第一節(jié)概述零件在加工過程中不僅會產生尺寸誤差.還會產生幾何誤差.幾何誤差是指零件上的實際被測要素對其公稱要素(理想要素)的偏離程度.它對機械產品的工作性能具有重要影響.如車床導軌表面的平面度、直線度會影響刀架的運動精度.從而影響零件的車削精度.為了保證零件的互換性和使用要求.實現(xiàn)零件的經濟性制造.必須對零件的幾何誤差加以限制.即規(guī)定幾何公差.一、零件的幾何要素幾何公差的研究對象是零件的幾何要素.幾何要素是指構成零件幾何特征的點、線.簡稱“要素”.如圖４－１所示.為了便于研究幾何誤差.對幾何要素可從不同角度進行分類.下一頁返回第一節(jié)概述

１.按存在狀態(tài)分(１)擬合要素(理想要素).是指具有幾何學意義的要素.沒有任何誤差.是作為評定提取要素誤差的依據(jù).(２)提取要素.是指零件上實際存在的由無數(shù)個點組成的要素.在測量時由提取要素所代替.２.按結構分(１)組成要素.是指構成零件的點、線、面.如圖４－１所示的球面、圓錐面、圓柱面、端面、圓柱面和圓錐面的素線、圓錐頂點等.實際(組成)要素是指由接近實際(組成)要素所限定的工件實際表面的組成要素部分.提取組成要素是指按規(guī)定方法.由實際(組成)要素提取有限數(shù)目的點所形成的實際(組成)要素的近似替代.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

(２)導出要素.是指組成要素對稱中心所表示的點、線、面.其特點是實際存在、起著中心作用但不被人們直接感知.需要由其組成要素導出的要素.如圖４－１所示的軸線、中心點等.３.按檢測關系分(１)被測要素.是指圖樣上有幾何公差要求的要素.被測要素是檢測的對象.(２)基準要素.是指用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素.４.按功能關系分(１)單一要素.僅對其本身提出幾何公差要求的要素.(２)關聯(lián)要素.與基準要素有功能關系要求的要素.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

二、幾何公差的特征項目與符號ＧＢ/Ｔ１１８２－２００８?產品幾何技術規(guī)范(ＧＰＳ)幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注?規(guī)定.幾何公差特征項目名稱及符號見表４－１.三、幾何公差的公差帶幾何公差帶是一個以公稱要素(理想要素)為邊界的區(qū)域.要求被測實際要素處處不得超出該區(qū)域.幾何公差帶具有形狀、大小、方向、位置等四方面特征.根據(jù)公差的幾何特征及其標注方式.幾何公差帶的形狀主要有以下幾種:上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

(１)兩平行直線或兩等距曲線之間的區(qū)域.如圖４－２(ａ)、圖４－２(ｂ)所示.(２)兩平行平面或兩等距曲面之間的區(qū)域.如圖４－２(ｃ)、圖４－２(ｄ)所示.(３)一個圓柱面內的區(qū)域.如圖４－２(ｅ)所示.(４)兩個同心圓之間的區(qū)域.如圖４－２(ｆ)所示.(５)一個圓內的區(qū)域.如圖４－２(ｇ)所示.(６)一個球面內的區(qū)域.如圖４－２(ｈ)所示.(７)兩個同軸圓柱面之間的區(qū)域.如圖４－２(ｉ)所示.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

幾何公差帶的大小.是指公差帶的寬度ｔ或直徑?ｔ.ｔ是公差值.幾何公差帶的方向.是公差帶的寬度方向.它是被測要素誤差變動及被檢測的方向.幾何公差帶的位置.對于定位公差以及對于多數(shù)跳動公差.由設計確定.與被測要素的實際狀況無關.可以稱為位置固定的公差帶.對于形狀公差、定向公差和少數(shù)跳動公差.公差項目本身并不規(guī)定公差帶的位置.其位置隨被測實際要素的形狀和有關尺寸的大小而改變.可以稱為位置浮動的公差帶.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

四、基準基準是用來定義公差帶的位置和/或方向或用來定義實體狀態(tài)的位置和/或方向的一個(組)方位要素.方位要素是指能確定要素方向和/或位置的點、線、面(ＧＢ/Ｔ１７８５１－２０１０).(１)單一基準.是指由單個要素構成、單獨作為基準使用的要素.如圖４－３所示以一條直線或一個平面作為基準、圖４－４所示以一個圓柱面的軸線作為基準.(２)公共基準.是指由兩個或兩個以上具有共線或共面關系的提取(實際)要素建立的獨立基準.又稱為公共基準.如圖４－５所示的基準是由兩段軸線建立的組合基準.以Ａ－Ｂ表示.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

(３)三基面體系.是指由三個互相垂直的基準平面所組成的基準體系.三基面體系的三個平面.是確定和測量零件上各要素幾何關系的起點.這三個基準平面按其功能要求.分別稱為第一、第二和第三基準平面.選重要的或大的平面作為第一基準.選次要或較長的平面作為第二基準.選最不重要的平面作為第三基準.應用三基面體系時.要特別注意基準的填寫順序.應按第一、第二和第三的順序在幾何公差框格內填寫.如果改變基準的填寫順序.就可能造成零件加工工藝(包括工裝)的改變.當然也會影響到零件的功能.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

２.基準的選擇選擇基準時.主要應根據(jù)設計要求.并兼顧基準統(tǒng)一原則和結構特征.一般可從下列幾方面來考慮.(１)設計時.應根據(jù)要素的功能要求及要素間的幾何關系來選擇基準.例如.對旋轉軸.通常都以與軸承配合的軸頸表面作為基準.或以軸心線作為基準.(２)從裝配關系方面考慮.應選擇零件相互配合、相互接觸的表面作為各自的基準.以保證零件的正確裝配.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

(３)從加工、測量角度考慮.應選擇在工夾量具中定位的相應要素作為基準.并考慮這些要素作為基準時應便于設計工夾量具.還應盡量使測量基準與設計基準統(tǒng)一.(４)當必須選取未經切削加工的鑄件、鍛件、焊接件等毛坯表面作為定位基準時.應選擇最穩(wěn)定的表面作為基準.或在基準要素上指定一些點、線、面(即基準目標)來建立基準.(５)當采用基準體系時.應從被測要素的使用要求出發(fā).認真考慮各基準要素的排列順序.通常應選擇對被測要素的使用性能影響最大的表面.或者選擇定位最穩(wěn)定的表面作為第一基準.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

五、幾何公差的標注國標規(guī)定.可以用文字說明和框格標注兩種方法在設計圖樣上來表達幾何公差.絕大多數(shù)情況下.只要所用加工方法能夠滿足相應的尺寸極限和表面結構(主要是表面粗糙度)的要求.其幾何公差就能夠滿足功能要求.此時.在圖樣上不逐一標注要素的幾何公差.只有對幾何公差有特殊要求時.才需要按照ＧＢ/Ｔ１１８２－２００８規(guī)定的方法.在設計圖樣上用幾何公差框格逐一加以標注.有時.某些要素的幾何公差不便于用規(guī)定的公差框格標注.也可以在零件圖樣的技術要求中用文字說明.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

１.幾何公差框格幾何公差框格由兩格或多于兩格組成.如圖４－７所示.自左至右各格內依次填寫以下內容:第一格(正方形).幾何特征符號.第二格(矩形).設計給出的幾何公差的數(shù)值(以毫米為單位)以及有關的符號.第三格及以后各格(正方形或矩形).在有需要時.用于填寫代表基準的字母(用一個字母表示單個基準或用幾個字母表示基準體系或公共基準).公差框格應水平或垂直繪制.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

２.被測要素的標注被測要素用帶指示箭頭的指引線與形位公差框格相連.指引線一般與框格一端的中部相連.如圖４－１１所示.標注時注意:(１)當被測要素為輪廓線或輪廓面時.指示箭頭應直接指向被測要素或其延長線上.并與其尺寸明顯錯開.(２)當被測要素是中心線、中心面或中心點時.指示箭頭應位于尺寸線的延長線上.(３)當被測要素是局部表面且在視圖上表現(xiàn)為輪廓線時.可用粗點畫線示出其規(guī)定的范圍.并將指示箭頭指向粗點畫線.(４)當被測要素是視圖上的局部表面時.指示箭頭可指向帶圓點的參考線.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

(５)一個公差框格可以用于具有相同幾何特征和公差值的若干個分離要素.(６)若干個分離要素給出單一公差帶時.可在公差框格內公差值的后面加注公共公差帶的符號ＣＺ.(７)對被測要素任意局部范圍內的幾何公差要求.將該局部范圍內的尺寸(長度、邊長或直徑)標注在公差框格內幾何公差值的后面.并用斜線將兩者隔開.表示圓柱面素線在任意１００ｍｍ長度范圍內的直線度公差為０.０５ｍｍ.(８)當被測要素為視圖上的整個輪廓線(面)時.應在指示箭頭的指引線的轉折處加注全周符號.上一頁下一頁返回第一節(jié)概述

３.基準要素的標注當對零件有與基準相關的幾何公差要求時.在圖上必須注明基準.基準用一個大寫的字母表示.字母標注在基準方格內.與一個涂黑的或空白的三角形相連.表示基準的字母還應標注在公差框格內.涂黑的和空白的基準三角形含義相同.如圖４－２０、圖４－２１所示.４.理論正確尺寸當給出一個或一組要素的位置、方向或輪廓度公差時.分別用來確定其理論正確位置、方向或輪廓的尺寸稱為理論正確尺寸(ＴＥＤ).ＴＥＤ也用于確定基準體系中各基準之間的方向、位置關系.ＴＥＤ沒有公差.并標注在一個方框中.如圖４－２６所示.上一頁返回第二節(jié)形狀公差一、形狀公差與公差帶形狀公差用形狀公差帶來表達.用以限制零件提取(實際)要素的變動范圍.形狀公差包括直線度、平面度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度等六項.形狀公差的特點是不涉及基準.其方向和位置隨實際要素不同而浮動.二、形狀誤差的評定若零件提取(實際)要素在形狀公差帶區(qū)域內變動.零件合格.若零件提取要素的變動范圍超出形狀公差帶區(qū)域.零件不合格.當被測要素與其擬合(理想)要素進行比較時.擬合要素的位置不同.評定的形狀誤差值也不同.評定形狀誤差符合國家規(guī)定.才能使評定結果唯一.下一頁返回第二節(jié)形狀公差

１.形狀誤差的評定準則———最小條件評定形狀誤差時.擬合要素的位置必須符合最小條件.所謂最小條件.是指評定時應使擬合要素與提取要素相接觸.并使被測提取(實際)要素對其擬合要素的最大變動量為最小.符合最小條件時.對被測提取(實際)要素評定所得值的誤差最小.２.形狀誤差的評定方法———最小區(qū)域法評定形狀誤差時.形狀誤差數(shù)值的大小可用最小包容區(qū)域(簡稱最小區(qū)域)的寬度ｆ或直徑ｄ表示.所謂最小區(qū)域.是指包容被測提取實際要素時.具有最小寬度ｆ或最小直徑ｄ的區(qū)域.最小區(qū)域的形狀應與公差帶的形狀一致.上一頁下一頁返回第二節(jié)形狀公差

最小區(qū)域法是評定形狀誤差的一個基本方法.因這時的擬合要素是符合最小條件的.顯然.按最小區(qū)域法評定的形狀誤差值為最小.可以最大限度地通過合格件.又由于符合最小條件的擬合要素是唯一的.按此方法評定的形狀誤差值也將是唯一的.所以.符合最小條件不僅是確定擬合要素位置的原則.也是評定形狀誤差的基本原則.上一頁返回第三節(jié)線輪廓度公差和面輪廓度公差當無基準要求時.線輪廓度和面輪廓度公差屬于形狀公差.其公差帶的形狀由理論正確尺寸確定.公差帶的位置是浮動的.當有基準要求時.屬于方向公差或位置公差.公差帶的形狀和位置由理論正確尺寸和基準確定.公差帶的位置是固定的.線輪廓度和面輪廓度公差帶的定義、標注和解釋具體見表４－４.下一頁返回第四節(jié)方向公差方向公差及公差帶方向公差是提取(實際)被測要素對具有確定方向的擬合要素(理想要素)的允許變動量.用于限制被測要素對基準在指定方向上的變動.除了線輪廓度和面輪廓度.它還包括平行度、垂直度、傾斜度等三項.擬合要素的方向由基準及理論正確尺寸(角度)確定.當理論正確角度為０°時.稱為平行度公差.理論正確角度為９０°時.稱為垂直度公差.理論正確角度為其他任意角度時.稱為傾斜度公差.下一頁返回第四節(jié)方向公差方向公差帶的特點:(１)方向公差帶相對于基準有方向要求.在滿足方向要求的前提下.方向公差帶的位置可以浮動.(２)方向公差帶能綜合控制被測要素形狀公差.當對某一被測要素給出方向公差后.通常不再對該要素給出形狀公差.如果在功能上需要對形狀公差有進一步的要求.則可同時給出形狀公差.形狀公差值一定小于方向公差值.二、方向公差項目及含義平行度、垂直度、傾斜度等方向公差都有面對面、線對線、面對線和線對面幾種情況.上一頁返回第五節(jié)位置公差一、位置公差及公差帶位置公差是關聯(lián)提取(實際)被測要素對具有確定位置的擬合要素(理想要素)的允許變動量.擬合要素的位置由基準及理論正確尺寸確定.位置公差帶具有以下特點:(１)位置公差帶相對于基準有確定的位置要求.方向要求包含在位置要求之中.位置公差帶相對于基準的尺寸為理論正確尺寸.下一頁返回第五節(jié)位置公差(２)位置公差帶具有綜合控制被測要素的位置、方向和形狀的功能.當對某一被測要素給出位置公差后.通常不再對該要素給出方向和形狀公差.如果在功能上對方向和形狀有進一步的要求.則可同時給出方向或形狀公差.但其數(shù)值應小于方向公差值.二、位置公差項目及含義根據(jù)被測要素對基準要素的給定位置關系不同.除了線輪廓度、面輪廓度.位置公差還有同心度、同軸度、對稱度、位置度等項目.上一頁返回第六節(jié)跳動公差一、跳動公差及公差帶跳動公差是以測量方法為依據(jù)規(guī)定的公差項目.用于綜合限制被測要素的幾何誤差.跳動公差與其他幾何公差相比有其顯著的特點:(１)跳動公差帶相對于基準軸線有確定的位置.(２)跳動公差帶可以綜合控制被測要素的位置、方向和形狀.二、跳動公差項目及含義跳動公差分為圓跳動和全跳動.跳動公差的公差項目和含義見表４－７.下一頁返回第七節(jié)公差原則對于一個零件.尺寸公差用于限制尺寸誤差.幾何(形狀、方向、位置、跳動)公差用于限制零件的幾何誤差.為了保證設計要求.正確判斷零件是否合格.必須明確如何處理兩者之間的關系.所謂公差原則.就是處理尺寸公差和幾何公差之間關系的規(guī)定.國家標準ＧＢ/Ｔ４２４９－２００９?產品幾何技術規(guī)范(ＧＰＳ)公差原則?規(guī)定了幾何公差與尺寸公差之間的關系.按幾何公差與尺寸公差有無關系.公差原則分為獨立原則和相關原則.相關原則又分為包容要求、最大實體要求和最小實體要求.獨立要求是圖樣上給定的尺寸公差、幾何公差要求相互無關的公差原則.相關原則是圖樣上給定的尺寸公差、幾何公差相互有關的原則.下一頁返回第七節(jié)公差原則一、有關公差原則的術語和定義１.最大實體狀態(tài)(ＭＭＣ)及最大實體尺寸(ＭＭＳ)孔或軸具有允許的材料量為最多時的狀態(tài).稱為最大實體狀態(tài).在此狀態(tài)下的極限尺寸稱為最大實體尺寸.對于軸它是上極限尺寸.對于孔它是下極限尺寸.２.最小實體狀態(tài)(ＬＭＣ)及最小實體尺寸(ＬＭＳ)孔或軸具有允許的材料量為最少時的狀態(tài).稱為最小實體狀態(tài).在此狀態(tài)下的極限尺寸稱為最小實體尺寸.對于軸它是下極限尺寸.對于孔它是上極限尺寸.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則３.最大實體實效尺寸(ＭＭＶＳ)、最大實體實效狀態(tài)(ＭＭＶＣ)、最大實體實效邊界(ＭＭＶＢ)最大實體實效尺寸是最大實體尺寸與幾何公差(形狀、方向或位置)共同作用產生的尺寸.對于外尺寸.ＭＭＶＳ＝ＭＭＳ＋幾何公差.對于內尺寸.ＭＭＶＳ＝ＭＭＳ－幾何公差.當尺寸要素為最大實體實效尺寸時的狀態(tài)被稱為最大實體實效狀態(tài).最大實體實效狀態(tài)對應的極限包容面稱之為最大實體實效邊界.４.最小實體實效尺寸(ＬＭＶＳ)、最小實體實效狀態(tài)(ＬＭＶＣ)、最小實體實效邊界(ＬＭＶＢ)上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則最小實體實效尺寸是最小實體尺寸與幾何公差(形狀、方向或位置)共同作用產生的尺寸.對于外尺寸.ＬＭＶＳ＝ＬＭＳ－幾何公差.對于內尺寸.ＬＭＶＳ＝ＬＭＳ＋幾何公差.當尺寸要素為最小實體實效尺寸時的狀態(tài)被稱為最小實體實效狀態(tài).最小實體實效狀態(tài)對應的極限包容面稱之為最小實體實效邊界.二、獨立原則１.含義及標注獨立原則是指圖樣上給定的尺寸和幾何要求均是獨立的.應分別滿足要求.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則適用獨立原則時.在圖樣上不必標注任何特殊符號.２.特點(１)給出的尺寸公差僅控制要素的局部尺寸.不控制幾何誤差.(２)給出的幾何公差為定值.不隨要素的提取組成要素的局部尺寸的變化而變化.如圖４－２８所示.圖樣上注出的尺寸公差僅限制軸的提取組成要素的局部尺寸.即不管軸線如何彎曲.軸的各提取組成要素的局部尺寸只能在?１９.９７９~?２０ｍｍ范圍內.同理.不論軸的提取組成要素的局部尺寸如何變動.軸線的直線度誤差不允許大于?０.０１ｍｍ.可見在獨立原則中.尺寸公差和幾何公差分別各自獨立地控制被測要素的尺寸誤差和幾何誤差.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則三、包容要求１.含義及標注包容要求僅適用于單一要素.是借助尺寸控制形狀誤差的一種相關要求.要求提取組成要素必須遵守由尺寸公差形成的最大實體邊界這一規(guī)定.包容要求同時規(guī)定.采用包容要求的單一要素.其提取組成要素的局部尺寸不得超出最小實體尺寸.單一要素采用包容要求時.應在其尺寸極限偏差或公差帶代號之后加注包容要求符號“”.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則２.特點(１)提取組成要素的體外作用尺寸不得超出最大實體尺寸.(２)提取組成要素的局部尺寸在最大實體尺寸和最小實體尺寸之間.(３)當提取組成要素的尺寸處處為最大實體尺寸時.形狀誤差等于零.(４)當提取組成要素的尺寸偏離最大實體尺寸時.其偏離量可補償給形狀誤差.如圖４－２９所示.圖中圓柱實際表面必須在最大實體邊界內.該邊界的尺寸為最大實體尺寸?１５０ｍｍ.其提取圓柱面的局部尺寸不得小于?１４９.９６ｍｍ.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則當軸的提取圓柱面的局部尺寸處處為?１５０ｍｍ時.直線度誤差為零.當軸的提取圓柱面的尺寸處處為?１４９.９６ｍｍ時.允許軸具有?０.０４ｍｍ的直線度誤差.四、最大實體要求最大實體要求是指尺寸要素的非理想要素不得違反其最大實體實效狀態(tài)(ＭＭＶＣ)的一種尺寸要素要求.也即尺寸要素的非理想要素不得超越其最大實體實效邊界(ＭＭＶＢ)的一種尺寸要素要求.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則１.標注(１)最大實體要求應用于注有公差的要素時.在圖樣上用符號M標注在導出要素的幾何公差值之后.如圖４－３０(ａ)、圖４－３１(ａ)所示.最大實體要求應用于基準要素時.在圖樣上用符號M標注在基準字母之后.如圖４－３２(ａ)所示.２.規(guī)定(１)最大實體要求(ＭＭＲ)用于注有公差的要素時.對尺寸要素的表面有如下規(guī)定:①注有公差的提取組成要素的局部尺寸要求界于最大實體尺寸和最小實體尺寸之間.上一頁下一頁返回第七節(jié)公差原則②注有公差的提取組成要素不得違反其最大實體實效狀態(tài)(ＭＭＶＣ)或其最大實體實效邊界(ＭＭＶＢ).(２)最大實體要求(ＭＭＲ)用于基準要素時.有如下規(guī)定:①基準要素的提取組成要素不得違反基準要素的最大實體實效狀態(tài)(ＭＭＶＣ)或最大實體實效邊界(ＭＭＶＢ).②當基準要素的導出要素沒有標注幾何公差要求.或者注有幾何公差但其后沒有符號M時.基準要素的最大實體實效尺寸(ＭＭＶＳ)為最大實體尺寸(ＭＭＳ).③當基準要素的導出要素注有形狀公差.且其注有符號M時.基準要素的最大實體實效尺寸由最大實體尺寸(ＭＭＳ)加上(對外部要素)或減去(對內部要素)該形狀公差值.上一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用幾何(形狀、方向、位置)公差的選用包括特征項目、公差原則、基準要素和公差數(shù)值四個方面.對于用一般加工工藝能達到的幾何公差要求的要素應采用未注公差.一、幾何公差特征項目的選用選擇幾何公差項目時.在保證零件使用功能的前提下.應盡量減少幾何公差項目的數(shù)量.并盡量簡化控制形位誤差的方法.下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

１.考慮幾何特征和功能要求從零件在加工過程中產生幾何誤差的可能性出發(fā).幾何特征不同.幾何誤差則不同.如對圓柱形零件可選擇圓度、圓柱度、軸線的直線度、素線的直線度等.平面零件可選擇平面度、直線度等.還應考慮零件的功能要求.例如.機床導軌的直線度誤差影響機床移動部件的運動精度.應對機床導軌規(guī)定直線度公差.減速箱各軸承孔軸線間的平行度誤差會影響齒輪的嚙合精度和齒側間隙的均勻性.可對箱體軸承孔的軸線規(guī)定平行度公差.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

２.減少檢測項目在十四個形位公差項目中.圓度、直線度、平面度等是屬于單項控制的公差項目.圓柱度、位置度等是屬于綜合控制的公差項目.選擇幾何公差項目時.應該盡量選擇綜合控制的公差項目.以減少圖樣標注和減少相應的檢測項目.３.避免重復標注如果需要在同一要素上標注幾個幾何公差項目.則應認真分析.避免重復標注.例如.若標注了綜合性項目.則不再標注相關單項項目.若標注了圓柱度公差.則不再標注圓度公差.若標注了位置度公差.則不再標注垂直度公差等.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

４.考慮檢測的方便性和經濟性.應根據(jù)現(xiàn)場的檢測條件來考慮幾何公差項目的選擇.如用徑向圓跳動或徑向全跳動可代替同軸度.用端面圓跳動或端面全跳動可代替端面對軸線的垂直度.用圓度和素線直線度及平行度可代替圓柱度.用全跳動代替圓柱度等.但應注意.在標注跳動公差項目時.給定的跳動公差值應適當加大.以免要求過嚴.５.參考專業(yè)標準確定幾何公差項目要參照有關專業(yè)標準的規(guī)定.例如.與滾動軸承相配合的孔與軸應當標哪些幾何公差項目.在軸承有關標準中已有規(guī)定.其他如單鍵、花鍵、齒輪等專業(yè)標準.對它們的幾何公差項目也都有相應要求和規(guī)定.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

二、公差原則的選用選擇公差原則時.應根據(jù)被測要素的功能要求.充分考慮公差項目的職能和采取該種公差原則的經濟可行性.１.獨立原則應用場合(１)對尺寸公差無嚴格要求.對幾何公差有較高要求的場合.如印刷機滾筒的圓柱度誤差對印刷質量有重要的影響.而滾筒直徑尺寸誤差要求不高.這時可采用獨立原則對圓柱度誤差加以限定.對直徑采用一般公差.以達到最佳經濟效益.(２)尺寸公差和幾何公差需要分別滿足不同功能不同的場合如齒輪箱上孔的尺寸公差應滿足與軸承的配合要求.而和其他孔的位置公差應滿足齒輪的嚙合要求.這時應遵守獨立原則.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

(３)零件上的未注公差均遵守獨立原則.２.包容要求的應用場合常常用于要求嚴格保證配合性質的場合.當采用包容要求時.由于遵守最大實體邊界.可以保證最小的間隙或最大過盈.３.最大實體原則應用場合(１)主要用于保證可裝配性的場合.采用最大實體要求.遵守最大實體實效邊界.一定條件下擴大了形位公差.提高了零件合格率.例如用于螺栓通孔的位置度公差.(２)用于零件尺寸精度和幾何公差要求較低、配合性質要求不嚴的情況.最大實體要求允許的最大幾何誤差等于圖上給定的幾何公差與尺寸公差之和.因此尺寸精度不高.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

三、基準要素的選用在確定選擇幾何公差項目時.如果涉及基準.基準的選擇可以從以下幾個方面來考慮:(１)從設計方面.考慮選用零件在機器中定位的結合面作為基準.例如.箱體的底平面和側面、盤類零件的軸線、回轉零件的支承軸徑或支承孔等.(２)從加工方面.選用零件加工時在工裝夾具中的定位基準或加工比較精確的表面作為基準.以減少制造誤差.(３)從測量方面.應考慮到方便測量或零件在計量器具中定位的基準為基準.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

(４)盡量使設計、加工和檢驗的基準相統(tǒng)一.四、公差數(shù)值的選用幾何公差國家標準將幾何公差值分為注出公差和未注公差兩類.１.幾何公差的注出公差數(shù)值國標ＧＢ/Ｔ１１８４－１９９６中.幾何公差的等級中.１２級精度最低.幾何公差值最大.確定幾何公差值的總原則是:在滿足零件功能要求的前提下.選取最經濟的公差值.２.幾何公差未注公差值對于直線度、平面度、垂直度、對稱度和圓跳動的未注公差.國家標準中規(guī)定了Ｈ、Ｋ、Ｌ三個公差等級.選用時應的技術要求中注出標準號及公差等級代號.如:“未注形位公差按ＧＢ/Ｔ1184－Ｈ”.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

３.幾何公差值的選用方法在確定被測要素的形位公差等級和公差數(shù)值時.還應考慮以下幾個問題:(１)考慮零件的結構特點和加工難易程度.對于如細長軸或寬度較大的平面.由于加工困難容易產生較大的幾何誤差.在滿足零件功能要求的前提下可適當降低１~２級的公差等級.(２)考慮形狀公差與表面粗糙度的關系.一般情況下.表面粗糙度Ｒａ數(shù)值約為形狀公差的０.２－０.３倍.對于高精度及小尺寸零件.Ｒａ數(shù)值約為形狀公差的０.５~０.７倍.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

(３)考慮形狀公差.方向、位置、跳動公差和尺寸公差的關系.一般情況下.粗糙度數(shù)值、形狀公差、定向公差值、定位公差值及尺寸公差應依次增大.(４)凡是在各種專業(yè)標準中已對幾何公差作出相關規(guī)定的.如與滾動軸承相配的軸和殼體孔的圓柱度公差、機床導軌的直線度公差、齒輪箱體孔的軸心線平行度公差等.都應按照有關專業(yè)標準的相應規(guī)定執(zhí)行.(５)對于位置度.國家標準只規(guī)定了公差值數(shù)系.例如用螺栓或螺釘連接兩個或兩個以上零件孔組的各孔位置度公差ｔ.可根據(jù)螺栓或螺釘與孔間的最小間隙Ｘｍｉｎ確定.上一頁下一頁返回第八節(jié)幾何公差的選用

用螺栓連接時.被連接零件上的孔均為通孔.位置度公差ｔ＝Ｘｍｉｎ(４－１)如用螺釘連接時.被連接零件中有一個零件上的孔是螺紋.而其余零件上的孔都是通孔.位置度公差ｔ＝０.５Ｘｍｉｎ(４－２)上一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測一、幾何誤差的檢測原則幾何誤差項目很多.為了能正確地測量幾何誤差.便于選擇合理的檢測方案.國家標準規(guī)定了幾何誤差的五種檢測原則.這些檢測原則是各種檢測方法的概括.可以按照這些原則.根據(jù)被測對象的特點和有關條件.選擇最合理的檢測方案.也可以根據(jù)這些檢測原則.采用其他的檢測方法和測量裝置.１.與理想要素比較原則將被測實際要素與理想要素相比較.在比較過程中獲得數(shù)據(jù).由這些數(shù)據(jù)來評定幾何誤差.大多數(shù)幾何誤差的檢測都應用這個原則.理想要素用模擬法獲得.模擬理想要素的形狀.必須有足夠的精度.下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

可用實物體現(xiàn)理想要素.如刀口尺的刃口、平尺的工作面、拉緊的鋼絲可作為理想直線.平臺和平臺的工作面可作為理想平面.樣板可作為某特定理想曲線等.理想要素還可用一束光、水平面或運動軌跡來體現(xiàn).如圖４－３３為用刀口尺測量直線度誤差.刃口可作為理想直線.被測要素與之相比較.根據(jù)光隙的大小判斷直線度誤差.２.測量坐標值原則測量被測實際要素的坐標值(如直角坐標值、極坐標值、圓柱面坐標值).并經數(shù)據(jù)處理獲得形位誤差值.在輪廓度和位置度誤差測量中應用廣泛.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

３.測量特征參數(shù)原則測量被測要素上具有代表性的參數(shù)(即特征參數(shù))來表示幾何誤差值.按特征參數(shù)的變動量所確定的幾何誤差值是近似值.在實際生產中易于實現(xiàn).應用普遍.如用兩點法測量圓度誤差.在一個橫截面的幾個方向上測量直徑.取最大值和最小值之差的１/２作為該截面的圓度誤差.如圖４－３５所示.４.測量跳動原則在被測實際要素繞基準軸線回轉的過程中.沿給定方向或線測量所得的變動量.變動量是指示器最大與最小讀數(shù)之差.如圖４－３６所示.采用測量跳動原則進行跳動測量.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

５.控制實效邊界原則檢驗被測要素是否超過實效邊界.以判斷被測要素合格與否.作此判斷的有效方法是使用光滑極限量規(guī).如圖４－３７所示.用綜合量規(guī)檢驗同軸度誤差.同軸度公差按最大實體原則標注.若零件被綜合量規(guī)通過.則合格.二、幾何誤差的檢測方法１.直線度誤差的測量(１)光隙法上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

光隙法適用于磨削或研磨的較短表面的直線度誤差的測量.理想要素用刀口尺、平尺、平板等實物來體現(xiàn).如圖４－３８(ａ)所示.測量時把刀口作為理想要素.將其與被測表面貼切.使兩者之間的最大間隙為最小.此最大間隙.就是被測要素的直線度誤差.當光隙較小時.可按標準光隙估讀間隙大小.當光隙較大(大于３０μｍ)時.則可借助厚薄規(guī)(塞規(guī))進行測量.標準光隙的獲得如圖４－３８(ｂ)所示.標準光隙可由量塊、刀口尺和平面平晶(或精密平板)組合而成.標準光隙的大小.可借助于光線通過狹縫時所呈現(xiàn)的不同的顏色來鑒別.標準光隙的顏色與光隙大小的對應關系.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

(２)指示表法指示表法用于測量圓柱體素線或軸線的直線度誤差.如圖４－３９所示.將被測零件用兩兩頂尖頂住.在被測零件的上、下素線處分別放置兩個指示表.在通過被測零件軸線的鉛垂面內同步移動指示表.沿圓柱體的素線按圖４－３９所示進行測量.記錄兩指示表在各測點處的對應讀數(shù)Ｍ１、Ｍ２.轉動被測零件進行多次測量.取各截面上的Ｍ１－Ｍ２/２中的最大值作為該截面軸線的直線度誤差.取其中最大的誤差值作為被測零件軸線的直線度誤差.(３)節(jié)距法節(jié)距法適用于較長零件表面的測量.測量時.將被測長度按一定的跨距分成首尾相接的小段.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

用儀器測出每段后點對前點的相對讀數(shù).最后通過數(shù)據(jù)處理方法求出直線度誤差.節(jié)距法常用的測量儀器為水平儀、自準直儀等.如用合水平儀測量導軌的直線度誤差.各點讀數(shù)見表４－２０.計算出各點相對于零點的差值.即各點的累積值.作出誤差曲線.按最小包容區(qū)域法求得直線度誤差.如圖４－４０所示.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

２.平面度誤差的測量平面度誤差的測量方法常用的有干涉法和指示表法.如圖４－４１(ａ)是用指示表測量.將被測零件支承在平板上.將被測平面上兩對角線的角點調成等高.或將最遠的三點調成與測量平板等高.按一定布點規(guī)律測量被測表面.指示表上最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為該平面的平面度誤差近似值.圖４－４１(ｂ)是用干涉法測量.將平面平晶緊貼在被測平面上.根據(jù)所產生的干涉條紋數(shù).經過計算可得到平面度誤差值.此方法適用于小平面的高精度測量.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

３.圓度誤差的測量圓度誤差可在專用儀器如圓度儀、坐標測量機上測量.也可在普通的常用儀器上進行測量.(１)圓度儀測量法如圖４－４２所示.圓度儀上的回轉軸１帶著傳感器２轉動.使傳感器上的測頭３沿零件的被測表面回轉一圈.測頭的徑向位移由傳感器轉變?yōu)殡娦盘?經放大器６放大.通過記錄器７在轉盤５的坐標紙上描繪出被測表面的實際輪廓.然后按最小包容區(qū)域法求出圓度誤差.按上述方法測量若干個截面.取其中最大的誤差值作為該零件的圓度誤差.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

(２)兩點法兩點法測量是用游標卡尺、千分尺或比較儀等通用量具測出同一徑向截面中的最大直徑變動量.此變動量的一半就是該截面的圓度誤差.測量多個徑向截面.取其中的最大值作為被測零件的圓度誤差.此方法適用于測量偶數(shù)棱圓的圓度誤差.(３)三點法如圖４－４３所示.被測件１放在Ｖ形塊３上回轉一周.指示表２的最大與最小讀數(shù)之差反映了該測量截面的圓度誤差.重復測量若干個截面.取其中最大的誤差值作為被測零件的圓度誤差.此方法適用于奇數(shù)棱圓圓度誤差的測量.上一頁下一頁返回第九節(jié)幾何誤差的檢測

４.平行度誤差的測量如圖４－４４所示.測量面對面的平行度誤差.測量時以平板體現(xiàn)基準.指示表在整個被測表面上的最大與最小讀數(shù)之差即是平行度誤差.如圖４－４５所示測量線對面的平行度誤差.測量時以平板１體現(xiàn)基準.以心軸４模擬被測件３孔的軸心線.在長度Ｌ１兩端點處用指示表２測量.設測得的最大、最小讀數(shù)之差為ａ.則在給定長度Ｌ內的平行度誤差為:上一頁