1、互换性与技术测量,主讲人：秦涛电话：18671076897邮箱：heu_机械与汽车工程学院GW-429,学习目标,第4章 几何公差及其检测,学习目标,了解几何公差和几何要素的基本概念、理解典型的几何公差带的定义及特征 掌握几何公差的识读和标注、公差原则有关术语的定义、含义及应用理解几何误差的评定及检测原则，基本掌握形位误差检测方法,重点：各类要素、各类几何公差的定义难点：几何公差的标注、公差原则,第4章 几何公差及其检测,第4章 几何公差及其检测,第一节 概述,1,2,第二节 几何公差的标注,第三节 几何公差及公差带,第四节 公差原则,4,5,第五节 几何公差的选择,第六节 几何误差的检测,第
2、一节 概述,一几何公差的作用,在机械制造中，零件加工后其表面、轴线、中心对称面等的实际形状、方向和位置相对于所要求的理想形状、方向和位置不可避免的存在着误差。零件不仅会产生尺寸误差，还会产生形状和位置误差，即几何误差,第一节 概述,一几何公差的作用,下图(a)是一阶梯轴图样，要求d1表面为理想圆柱面，d1轴线应与d2左端面相垂直。图(b)是加工后的实际零件，d1表面圆柱度不好，d1轴线与端面也不垂直，前者为形状误差，后者为方向误差（两者均是几何误差）,几何误差对机械产品工作性能的的影响不容忽视，是衡量产品质量的重要指标,第一节 概述,一几何公差的作用,由上述两例可知，为保证机器零件的互换性，仅
3、仅研究零件的尺寸公差是远远不够的，还必须对零件提出形状、方向和位置等方面的精度要求，也就是形成零件的实际要素（现称提取要素）与理想要素（现称拟合要素）的相符合程度,零件加工后，其表面、中心线、中心面等的实际形状、方向和位置相对于所要求的理想形状、方向和位置，不可避免地存在着误差，此误差是由于机床精度、加工方法等多种因素形成的，叫做几何误差,第一节 概述,二几何公差的研究对象几何要素,基本几何体均由点、线、面构成，这些点、线、面称为几何要素（简称要素）,如图所示的零件由球、端面、圆柱和圆锥等基本几何体组成组成这个零件的几何要素有：点如球心、锥顶线如轴线、圆锥素线、圆柱素线 面如球面、圆锥面、端平
4、面、圆柱面,第一节 概述,二几何公差的研究对象几何要素,几何公差研究的对象，就是零件几何要素本身的形状精度及相关要素之间相互的方向和位置等精度问题 几何要素及其各个要素术语的定义已在第2章中介绍,公称组成要素,公称导出要素,实际要素,提取组成要素,提取导出要素,拟合组成要素,拟合导出要素,第一节 概述,二几何公差的研究对象几何要素,（1）设计的范畴 指设计者对未来工件的设计意图的一些表述 包括公称组成要素、公称导出要素,（2）工件的范畴 指物质和实物的范畴 包括实际组成要素、工件实际表面,（3）检验和评定的范畴 通过用计量器具进行检验来表示，以提取足够多的点来代表实际工件，并通过滤波、拟合、构
5、建等操作后对照规范进行评定包括提取组成要素、提取导出要素、拟合组成要素和拟合导出要素,第一节 概述,二几何公差的研究对象几何要素,评定实际要素形位误差的依据,具有几何误差的要素,需要研究和测量的要素,与零件上其他要素无关,基准,看得见，摸得着，轮廓要素,中心点、线、面中心要素,第4章 几何公差及其检测,第一节 概述,1,2,第二节 几何公差的标注,第三节 几何公差及公差带,第四节 公差原则,4,5,第五节 几何公差的选择,第六节 几何误差的检测,第二节 几何公差的标注,一几何公差的几何特征及其符号,6个特征项目对单一要素要求无基准要求,第二节 几何公差的标注,一几何公差的几何特征及其符号,5个
6、特征项目对关联要素要求有基准要求,第二节 几何公差的标注,一几何公差的几何特征及其符号,6个特征项目对关联要素要求有基准要求,第二节 几何公差的标注,一几何公差的几何特征及其符号,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,技术图样中，几何公差采用框格标注几何公差的标注包括：公差框格、提取组成要素（被测要素）及指引线、公差特征符号、几何公差值及有关符号、基准符号及相关要求符号等,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,公差要求在矩形方框中给出，该方框由两格或多格组成，几何公差框格应水平绘制框格自左至右填写以下内容，见下图： 第一格，几何公差特征符号； 第二格，几何公差值和有关符号，公差值用线性公差
7、值，若公差带是圆形或圆柱形，则在公差值前加“”，如是球形的则加“S”； 第三格及以后各格，表示基准的字母（用一个基准字母表示单个基准或用几个字母表示基准体系或公共基准）和有关符号,公差框格填写示例图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（1）当某项公差应用于几个相同的要素时，应在公差框格的上方被测要素的尺寸之前注明要素的个数，并在两者这间加上符号“”，见下图,（2）如果需要限制被测要素在公差带内的形状，应在公差框格的下方注明，见下图,限制提取组成要素公差带内“不凸起”的标注,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（3）如果需要就某个要素给出几种几何特征的公差，且测量方向相同时，为方便起见
8、，可将一个框格放在另一个框格的下面，用同一指引线指向被测要素，见下图。如测量方向不完全相同，则应将测量方向不同的项目分开标注,测量方向相同的同一要素多项要求的标注,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,用带箭头的指引线连接框格与提取要素，指引线原则上从框格一端的中间位置引出，箭头应指向公差带的宽度或直径方向,（1）当公差涉及轮廓线或轮廓表面时，箭头指向该要素的轮廓线或其延长线上（但必须与尺寸线明显错开），见下图,提取组成要素为轮廓要素的标注图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（2）当公差涉及表面时，箭头也可指向引出线的水平线，引出线引自被测面，见下图,提取组成要素为轮廓要素的标注图,
9、第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（2）当公差涉及要素的中心线、中心面或中心点时，箭头应位于相应尺寸线的延长线上，见下图,被测要素为中心要素的标注图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,对有方向、位置和跳动公差要求的零件，在图样上必须标明基准与提取组成要素相关的基准用一个大写的英文字母表示。字母水平书写在基准方框内，与一个涂黑的或空白的三角形（涂黑的和空白的基准三角形含义相同）相连以表示基准，见下图,基准代号图,为了避免误解，基准字母不得采用：E、I、J、M、O、P、L、R、F、MO、JI、LE,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,带基准字母的基准三角形应按如下规定放置：（1）当
10、基准要素是轮廓线或轮廓面时，基准三角形放置在要素的轮廓线或其延长线上（但应与尺寸线明显错开），见下图（a）；基准三角形也可放置在该轮廓面引出线的水平线上，见下图（b）,(a) (b)基准要素为轮廓线或轮廓面的标注图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,带基准字母的基准三角形应按如下规定放置：（2）当基准是尺寸要素确定的轴线、中心平面或中心点时，基准三角形应放置在该尺寸线的延长线上；如果没有足够的位置标注基准要素尺寸的两个箭头，则其中一个箭头可用基准三角形代替，见图（b）和（c）,(a) (b) （ c ）基准要素为中心要素的标注图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,带基准字母的基准三
11、角形应按如下规定放置：（3）如果只以要素的某一局部作基准，则应用粗点画线示出该部分并加注尺寸，见下图,局部基准要素的标注图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（1）全周符：当轮廓度特征适用于横截面的整周轮廓或由该轮廓所示的整周表面时，应采用“全周”符号标注全周符号并不包括整个工件的所有表面，如下图中所涉及的要素，不涉及图中的前表面a和后表面b,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（2）螺纹、齿轮和花键的标注以螺纹轴线为被测要素或基准要素时，默认为螺纹中径圆柱的轴线，否则应另有说明，例如用“MD”表示大径，用“LD”表示小径以齿轮、花键轴线为被测要素或基准要素时，需说明所指的要素，如用
12、“PD”表示节径，用“MD”表示大径，用“LD”表示小径,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（3）限制性规定需要对整个被测要素上任意限定范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，并在两者之间用斜线隔开，见图（a）；如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，见图（b）,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（3）限制性规定如果给出的公差仅适用于要素的某一指定局部，应采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，见下图,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（4）理论正确尺寸当给出一个或一组要素的位置、方向或
13、轮廓度公差时，分别用来确定其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸称为理论正确尺寸（TED） TED没有公差，并标注在一个方框中,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（5）延伸公差带当一般来说，图样上给出的几何公差如果没有特别说明，其公差带只控制零件上相应的实体部分，即公差带的长度仅仅是提取要素的全长。但是，在产品设计或工艺装备设计中，常会遇到需要通过控制被测零件的位置误差来控制与被测零件相装配的其它零件的位置精度的情况尤其是在有些时候，为了满足装配要求，可以将位置公差（主要是位置度和对称度）的公差带延伸到提取要素实体之外，或者根本不包括提取要素的长度，这就是延伸公差。由此可见，延伸公差带表示的是
14、提取要素延伸了一段距离后的要求,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（5）延伸公差带,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（5）延伸公差带,如图螺钉连接，为了使装配时螺钉能顺利拧进螺纹孔，不产生干涉，有三种方法：同时缩小光孔和螺纹孔的位置度公差；同时给定位置度公差和较严的垂直度公差以控制实际轴线的倾斜；采用延伸公差，可在保证装配的前提下采用尽可能大的公差。,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（7）最大实体要求、最小实体要求和可逆要求,第二节 几何公差的标注,二几何公差标注,（8）自由状态下的要求,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,几何公差带是由一个或几个理想的几何线或面按线性
15、公差值来限定的提取（实际）要素变动的区域和尺寸公差带不同，几何公差带根据几何公差项目和具体标注的不同，其形状也可能不同,被测实际要素,完工零件,公差带大小,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,四要素：形状、大小、方向和位置几何公差带的形状由提取要素的理想形状和给定的公差特征所决定,沿各个方向均可能产生形状误差,竖直面内,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,四要素：形状、大小、方向和位置几何公差带的大小由公差值确定，指的是公差带的宽度或直径等,被测实际要素,完工零件,公差带大小,公差带大小：根据零件功能要求，由设计人员确定。 是衡量零件加工精度的主要指标
16、之一。,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,四要素：形状、大小、方向和位置方向是指与公差带延伸方向相互垂直的方向，通常为指引线箭头所指方向,形状公差带方向： 由实际被测要素位置极限(凹min或凸max)确定方向浮动,方向公差带方向： 与基准要素成绝对理想位置关系方向固定,位置公差带方向： 方向由理论正确尺寸决定方向固定,第二节 几何公差的标注,三几何公差带,四要素：形状、大小、方向和位置几何公差带的位置有固定和浮动两种：位置固定指图样上基准要素的位置已确定，其公差带的位置不再变动；位置浮动指公差带的位置可以随实际尺寸的变化而变动,一般而言，形状公差的公差带的位置是浮动的，其余的公差带的位置是
17、固定的,固定 固定 浮动 浮动,固定 固定 固定 浮动,固定 固定 固定 固定,第4章 几何公差及其检测,第一节 概述,1,2,第二节 几何公差的标注,第三节 几何公差及公差带,第四节 公差原则,4,5,第五节 几何公差的选择,第六节 几何误差的检测,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,形状公差是指单一提取（实际）要素的形状所允许的变动全量形状公差带是限制单一提取（实际）要素变动的区域，合格零件的实际要素应位于此区域内,形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,三类四种形式,、在给定平面内的直线度:在给定平面内距离为公差值的两平行直线之间的
18、区域,0.1,公差带位置因被测要素形状而浮动,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,三类四种形式,、在给定平面内的直线度:在给定平面内距离为公差值的两平行直线之间的区域,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,三类四种形式,(2)、在给定方向上的直线度:给定一个方向时，距离为公差值的两平行平面间的区域,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,三类四种形式,(2)、在给定方向上的直线度:给定两个方向时，四棱柱内的区域,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,三类四种形式,(3)、在任意方向上的直线度:公差带是直径为公差值的圆柱面内的区域,第三节 几何公差及公差带,一形状
19、公差及公差带,公差带是距离为公差值的两平行平面间的区域,平面度公差带: 距离为公差值t的两平行平面之间的区域,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,公差带为在任一正截面上,半径差为公差值的两同心圆之间的区域,0.02,公差带：垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值t的 两同心圆之间的区域。,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,公差带是半径差为公差值的两同轴圆柱面之间的区域,0.03,圆柱度公差带： 半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域,任意方向直线度在公差值前需加“” 宽大平面用平面度，窄长平面用直线度。 圆柱度是一项综合公差。小结： 1、形状公差不涉及基准。 2、形状公
20、差值是包含实际要素的最小区域的宽度或直径来表示。,说明：,第三节 几何公差及公差带,一形状公差及公差带,第三节 几何公差及公差带,二轮廓度公差及公差带,无基准要求,线轮廓度公差带：直径为公差值t的一系列圆形成的两包络线之间的区域,公差带特点：位置浮动，与被测轮廓实际形状位置相关。,第三节 几何公差及公差带,二轮廓度公差及公差带,有基准要求,公差带特点：位置固定,轮廓度位置公差带：形状和位置由理论正确尺寸、基准尺寸确定,基准要素：通常为直线或平面,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,方向公差是关联实际提取要素对基准在方向上允许的变动全量包括：平行度：用以控制被测要素相对于基准要素的方向
21、成0的要求垂直度：用以控制被测要素相对于基准要素的方向成90的要求倾斜度：用以控制被测要素相对于基准要素的方向成090之间的任意角度的要求,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,面对面,公差带是平行于基准平面,距离为公差值t,互相平行的两平行平面间的区域,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,面对面,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对线,给定一个方向：距离为公差值的两平行平面间的区域,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对线,给定两个方向：四棱柱内的区域，平行于基准，距离为公差值t1t2,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对线,给定两个
22、方向：四棱柱内的区域，平行于基准，距离为公差值t1t2,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对线,任意方向：圆柱形的区域，轴线平行于基准，直径为公差值t,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对线,任意方向：圆柱形的区域，轴线平行于基准，直径为公差值t,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,面对线,两平行平面间的区域，平行于基准，距离为公差值t,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,面对线,两平行平面间的区域，平行于基准，距离为公差值t,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,线对面,两平行平面间的区域，平行于基准，距离为公差值t,第三节 几何公差及
23、公差带,三方向公差及公差带,垂直基准轴线,距离为公差值t的两平行平面间的区域,端面与基准轴线垂直,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,给定一个方向:垂直基准平面,距离为公差值的两平行平面内的区域,轴线与基准平面垂直,一个方向,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,给定两个方向:垂直基准平面,截面为t1t2的矩形内的区域,轴线与基准平面垂直,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,任意方向上:直径为公差值t,轴线垂直基准平面的圆柱体内的区域,轴线与基准平面垂直,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,任意方向上:直径为公差值t,轴线垂直基准平面的圆柱体内的区域,轴线
24、与基准平面垂直,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,面对面垂直,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,公差带与基准成理论角度,距离为公差值t,相互平行的两平面间的区域,面对面的倾斜度,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,公差带与基准成理论角度,距离为公差值t,相互平行的两平面间的区域,线对面的倾斜度,第三节 几何公差及公差带,三方向公差及公差带,方向公差带的特点： 方向公差带相对于基准有确定的方向，而位置浮动 方向公差带具有综合控制提取要素的方向和形状的功能,在保证功能要求的前提下，当对某一提取要素给出了方向公差，通常不再对该提取要素给出形状公差，只有再对提取要素的
25、形状精度有特殊的较高要求时，才另行给出形状公差，且形状公差的数值应小于方向公差的数值,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,位置公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量包括： 理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。 包括同心度、同轴度、对称度、位置度、线轮廓度和面轮廓度,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,用以控制被测轴线相对基准轴线的同轴性要求,公差带是直径为公差值的圆柱体内的区域;该圆柱体的轴心线应与基准轴心线在同一位置上(即重合),第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,用以控制被测要素相对于基准要素的中心面或
26、中心线、轴线的共面或共线的要求,公差带相对于基准对称布置,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,用以控制被测要素（点、线、面）对基准的位置要求,公差带形状：取决于被测要素的几何特点，如圆、圆球、圆柱等大小：由公差值确定位置：以基准对称分布；基准位置：理论正确尺寸确定,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,点的位置度,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,线的位置度,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,面的位置度,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,成组要素的位置度,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公
27、差带,成组要素的位置度,位置度要求：1）孔组相对于基准的位置精度；2）孔组内各孔之间的相互位置精度,1）孔组相对于基准的位置精度：孔组相对于基准的位置：由几何图框相对于基准的理论正确位置确定几何图框：确定一组(理想)拟合要素之间和（或）他们与基准之间正确几何关系的图形2）孔组内各孔之间的相互位置精度：通过多个独立位置度或复合位置度来实现,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,成组要素的位置度,用理论正确尺寸定位,其几何图框相对基准A、B、C的位置是唯一和确定的,适用于各孔之间及各孔对基准面之间有同样严格位置要求的场合,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,成组要素的位置度,用尺
28、寸公差定位,其几何图框相对基准B、C的位置可浮动(平移或旋转）,适用于对孔组内各轴线间的位置关系要求较严格，而对基准面的方向、位置要求较宽松的场合,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,成组要素的位置度,用复合位置度定位,用两个位置度公差联合控制孔组各孔实际轴线的位置,几何图框可在小范围内平移和旋转,第三节 几何公差及公差带,四位置公差及公差带,位置公差带的特点：位置公差带位置：相对于基准对称分布位置确定 基准位置：由理论正确尺寸确定位置公差带具有综合控制被测要素形状、方向、位置和变化量大小的功能综合公差,在保证功能要求的前提下，当对某一提取要素给出了位置公差，通常不再对该提取要素给出
29、方向和形状公差，只有再对提取要素的方向和形状精度有特殊的较高要求时，才另行给出方向和形状公差，且形状公差的数值应小于方向公差的数值，方向公差数值应该小于位置公差数值,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,跳动公差:是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量最大跳动量:就是指示器在给定方向上测量的最大与最小读数之差给定方向:圆柱面是径向; 圆锥面是法向; 端面是轴向,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,控制任意测量面上,单个被测要素轮廓形状的跳动量是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的回转一周时,由位置固定的指示器在给定的方向上测得的最大与最小读数之差,控
30、制整个被测要素相对于基准要素的跳动总量是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的连续回转,同时指示器沿理想素线连续移动（每转一周，作一次间断移动）由指示器在给定的方向上测得的最大与最小读数之差,径向圆跳动、端面圆跳动、斜向圆跳动,径向全跳动、端面全跳动,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,径向圆跳动,用以控制圆柱形回转要素任一横截面上的跳动量,公差带是垂直于基准轴线的任意测量平面内半径差为公差值t,且圆心在基准轴线上的两个同心圆间的区域,综合控制：圆度、同轴度,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,端面圆跳动,用于控制端面上任一测量直径处,在轴向方向的跳动量,综合控制：平面度和
31、垂直度,公差带是与基准轴线同轴,直径为测量直径,轴向宽度为公差值的圆柱面上的区域,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,斜向圆跳动,用于控制圆锥面在法线方向上的跳动量,公差带是与基准轴线同轴的任一测量圆锥面上,沿母线方向宽度为公差值的圆锥面上的区域,综合控制：斜面的圆度和圆柱度,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,径向全跳动,用于控制整个圆柱形回转要素的跳动总量,综合控制：圆柱度误差和同轴度误差,公差带是半径差为公差值，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,端面全跳动,用于控制整个端面的跳动总量,综合控制：端面对基准轴线的垂直度和
32、平面度误差,公差带是距离为公差值，且与基准轴线垂直的两平行平面间的区域,第三节 几何公差及公差带,五跳动公差及公差带,跳动公差带的特点：跳动公差具有综合控制功能，即确定提取要素的形状、方向和位置方面的精度跳动公差是一项综合公差，测量方便，故广泛应用于旋转类零件各项跳动公差中被测要素，均为轮廓要素，基准要素均为中心要素生产中有时用测量径向全跳动的方法测量同轴度,第三节 几何公差及公差带小结,形状公差,方向公差,位置公差,几何公差,线线线面面面,圆心与圆心轴线与轴线对称线(面)点、线(面),直线平面圆、截面圆圆柱,公差带特点：由被测要素的几何形状极限点确定 位置浮动,公差带特点：由被测要素的方向位
33、置极限点确定 位置浮动,公差带特点：由被测要素相对于基准要素的理论正确尺寸确定位置固定,线(面)轮廓度,跳动公差：,综合控制被测要素形状、方向和位置误差,圆跳动公差,全跳动公差,公差带形状特点：被测要素形状误差、方向误差和位置误差的综合反映,公差带位置特点：相对于基准要素位置固定,径向全跳动轴向全跳动,第4章 几何公差及其检测,第一节 概述,1,2,第二节 几何公差的标注,第三节 几何公差及公差带,第四节 公差原则,4,5,第五节 几何公差的选择,第六节 几何误差的检测,第四节 公差原则,一尺寸公差与几何公差,尺寸公差：仅控制提取要素的局部尺寸（两点法测量），不控制要素本身 的几何误差 几何公
34、差：控制提取要素的几何误差，保证零件的几何精度要求，确定几何 要素的大小、形状和方位特征, 尺寸公差与几何公差：,误差原因：因加工过程中工件的定位误差、刀具与工件的相对运动误差、 夹紧力和切削力引起的工件变形、工件内应力释放等原因所致。 各种误差都将影响零件的装配和使用性能。,关 联：几何公差一般限制在尺寸公差之内。 通常情况下，当尺寸精度要求高时，受加工工艺的影响，几何 精度也高；而当形状精度要求高时，位置精度和尺寸精度却不一定高，与加工工艺相关。,第四节 公差原则,二公差原则定义,公差原则分类： 按几何公差是否与尺寸公差发生关系，分为：独立原则和相关原则。 相关原则按使用和应用要求不同分为
35、： 包容要求、最大实体要求、最小实体要求和可逆要求。 公差原则的国家标准包括：GB/T 4249-2008和GB/T 16671-2008,处理尺寸公差与几何公差关系的原则。,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离，称为局部实际尺寸（简称实际尺寸），内表面（孔）和外表面（轴）的局部实际尺寸分别用Da和da表示。由于误差的存在，各处局部实际尺寸往往不同,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,零件装配时起作用的尺寸，由提取要素的局部实际尺寸与几何误差综合形成；是存在于实际孔、轴上，表示其装配状态的尺寸。,轴的体外作用尺寸dfe：结合面全长上与实际
36、轴体外相接的理想孔的最小尺寸 轴的体内作用尺寸dfi：结合面全长上与实际轴体内相接的理想孔的最大尺寸,孔的体外作用尺寸Dfe：结合面全长上与实际孔体外相接的理想轴的最大尺寸 孔的体内作用尺寸Dfi：结合面全长上与实际孔体内相接的理想轴的最小尺寸, 作用尺寸表示方法： 用假想的与被测要素相接的理想孔或理想轴的极限尺寸表示。,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,关联要素作用尺寸,轴：在结合面全长上，与实际轴体外(内)相接的理想孔的极限尺寸，理想孔轴线与基准保持图样给定的几何关系。,关联要素孔：体外作用尺寸体内作用尺寸？,在结合面全长上，与实际孔体外(内)相接的理想轴的极限尺寸，理想轴轴线与基准
37、保持图样给定的几何关系。,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,实体状态: 在给定长度上，规定实际要素处处位于极限尺寸的状态 即：零件材料含量处于极限的状态，仅由极限尺寸控制。 分 类： 最大实体状态和最小实体状态, 最大实体状态MMC： 在尺寸公差范围内，提取要素处处位于极限尺寸且实体材料最多时的状态,最大实体尺寸MMS：,轴: dMdmax孔： DMDmin,实体尺寸：实际要素在实体状态时的尺寸，尺寸公差的极限尺寸，不含 几何公差。,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,最小实体尺寸：, 最小实体状态与最小实体尺寸：,最小实体状态LMC： 在公差范围内，提取要素处处位于极限尺寸且实体材
38、料最小时的状态,轴：dLdmin 孔：DLDmax,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,实体实效状态：由被测要素实体尺寸和几何公差综合作用下的极限状态 分 类：最大实体实效状态和最小实体实效状态, 最大实体实效状态MMVC：,拟合要素尺寸为其最大实体实效尺寸时的状态,实体实效尺寸：被测要素的实体尺寸与其导出要素的几何公差共同作用 产生的尺寸。,轴：dMV=dM+t；孔：DMV =DM-t,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念, 最小实体实效状态LMVC：,拟合要素尺寸为其最小实体实效尺寸时的状态,轴：dLV=dL-t；孔：DLV =DL+t,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,轴的最
39、小实体实效尺寸LMVS,单一要素,单一要素,关联要素,关联要素,轴的最大实体实效尺寸MMVS, 轴、孔的实体实效尺寸小结,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念, 轴、孔的实体实效尺寸小结,单一要素,单一要素,关联要素,孔的最小实体实效尺寸,孔的最大实体实效尺寸,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念, 实体实效尺寸与作用尺寸小结,作用尺寸： 实际提取要素的局部尺寸和几何误差综合形成的；零件不同，作用尺寸各异，对一批零件而言，是变化值。 实体实效尺寸： 由实体尺寸公差和几何公差综合形成，是设计尺寸；对一批零件而言是定值。 联系：实体实效尺寸是作用尺寸的极限值。,第四节 公差原则,三公差原则的基
40、本概念, 轴：最大实体边界尺寸：MMBd=dM=dmax 最小实体边界尺寸：LMBd=dL=dmin,边界：设计给定的具有理想形状的极限包容面； 轴的边界：具有理想形状的孔（内表面） 孔的边界：具有理想形状的轴（外表面） 分类：实体尺寸边界和实体实效尺寸边界 实体尺寸边界：被测要素极限尺寸为实体尺寸的边界,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念, 孔的实体边界尺寸：具有理想形状的轴（外表面）,孔：最大实体边界尺寸：MMBD=DM=Dmin 最小实体边界尺寸：LMBD=DL=Dmax,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,(2) 实体实效尺寸边界：被测要素极限尺寸为实体实效尺寸的边界,轴：最大
41、实体实效边界尺寸MMVBd =dMV=dM+t=dmax+t 最小实体实效边界尺寸LMVBd=dLV= dL-t= dmin-t,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,(2) 实体实效尺寸边界：被测要素极限尺寸为实体实效尺寸的边界,孔：最大实体实效边界尺寸MMVBD =DMV=DM-t=Dmin-t 最小实体实效边界尺寸LMVBD =DLV=DL+t=Dmin+t,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念, 单一要素与关联要素实体实效边界特点,单一要素：实体实效边界只具有理想形状和大小，方向和位置浮动（与其形状误差有关）,关联要素：实体实效边界具有理想形状、大小；方向、位置与基准保持图样上给定
42、的关系,第四节 公差原则,三公差原则的基本概念,(3) 实体边界尺寸与实体实效边界尺寸比较,最大边界尺寸: 轴：MMBdMMVBd 孔：MMBDMMVBD,MMBD,MMVBD,最小边界尺寸： 轴：LMBdLMVBd 孔：LMBDLMVBD,差别：边界尺寸是否包含几何公差,第四节 公差原则,四公差原则,图样给定的尺寸公差与几何公差(形状、方位或位置)相互独立、互不相关的原则 实际要素的尺寸误差由尺寸公差控制，几何误差由几何公差控制，与尺寸公差无关,局部尺寸处于最大极限尺寸时，形状误差仍允许达到最大值：0.02和0.06的极限状况。,局部尺寸处于最小极限尺寸时， 形状误差同样允许达最大值。,根据
43、独立原则：两极限状况的轴都符合图样要求合格。,第四节 公差原则,四公差原则,（1）应 用, 配合要素具有极高的运动精度和功能要求时。,圆柱度误差要求较高，以保证印刷时，接触均匀，使图文清晰； 滚筒d 的大小对印刷品质无影响,箱体油孔只需控制尺寸大小保证一定流量，轴线几何误差不影响功能要求。,连杆小头与活塞销小间隙动配合、尺寸精度与几何精度要求均较高，且不允许相互补偿。,非配合要素或未注尺寸公差要素应遵循独立原则。 如：倒角、退刀槽、轴肩等。,第四节 公差原则,四公差原则, 测量：应用独立原则时，尺寸误差使用：千分尺、百分表等通用量具； 几何误差使用刀口尺、角度尺、百分表等通用量具。 标注：独立
44、原则在图样上不需加注特殊符号 在技术要求部分需注明执行标准： GB/T4249-2009,第四节 公差原则,四公差原则,包容原则即实际(轮廓)要素应遵守最大实体边界。,(1)含义：提取组成要素(实际轮廓)不得超越其最大实体边界(MMB)， 局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸(LMS)的公差要求。,(2)标注：,提取组成要素,第四节 公差原则,四公差原则,(3)特点： 包容要求仅适用于圆柱表面或两平行表面的单一要素。 图样上，只给出尺寸公差综合控制两类表面的尺寸误差和形状误差 提取组成要素(体外作用)尺寸不超越最大实体边界尺寸； 局部实际尺寸不得超越最小实体边界尺寸。,提取组成要素,第四节 公差原
45、则,四公差原则,(4)应用： 包容要求仅用于形状公差 提取常用于有配合要求且极限间隙和极限过盈要求严格保证的的场合； 如：轴颈与滚动轴承内圈或滑动轴承内径，齿轮孔和轴，滑动套筒与配合孔，滑块和滑块槽的配合等。, 但不宜应用于形状精度要求高而尺寸精度要求不高的配合场合。 易导致尺寸公差过小，工艺经济性差。,第四节 公差原则,四公差原则,实际(轮廓)要素应遵守最大实体实效边界；当其提取(实际)局部尺寸偏离最大实体尺寸时，尺寸公差余量可补偿其几何误差的公差要求。, 几何公差的给出方法： 在提取组成(实际轮廓)要素为最大实体状态时，给定导出要素几何公差0.04以最大实体实效边界控制被测组成要素和导出要素边界尺寸；,基准要素：25轴线,
