形位公差及其误差检测

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§3.3 位置公差
一、定向公差与公差带
定向公差是指关联实际被测要素对其理想要素的允许变动量，其理想 要素的方向由基准及理论正确尺寸(角度)确定。定向公差包括平行度公 差、垂直度公差和倾斜度公差三项。当理论正确角度为0。时，称为平 行度公差;为90。时，称为垂直度公差;为其他任意角度时，称为倾斜度 公差。它们都有面对面、线对线、面对线和线对面几种情况。典型定向 公差带的定义、标注示例和解释见表3-6。
二、定位公差与公差带
定位公差是关联实际被测要素对其理想要素的允许变动量，其理想要
素的位置由基准及理论正确尺寸(长度或角度)确定。定位公差包括同轴
度公差、对称度公差和位置度公差三项。同轴度公差的论正确尺寸为零，
被测要素与基准要素均为中心要素。典型定位公差带的定义、标注示例
和解释见表3-7。
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§ 3.1 概述
如平面磨床的工作台，常要求其表面呈凸状，以便于磨损后仍能正常 工作;又如密封表面，常要求呈凹状，以便储存密封介质;另外对于某 些圆柱体，常会因配合或装配的需要，要求其实际要素由一端向另一 端逐步减小或增大。对于被测要素有上述限制要求时，应采用表3 -2 给出的标注方法。
四、形位公差带
形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。这个区域可以是平
面区域或空间区域。只要被测要素完全落在给定的公差带内，就表示
该被测要素的形状和位置符合要求。
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§ 3.1 概述
形位公差带具有形状、大小、方向和位置四要素。 公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征项口所确定。
第三章 形位公差及其误差检测
§3. 1 概述 §3. 2 形状公差 §3. 3 位置公差 §3. 4 公差原则 §3. 5 形位公差的选用 §3.6 形位误差的检测
第三章 形位公差及其误差检测
零件在机械加工过程中由于受到机床夹具、刀具及工艺操作等因
素的影响，将会产生形状误差和位置误差(简称形位误差)。形位
要求的要素，是检测的对象。 (2)基准要素。基准要素是用来确定被测要素方向或(和)位置
的要素。基准要素应具有理想状态，理想的基准要素简称基准。 4.按功能关系分类 (1)单一要素。单一要素是指仅对要素本身提出功能要求而给
出形状公差的要素。 (2)关联要素。关联要素是指相对于基准要素有功能要求而给
出位置公差的要素。
跳动公差带具有如下特点:
(1)跳动公差带有形状和大小的要求，还有方向和位置的要求，
即公差带相对于基准轴线有确定的方向和位置。
(2)跳动公差带能综合控制同一被测要素的方向、位置和形状。
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§3.3 位置公差
三、跳动公差与公差带
跳动公差是按特定的测量方法定义的位置公差项口，它是被测要
素在无轴向移动的条件下绕基准轴线回转过程中所允许的最大跳动量，
也就是指示器在给定的测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示
值之差的允许值。所谓测量方向是指指示器测杆轴线相对基准轴线的
方向。
根据测量方向，跳动分为径向跳动(测杆轴线与基准轴线垂直且相
零件时，必须根据零件的功能要求和制造的经济性，在零件图样
上给出形状公差和位置公差(简称形位公差)，以限制零件加工时
产生的形位误差。
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§ห้องสมุดไป่ตู้3.1 概述
一、零件几何要素及其分类
形位公差的研究对象是机械零件的几何要素(简称要素)，对 零件进行形位误差的控制就是对零件的几何要素的形状和位置误 差予以控制。几何要素是指构成零件几何特征的点(圆心、球心、 中心点、交点)、线(素线、轴线、中心线、引线、曲线)和面(平 面、中心平面、圆柱面、圆锥面、球面、曲面)，如图3-1所示。
为了研究形位公差和形位误差，可从不同的角度对几何要素 进行分类。
1.按结构特征分类
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§ 3.1 概述
(1)轮廓要素。轮廓要素是指构成零件外形的点、线、面各要 素，如图3-1中的球面、圆锥面、圆柱面、平面和圆锥面、圆柱 面的素线以及圆锥顶点。 (2)中心要素。中心要素是指轮廓要素对称中心所表示的点、线、 面各要素，如图3-1中的圆柱面的轴线、球面的球心。
全跳动是控制整个被测要素在连续测量时相对于基准轴线的跳动 量(测量时，被测要素连续回转且指示器作直线移动)。全跳动有径 向全跳动和端面全跳动两种。
跳动公差涉及的被测要素为圆柱面、端平面和圆锥面等轮廓要素， 而涉及的基准要素为轴线。典型跳动公差带的定义、标注示例和解 释见表3-8。
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§3.3 位置公差
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§ 3.1 概述
因此，标有基准的形位公差(位置公差)，其公差带的方向或位置一般 是固定的;未标基准的形位公差(形状公差)，其公差带的方向和位置一 般是浮动的。
五、基准
确定被测要素的方向、位置的参考对象称为基准。由于零件上的实
际要素存在形状误差，必须以其理想要素作为基准。设计时，在图样
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§ 3.1 概述
(2)当被测要素或基准要素涉及轴线、中心平面时，指引线的箭头 或基准符号应与该要素的尺寸线对齐(如图3-4所示)。
(3)当被测要素或基准要素指向实际表面时，其标注方法见图3-5。 (4)当几个表面有相同数值的公差要求时，其标注方法见图3-6。 (5)全周符号。若轮廓度公差适用于横截面内整个外轮廓线或外轮 廓面，应采用全周符号(如图3-7所示)。 (6)对被测要素的形状和方向进一步限制时的标注方法。在一般情 况下，实际被测要素只要不超出公差带，可以呈任何形状和任何方向。 但有时由于功能需要，需限制一些被测要素的实际形状和实际方向。
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§ 3.1 概述
三、形位公差的标注方法
1.形位公差框格
形位公差在图样上用框格的形式标注，形位公差框格有两格
或多格等形式，两格的一般用于形状公差，多格的一般用于位置
公差。按规定，公差框格在图样上一般为水平放置，当受到地方
限制时，也允许将框格垂直放置，如图3-2所示。
(1)水平放置的公差框格，框格中的内容从左到右顺序填写:公
交)、端面跳动(测杆轴线与基准轴线平行)和斜向跳动(测杆轴线与
基准轴线倾斜某一角度且相交)三种。
跳动公差有两个项口:圆跳动和全跳动。
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§3.3 位置公差
圆跳动是控制被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量 (测量时，被测要素回转一周，而指示器的位置固定)。圆跳动有径 向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动三种。
控制点、线、面的常用公差带有11种形式，如表3-3所示。 形位公差带的大小以公差带的宽度或直径表示，是由所给定的形位
公差值决定的。 形位公差带的方向和位置可以是浮动的，也可以是固定的。如果公
差带的方向或位置随实际被测要素的变动而变动，没有对其他要素保 持一定几何关系的要求，这时公差带的方向和位置是浮动的;若形位公 差带的方向或位置必须和基准要素保持一定的几何关系，则就是固定 的。
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§3.2 形状公差
一、形状公差与公差带
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差 带是限制实际被测要素变动的一个区域，只能控制被测要素的形状误 差。形状公差有四个项口:直线度、平面度、圆度和圆柱度。被测要 素有直线、平面和圆柱面。典型的形状公差带见表3-4。 形状公差带的特点是不涉及基准，其方向和位置随实际被测要素不同 而浮动。也就是说，形状公差带只有形状和大小的要求，没有方向和 位置的要求。
2.按存在状态分类 (1)实际要素。实际要素是指零件上实际存在的要素。在评定 形位误差时，通常用测量得到的要素代替实际要素。 (2)理想要素。理想要素是指具有几何意义的要素，它们不存 在任何误差。机械零件图上表示的要素均为理想要素。
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§ 3.1 概述
3.按所处地位分类 (1)被测要素。被测要素是指图样上给出形状或(和)位置公差
重要的平面作为第三基准C。
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§ 3.1 概述
三基面体系中，每一个平面都是基准平面，每两个基准平面的交线 构成基准轴线，三轴线的交点构成基准点。由此可见，单一基准或 基准轴线均可从三基面体系中得到。例如，单一基准平面就是三基 面体系中的一个基准平面，基准轴线就是三基面体系中两个基准面 的交线。
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§3.2 形状公差
二、轮廓度公差与公差带
轮廓度公差有两个项口:线轮廓度和面轮廓度。被测要素有曲线和 曲面。轮廓度公差无基准要求时为形状公差，有基准要求时(轮廓形 状借助于基准方可得出)为位置公差。轮廓度公差带的定义、标注示 例和解释见表3-5。
轮廓度公差带的特点是无基准要求时，其公差带的形状只由理论 正确尺寸确定，其位置是浮动的;有基准要求时，其公差带的形状由 理论正确尺寸和基准共同确定，公差带的位置是固定的。
误差会影响机械零件的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封
性、耐磨性、噪声和使用寿命等，因而影响着该零件的质量和互
换性。例如，光滑圆柱形零件的形状误差会使其配合间隙不均匀，
局部磨损加快，降低工作寿命和运动精度等;机床工作表面的直
线度、平面度不好，将影响机床刀架的运动精度，进而影响产品
的加工质量。为了保证机械产品的质量和零件的互换性，在设计
上标出的基准一般可分为以下三种:
（1）单一基准。由一个要素建立的基准称为单一基准。如一个平
面、一根轴线均可建立基准。
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§ 3.1 概述
如图3-8所示为由一个平面A建立的基准。
(2)组合基准(公共基准)。由两个或两个以上的同类要素所建立的
一个独立的基准称为组合基准或公共基准。如图3-9所示，径向圆跳
(3)单一基准由一个字母表示，公共基准采用由横线隔开的两 个字母表示;基准体系由两个或三个字母表示，按基准先后顺序 从左到右依次排列，分别为第一基准，第二基准和第三基准。
2.被测要素和基准要素的标注 (1)当被测要素或基准要素涉及轮廓线或表面时，指引线的箭 头或基准符号应置于被测要素的轮廓线或其延长线上，并与尺寸 线明显错开(如图3-3所示)。
动误差的基准是由两段轴线建立的组合基准A-B，它应当是包容两实
际轴线的理想圆柱的轴线。
(3)三基面体系。由三个互相垂直的平面所构成的基准体系称为三
基面体系。如图3-10所示，三个互相垂直的平面A, B, C都是基准平
面。应用三基面体系时，应注意基准的标注顺序，应选最重要的或最
大的平面作为第一基准A，选次要或较长的平面作为第二基准B，选不
§3.3 位置公差
定位公差特征项口中，同轴度公差涉及的要素是圆柱面和圆锥面的轴线; 对称度公差涉及的要素是中心平面和轴线(或中心直线);位置度公差涉及 的要素有点、线、面，而涉及的基准要素通常为线和面。
定位公差带具有如下特点: (1)定位公差带相对于基准具有确定的位置，公差带的位置由基准和理 论正确尺寸确定。同轴度和对称度的理论正确尺寸为零，图上省略不注。 (2)定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。在满 足使用要求的前提下，对被测要素给出定位公差后，通常对该要素不再给 出定向公差和形状公差。如果需要对方向和形状有进一步要求时，则可另 行给出定向公差或(和)形状公差，但其数值应小于定位公差值。
定向公差带具有如下特点: (1)定向公差带相对于基准有确定的方向，而位置往往是浮动的。
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§3.3 位置公差
(2)定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。在保证 使用要求的前提下，对被测要素给出定向公差后，通常不再对该要素提 出形状公差要求。需要对被测要素的形状有进一步要求时，可再给出形 状公差，且形状公差值应小于定向公差值。
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§ 3.1 概述
应当指出，基准要素按本身功能要求可以是单一要素或关联要素。
二、形位公差特征项目及其符号
按国家标准GB/T 1182-1996《形状和位置公差通则、定 义、符号和图样表示方法》的规定，形位公差特征项口有14个， 其中形状公差4个，形状或位置公差2个，位置公差8个，位置公 差包括定向公差、定位公差和跳动公差三类。形位公差的特征项 口和符号如表3-1所列。
差特征符号;公差值和有关符号;基准字母和有关符号;竖直放置的
公差框格，框格
中的内容从下到上顺序填写:公差特征符号;公差值和有关符号;基
准字母和有关符号。
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§ 3.1 概述
(2)代表基准的字母(包括基准符号圆圈中的字母)用大写英文 字母(为不引起误解，其中E,1, J, M, 0, P, L, R, F不用)表示。