中心线体现基准轴线；图B为V形块体现基准轴线，测量中，当被测工件绕基准回转一周中，指示表不作轴向（或径向）移动时，可测得圆跳动，作轴向（或径向）移动时，可测
10、得全跳动。,(A),(B),6 几何误差的检测,5. 控制实效边界原则,按最大实体要求给出几何公差时，要求被测实体不得超过最大实体实效边界，判断被测实体是否超过最大实体实效边界的有效方法就是用位置量规。如图所示，用位置量规检验零件同轴度误差。工件被测要素的最大实体实效边界尺寸为12.04mm，故量规测量部分的基本尺寸为12.04mm，基准本身遵守包容要求，故基准遵守最大实体边界，故量规的定位部分的基本尺寸为25mm。,工件,位置量规,DMV= 12.04mm,dM= 25mm,6 几何误差的检测,1.形状误差的测量 形状误差：是指实际单一要素对其理想要素的变动量。形状误差值不大于相应的公差值，
11、则认为合格。,一，几何误差的测量,评定形状误差的基本原则：理想要素的位置应符合最小条件被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。 评定形状误差时，按最小条件的要求，用最小区域的宽度或直径来表示形状误差值。最小区域：是指 包容实际单一要 素时具有最小宽 度或直径的包容 区域。,（1）给定平面内直线度误差值的评定 采用最小区域法来评定最小区域判别准则：两条平行直线包容实际被测直线时，实际直线与两包容直线至少应有高、低、高（或低、高、低）三点接触，这个包容区就是最小区域，该区域的宽度就是直线度误差值。,直线度误差值fBE: fBE=hmaxhmin, 采用两端点连线来评定,（2）平面度误差值的评定
12、采用最小包容区域来评定。最小区域判别准则：由两个平行平面包容实际被测平面时，被测平面上至少有四个极点分别与这两个平行平面接触，且要满足三角形准则或交叉准则，那么这两个平行平面之间的区域为最小包容区域，该区域的宽度即为平面度误差值。,（3）圆度误差值的评定采用最小包容区域来评定。最小包容区域判别准则：两同心圆之间的区域内，实际圆应至少有内、外交替的四点与两包容圆接触，这个包容区就是最小包容区。该区域的宽度（即两同心圆的半径差）为圆度误差值。,26,课堂练习标注,30K7和50M7采用包容原则。 底面F的平面度公差为0.02mm；30K7孔和50M7孔的内端面对它们的公共轴线的圆跳动公差为0.04
13、 mm。 30K7孔和50M7孔对它们的公共轴线的同轴度公差为0.03mm。 611H10对50M7孔的轴线和F面的位置度公差为0.05mm，基准要素的尺寸和被测要素的位置度公差应用最大实体要求。,E,E,0.02,0.04,A,B,A-B,0.03,A-B,0.05,B,M,M,C,C,27,举例（公差原则）,如图所示，被测要素采用的公差原则是，最大实体尺寸是mm，最小实体尺寸是mm，实效尺寸是mm。，垂直度公差给定值是mm，垂直度公差最大补偿值是mm。设孔的横截面形状正确，当孔实际尺寸处处都为60mm时，垂直度公差允许值是mm，当孔实际尺寸处处都为6010mm时，垂直度公差允许值是mm。,
