形状和位置公差检测课件
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形位公差(U型公差解释在63页)精品PPT课件
3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类
被测 要素ຫໍສະໝຸດ 0.05 A基准 要素
A
第三章 形状和位置公差
4.按功能关系分类
(1）单一要素
仅对其本身给出形状公差要求的要素。
(2）关联要素
对其他要素有功能关系的要素， 即规定位置公差的要素
。 关联要素
0.03 A
单一要素
0.02 A
第三章 形状和位置公差
3.1.2 形位公差的特征项目和符号
按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形 位公差时，应采用代号标注。无法采用代号标注 时，允许在技术条件中用文字加以说明。形位公 差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准 符号以及其他有关符号构成了形位公差的代号。
第三章 形状和位置公差
3.1.3 形位公差的标注
注出形位公差在图样上的用形位公差框格、框格指引线和基 准符号表示：
第三章 形状和位置公差
3.1.1 零件的几何要素及分类
形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线 、面，统称为几何要素，简称要素。如图3-3所示的零件 ，可以分解成球面、球心、中心线、圆锥面、端平面、圆 柱面、圆锥顶点(锥顶)、素线、轴线等要素。
第三章 形状和位置公差 3.1.1 零件的几何要素及分类
0.004
0.05 A
A
ø40j6
ø
ø
第三章 形状和位置公差
1）形位公差框格
规则１：水平放置 从左到右 项目符号 公差值 基准符号 其他附加符号 规则２：竖直放置 从下到上项目符号 公差值 基准符号 其他附加符号
形状公差框----两格， 位置公差框----三～五格
0.01
0.03 A
sØ0.1 A M B
几何公差概念及标注课件
3
几何公差（形状和位置公差）
2.几何要素分类
⑵ 按存在状态分为： 实际要素、公称要素 实际要素：零件上实际存在的要素。 标准规定：测量时用提取要素（测得要素）代替 实际要素。 公称要素（理论要素）：具有几何学意义的要素， 即几何的点、线、面，它们不存在任何误差。图 样上表示的要素均为公称要素。
4
几何公差（形状和位置公差）
域即为合格。
合格！
24
几何公差（形状和位置公差）
平面度
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 的两平行平面之间的区域，只 要被测平面不超出该区域即为合格。被测要素与基准无关， 公差带可以随被测要素浮动。
合格！
合格！
25
几何公差（形状和位置公差）
平面度的测量
主要有间隙
公差值为30m
法、打表法、光 轴法和干涉法。
合格！
43
平行度
几何公差（形状和位置公差）
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于 基准平面的两平行平面之间的区域。
不合格！
44
平行度
几何公差（形状和位置公差）
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行平 面之间的区域。
45
平行度
几何公差（形状和位置公差）
、几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行 平面之间的区域。
公差带是在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同心圆之间的区域。
62
圆跳动
几何公差（形状和位置公差）
、几何公差带
0.1 A
30h6
A
50h7
公差带是在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同心圆之间的区域。
几何公差（形状和位置公差）
2.几何要素分类
⑵ 按存在状态分为： 实际要素、公称要素 实际要素：零件上实际存在的要素。 标准规定：测量时用提取要素（测得要素）代替 实际要素。 公称要素（理论要素）：具有几何学意义的要素， 即几何的点、线、面，它们不存在任何误差。图 样上表示的要素均为公称要素。
4
几何公差（形状和位置公差）
域即为合格。
合格！
24
几何公差（形状和位置公差）
平面度
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 的两平行平面之间的区域，只 要被测平面不超出该区域即为合格。被测要素与基准无关， 公差带可以随被测要素浮动。
合格！
合格！
25
几何公差（形状和位置公差）
平面度的测量
主要有间隙
公差值为30m
法、打表法、光 轴法和干涉法。
合格！
43
平行度
几何公差（形状和位置公差）
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于 基准平面的两平行平面之间的区域。
不合格！
44
平行度
几何公差（形状和位置公差）
几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行平 面之间的区域。
45
平行度
几何公差（形状和位置公差）
、几何公差带
公差带是距离为公差值 t 且平行于基准平面的两平行 平面之间的区域。
公差带是在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同心圆之间的区域。
62
圆跳动
几何公差（形状和位置公差）
、几何公差带
0.1 A
30h6
A
50h7
公差带是在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同心圆之间的区域。
形状与位置公差及检测
4/29/2010
形状公差
▪ 单一要素对其理想要素允许的变动量。其 公差带只有大小和形状，无方向和位置的 限制。
▪ 直线度 ▪ 平面度 ▪ 圆度 ▪ 圆柱度
4/29/2010
直线度公差
▪ 直线度公差用于控制直线和轴 线的形状误差，根据零件的功 能要求，直线度可以分为在给 定平面内，在给定方向上和在 任意方向上三种情况。
至于定位误差，则理想要素置于相对于基准某一确定有位置上，其定 位条件可称为定位最小条件。
4/29/2010
跳动：
跳动的分类： 它可分为圆跳动和全跳动。
圆跳动：是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动 的回转时，在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动：是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的 回转，同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动，在 整个过程中指示器测得的最大读数差。
▪ 在给定平面内的直线度 ▪ 在给定方向内的直线度 ▪ 任意方向上的直线度
4/29/2010
在给定平面内的直线度
▪ 其公差带是距离为公差值t的 两平行直线之间的区域。如图 所示，圆柱表面上任一素线必 须位于轴向平面内，且距离为 公差值0.02mm的两平行直线之 间。
4/29/2010
在给定方向内的直线度
4/29/2010
垂直度（一）
▪ 当两要素互相垂直时，用垂直 度公差来控制被测要素对基准 的方向误差。当给定一个方向 上的垂直度要求时，垂直度公 差带是距离为公差值t，且垂直 于基准平面（或直径、轴线） 的两平行平面（或直线）之间 的区域。
4/29/2010
垂直度（二）
▪ 当给定任意方向时，平行度 公差带是直径为公差值t， 且垂直于基准平面的圆柱面 内的区域。如图所示, ød孔 轴线必须位于直径公差值ø 0.05mm，且平行于基准平面 的圆柱面内。
形状公差
▪ 单一要素对其理想要素允许的变动量。其 公差带只有大小和形状，无方向和位置的 限制。
▪ 直线度 ▪ 平面度 ▪ 圆度 ▪ 圆柱度
4/29/2010
直线度公差
▪ 直线度公差用于控制直线和轴 线的形状误差，根据零件的功 能要求，直线度可以分为在给 定平面内，在给定方向上和在 任意方向上三种情况。
至于定位误差，则理想要素置于相对于基准某一确定有位置上，其定 位条件可称为定位最小条件。
4/29/2010
跳动：
跳动的分类： 它可分为圆跳动和全跳动。
圆跳动：是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动 的回转时，在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动：是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的 回转，同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动，在 整个过程中指示器测得的最大读数差。
▪ 在给定平面内的直线度 ▪ 在给定方向内的直线度 ▪ 任意方向上的直线度
4/29/2010
在给定平面内的直线度
▪ 其公差带是距离为公差值t的 两平行直线之间的区域。如图 所示，圆柱表面上任一素线必 须位于轴向平面内，且距离为 公差值0.02mm的两平行直线之 间。
4/29/2010
在给定方向内的直线度
4/29/2010
垂直度（一）
▪ 当两要素互相垂直时，用垂直 度公差来控制被测要素对基准 的方向误差。当给定一个方向 上的垂直度要求时，垂直度公 差带是距离为公差值t，且垂直 于基准平面（或直径、轴线） 的两平行平面（或直线）之间 的区域。
4/29/2010
垂直度（二）
▪ 当给定任意方向时，平行度 公差带是直径为公差值t， 且垂直于基准平面的圆柱面 内的区域。如图所示, ød孔 轴线必须位于直径公差值ø 0.05mm，且平行于基准平面 的圆柱面内。
检验员测量技术02- 形状和位置公差及检测
(A)
(B)
控制实效边界原则
按最大实体要求给出形位公差时，要求被测实体不得起 过最大实体边界。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，量规的定位部分的基本尺寸为 25mm。
形状公差带的方向和位置是浮动的，可随实际 被测要素的方向和位置而变动；
定向公差带的方向由基准确定，位置是浮动的； 定位公差带的方向和位置都是固定的； 跳动公差带的方向和位置都是固定的。
形位公差的标注
以公差框格的形式标注（两格或多格）
公差值：如果公差带为圆形或圆柱 形，公差值前加注，如果是球形， 加注S 基准：单一基准用大写表示；公共 基准由横线隔开的两个大写字母表 示；如果是多基准，则按基准的优 先次序从左到右分别置于各格。 指引线：用细实线表示。指引线的 方向必须是公差带的宽度方。
若用近似方法评定得到的误差值>形状公差值，则 被测要素不一定不合格，应再按最小区域法评定看 其结果是否小于形状公差值。
第四章 形状和位置公差及检测
第一节 概述
零件的几何要素与形位误差
图4－1 零件几何要素
1-球面 2-圆锥面 3-圆柱面 4-二平行平面 5-平面6-棱线 7-中心平面 8-素线 9-轴线 10球心
零件的几何要素与形位误差
几何要素：构成零件几何特征的点、线、面。 形位误差：实际几何要素相对于理想几何要素的偏差。
形位公差标注
形位公差代号的标注示例
形位误差的检测原则
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。
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。
公差形状位置公差及检测
分类 最大实体边界 最小实体边界
DMMS= Dmin， dMMS=dmax DLMS=Dmax ，dLMS= dmin DMV=DMMS-t给定=Dmin - t给定
最大实体实效边界
dMV=dMMS+t给定=dmax + t给定
最小实体实效边界
DLV=DLMS+t给定=Dmax + t给定 dLV=dLMS-t给定=dmin - t给定
对同一基准，同一要素的
圆跳动公差值应小于其全 跳动公差值（P76，图 3—5a） 。
回转表面及其素线、轴线
的形位公差值应小于相应 的跳动公差值。
端面全跳动和端面对轴线 A
的垂直度控制形位误差的
效果相同。
A
Ф Ф
Ф
t6 A
Ф
t1
t2
A
t3 t3 A
t1
Ф t2 A
Ф
t1<t6 t2<t6 t3<t6 t4<t6
第3.3节 各项位置公差及其公差带
一、定向公差
平行度
面对基准平面 线对基准平面 面对基准直线 线对基准直线
给定一个方向 给定两个方向 给定任意方向
ф40H7
ф 0.02 B
轴连承杆支架 油冲连泵模杆体模板
第3.3节 各项位置公差及其公差带
一、定向公差
垂直度 面对基准平面 面对基准直线 线对基准直线 线对基准平面
最小实体状态和最小实体尺寸 DLMS=Dmax ， dLMS= dmin
第3.4节 公 差 原 则
二、与公差原则有关的术语及定义
作用尺寸
体外作用尺寸（Dfe /dfe ） 孔的体外作用尺寸（Dfe）
在配合长度上，与实际孔能 装配的最大的理想轴的直径。
形状和位置公差及检测[2]E
![形状和位置公差及检测[2]E](https://img.taocdn.com/s3/m/bcef5b9f4128915f804d2b160b4e767f5bcf8062.png)
差为5 m 。
被测要素、公差特征名称、公差值、基准、公差带形状
13
第三节 位置公差
位置公差——是指关联实际要素旳位置对 基准所允许旳变动全量。
位置公差带——是限制关联实际要素变动 旳区域，被测实际要素位于此区域内为合格， 区域旳大小由公差值决定。
14
一、定向公差与公差带
定向公差——是指关联实际要素对基准在方向上 允许旳变动全量。
倾斜度公差是最基本旳一种定向公差，平行度、
垂直度是它旳特例。 ① 面对面倾斜度
面
基准
② 线对面倾斜度
③ 面对线倾斜度 线
④ 线对线倾斜度
26
1） 一种方向（面对面，线对面，面对线，线对线） 当两要素在0°~90°之间旳某一角度时，用倾 斜度要求时，倾斜度公差带是距离为公差值t ，且与基准平面（或直线、轴线）成理论正确 角度旳两平行平面之间旳区域。
39
（2）端面圆跳动
公差带定义：公差带是在 与基准轴线同轴旳任二分 之一径位置旳测量圆柱面 上沿母线方向距离为公差 值t旳两圆之间旳区域。
当被测件绕基准轴线无轴 向移动旋转一周时，在被 测面上任一测量直径处旳 轴向跳动量均不得不小于 公差值0.05mm。
0.05 A
a)标注
A
基准轴线
测量圆柱面
b)公差带
17
2）“面对线”旳平行度 被测要素：上平面； 基准要素：孔旳基准轴线。
公差带定义：为距离等于公差值t平行于基准轴线 旳两平行平面所限定旳区域，如下图所示。
t
a)标注
基准轴线 b)公差带
18
3） 线对面旳平行度 被测要素：孔旳中心轴线，基准要素：底平面。
公差带定义：为平行于基准面、距离等于公差值t 旳两平行平面所限定旳区域，如下图所示。
第四章 几何公差及检测-I
Ø0.03 A-B
Øt
A-B
A
B
A
B
ø
27
第三章 形状和位置公差及检测
规则6：当基准为三基
面体系时，用大写字母 按优先次序标在框格第 3格至第5格内。 规则7：当被测要素与基 准要素允许对调而标注
任选基准时，只要将原
来的基准符号的粗短横 线改为箭头即可。
28
第三章 形状和位置公差及检测
四、形位公差的简化标注方法
43
第三章 形状和位置公差及检测
44
第三章 形状和位置公差及检测
3.4 位置公差 位置公差——是指关联实际要素的位置对基准所允许 的变动全量。 位置公差带——是限制关联实际要素变动的区域，被 测实际要素位于此区域内为合格，区域的大小由公差值决 定。 一、基准 基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。 单一基准——由一个要素建立的基准称为单一基准。
单一要素：对要素本身提出形状公 差要求的被测要素。 关联要素：相对基准要素有方向或
（和）位置功能要求而给出位置公
差要求的被测要素。
12
第三章 形状和位置公差及检测
4)要素按检测关系分类
被测要素：是指有形位公差要求的要素即被控制的要素。 基准要素：是用来确定被测要素方向和位置的参照要素， 应为理想要素。 0.05 A 基准 要素
10
第三章 形状和位置公差及检测
2. 分类： 1）按结构特征分类
（1）轮廓要素（新标准：组成要素） 构成零件外形的点、线、面各要素。 特点：具体，看得见。 （2）中心要素（新标准：导出要素） 指构成零件轮廓要素对称中心所表示得点、线、面各要素。 如:圆柱面的轴线，两平行平面的中心平面等。 特点：抽象，看不见。
第三章 形状和位置公差及检测
Øt
A-B
A
B
A
B
ø
27
第三章 形状和位置公差及检测
规则6：当基准为三基
面体系时，用大写字母 按优先次序标在框格第 3格至第5格内。 规则7：当被测要素与基 准要素允许对调而标注
任选基准时，只要将原
来的基准符号的粗短横 线改为箭头即可。
28
第三章 形状和位置公差及检测
四、形位公差的简化标注方法
43
第三章 形状和位置公差及检测
44
第三章 形状和位置公差及检测
3.4 位置公差 位置公差——是指关联实际要素的位置对基准所允许 的变动全量。 位置公差带——是限制关联实际要素变动的区域，被 测实际要素位于此区域内为合格，区域的大小由公差值决 定。 一、基准 基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。 单一基准——由一个要素建立的基准称为单一基准。
单一要素：对要素本身提出形状公 差要求的被测要素。 关联要素：相对基准要素有方向或
（和）位置功能要求而给出位置公
差要求的被测要素。
12
第三章 形状和位置公差及检测
4)要素按检测关系分类
被测要素：是指有形位公差要求的要素即被控制的要素。 基准要素：是用来确定被测要素方向和位置的参照要素， 应为理想要素。 0.05 A 基准 要素
10
第三章 形状和位置公差及检测
2. 分类： 1）按结构特征分类
（1）轮廓要素（新标准：组成要素） 构成零件外形的点、线、面各要素。 特点：具体，看得见。 （2）中心要素（新标准：导出要素） 指构成零件轮廓要素对称中心所表示得点、线、面各要素。 如:圆柱面的轴线，两平行平面的中心平面等。 特点：抽象，看不见。
第三章 形状和位置公差及检测
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表4-3 形位误差的检测原则
检测原则名称
说明
示例
与拟合要素比较原 将被测提取要素与 1．量值由直接法
则
其拟合要素相比较， 获得
量值由直接法或间接
法获得
2．量值由间接法
拟合要素用模拟方 获得
法获得
检测原则名称 测量坐标值原则
测量特征参数原则 测量跳动原则
说明
示例
测量被测提取要素的 坐标值(如直角坐标值、 极坐标值、圆柱面坐标 值)，并经过数据处理 获得形位误差值
(2)平面度最小区域判别法 由两平行平面包容提取表面时，所提取表面至少有三点 或四点与两平行平面接触，有下列形式之一者表示被测提取要素已为最小区域所包 容。
1)三角形准则：具有三个高点与一个低点(或相反)，低点的投 影应落在三个高点连成的三角形内，如图所示。 2)交叉准则：具有两个高点与两个低点，两高点连线和两低点 连线在空间呈交叉状态，如图所示。 3)直线准则：具有两个高点与一个低点(或相反)，低点的投影 位于两高点的连线上，如图所示。
4.4.形状误差的检测
4.4.1、形位误差的检测原则
形位误差的项目较多，为了便于选择合理的检测方案、正确的检测形位误 差，国家标准《产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定（GB/ T 1958—2004）》中规定了5种形位误差的检测原则（见表4⁃3）。这些检 测原则是对各种检测方法的概括，可以根据这些原则，根据被测要素的特 点和要求，选择合理的检测方案，也可以根据这些原则，采用其他可行的 检测方法和检测装置。
(3)节距法 节距法是车间或计量室测量较长工件直线度误差常用
的方法，其基本测量原理是：将被测直线按一定的跨距分段测 量，将每段后点相对前点的高度差测出来，经过数据处理(图 解或计算)，求得所测直线的直线度误差值。
例4-1 用分度值为0.01mm／m的水平仪测量1.4m长的导轨，桥板跨 距L＝200mm，若各测点读数(格数)依次为2、－1、3、2、0、－1、 2，用图解法求该导轨直线度误差值。
4.4.2 形状误差的评定及检测
对于轮廓要素，符合最 小条件的理想要素处于 实体之外并与被测实际 要素相接触，使被测实 际要素对它的最大变动 量 为 最 小 。 如 图 (a) 所 示 ， h1、h2、h3分别是理想 要素处于不同位置时实 际要素的最大变动量。 由于h1＜h2＜h3， h1为 最小，因此符合最小条 件的理想要素为A1-B1， 最小宽度为 f = h1。
4.4.2 形状误差的评定及检测
对于中心要素，符合 最小条件的理想要素 穿过实际中心要素， 使实际要素对它的最 大变动量为最小。如 图 (b) 所 示 ， 符 合 最 小条件的理想轴线为 L1 ， 最 小 直 径 为 φf=φd1。
2.最小区域判别准则
(1)直线度最小区域判别法 在给定平面内，由两平行直线包容 提取要素时，所提取的要素与两平行直线成高低相间三点接触， 表示被测提取要素已为最小区域所包容，如图所示。
形位误差的检测
标准光隙
形位误差的检测
(2)指示表法检测直线度误差 指示表法是通 过指示表在测量基准上沿被测直线移动(或指 示表固定，被测零件移动)，以测量基准体现 被测直线的理想直线，按选定的布点读取由
指示表示值反映出的测量数据，再经过数据 处理评定出误差值。
指示器测直线度误差一
指示器测直线度误差二
(3)圆度误差判别法 由两同心圆包容被测提取轮廓时，所提取轮廓至少有 四个实测点内外相间地在两个圆周上，此时被测提取要素已为最小区域所包 容，如图所示。
4.4.2 形状误差的评定及检测
2. 形状误差与公差
形状误差与形状公差项目相对应，共有4种形状误差， 即直线度误差、平面度误差、圆度误差和圆柱度误差。判 断零件形状误差的合格条件均为形状误差值小于或等于其 相应的形状公差值，即 f ≤ t 或φf ≤φt 。
测量直角坐标值
测量被测提取要素上 两点法测量圆度特征 具有代表性的参数(即 参数 特征参数)来表示形位 误差值
被测提取要素绕基准 轴线回转过程中，沿给 定方向测量其对某参考 点或线的变动量
变动量是指指示计最 大与最小示值之差
测量径向跳动
控制实效边界原则
检验被测提取要素是 用综合量规检验同轴 否超过实效边界，以判 度误差 断合格与否
4.4.2 形状误差的评定及检测
形状误差是指实际被测要素相对于理想要素的变动量 （ f ）。国家标准规定，必须遵循最小条件。
1. 最小条件与最小包容区域
最小条件是指实际被测要素相对于理想要素的最大变 动量为最小。此时，对实际被测要素评定的误差值为最小。 由于符合最小条件的理想要素是惟一的， 因此按此评定 的形状误差值也将是惟一的。
点，以此连线作为评定直线度的基准线，取 折线上各点对该基准线纵坐标距离的最大正
值与最大负值的绝对值之和为被测长度直线
度误差值，此处点在基准线之上取正值，在 基准线之下取负值。本例中最大正值为2，最 大负值为－1，所以直线度误差值为f＝2+｜1｜=3格。如图4-63b所示。
②最小区域法。将整个误差折线露在最外围 的那些点连接成封闭凸多边形。0、a、b、d、 c、c，从中找出各点到边最大的有效纵坐标 距离(本例为h＝cc′＝3格)就是符合最小条件 准则的直线度误差值，如图4-63c所示。 5)最后将格数转换成线值，得到直线度误差 值为
序号
0
读数值 0 （格）
累积值 0 （格）
表4-4 水平仪测导轨直线度误差的数据处理
1
2
3
4
5
6
7
2
-13ຫໍສະໝຸດ 20-12
2
1
4
6
6
5
7
2)按读数值在坐标纸上描点，如图4-63a所示，各点的x坐标按 照比例和节距值确定，y坐标按照累加值确定，y坐标见表4-4。 3)作误差折线图。
4)评点直线度误差值 ①两端点连线法。连接误差折线的起点和终
形状误差是指单一实际被测要素对其理想要素的变动量。 形状公差是指单一实际被测要素的形状所允许的变动全量， 是为限制形状误差而设置的。
形位误差的检测
3.直线度误差检测 (1)间隙法检测直线度误差 指用刀口形直尺、平尺、平晶、精密短导轨等模拟理想 直线，与被测实际直线比较，根据间隙大小就可以确定出直线度误差。