1、形状和位置形状和位置(几何几何)公差公差基础介绍基础介绍陈一士陈一士 高工高工目录目录1.1.前言前言 概况概况 形位误差产生的因素形位误差产生的因素 形位误差对产品的影响形位误差对产品的影响2.2.要素要素 定义定义 类型类型3.3.符号符号 公差特征项目的符号公差特征项目的符号 附加符号附加符号 基准符号基准符号 我国特有符号我国特有符号4.4.标注标注 形位公差框格形位公差框格 被测要素的标注被测要素的标注 基准要素的标注基准要素的标注5.基准基准 定义定义基准的类型基准的类型基准的顺序基准的顺序6.公差带公差带 定义定义四大特征四大特征7.二个专用符号二个专用符号 F P8.公差原则公
2、差原则 问题的提出问题的提出 有关术语有关术语 公差原则公差原则9.新老标准主要区别新老标准主要区别10.结束语结束语1.1 形位误差产生的因素形位误差产生的因素 由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的相由于加工过程中工件在机床上的定位误差、刀具与工件的相对运动不正确、夹紧力和切削力引起的零件变形、工件的内应力对运动不正确、夹紧力和切削力引起的零件变形、工件的内应力的释放等原因，完工零件会产生各种形状和位置误差。的释放等原因，完工零件会产生各种形状和位置误差。一一 前前 言言 各种形状和位置误差都将会对零件的装配和使用性能产生不各种形状和位置误差都将会对零件的装配和使用性能产生不同
3、程度的影响。如孔、轴圆柱表面的形状误差会使配合性质不均同程度的影响。如孔、轴圆柱表面的形状误差会使配合性质不均匀；孔的位置误差会影响装配的方便性和可能性；两齿轮轴的轴匀；孔的位置误差会影响装配的方便性和可能性；两齿轮轴的轴线平行度误差会降低齿轮副的啮合质量等等。线平行度误差会降低齿轮副的啮合质量等等。1.2 形位误差对产品的影响形位误差对产品的影响 因此机械零件的几何精度，除了规定尺寸公差、表面粗糙因此机械零件的几何精度，除了规定尺寸公差、表面粗糙度以外，还应规定合理的形状和位置公差（简称度以外，还应规定合理的形状和位置公差（简称形位公差）形位公差）。我国在我国在74-75年之间先后颁布了年之
4、间先后颁布了三项三项“形状和位置公差形状和位置公差”的的国国家家试行试行标准标准（GB1182、83、84），），规定用规定用框格注法框格注法。GB 1182-80 形状和位置公差形状和位置公差 代号及其标注代号及其标注GB 1183-80 形状和位置公差形状和位置公差 术语及定义术语及定义GB 1184-80 形状和位置公差形状和位置公差 未注公差的规定未注公差的规定GB 1958-80 形状和位置公差形状和位置公差 检测规定检测规定 此后，经几年的实践考验和理论探讨，于此后，经几年的实践考验和理论探讨，于1980年年正式颁布正式颁布了了四四项项“形状和位置公差形状和位置公差”的国家标准。即
5、：的国家标准。即：1.3 关于标准关于标准 自自86年起，新产品图样的年起，新产品图样的形状和位置公差形状和位置公差必须必须采用框格注法采用框格注法，不可用文字说明法。否则不可用文字说明法。否则新新产品鉴定将产品鉴定将不被通过不被通过。此后，我国又相继此后，我国又相继颁颁布了以下配套国家标准：布了以下配套国家标准：GB 4249 84 公差原则公差原则GB 4380 84 确定圆度误差方法确定圆度误差方法 二点、三点法二点、三点法 GB 7234 87 圆度测量术语、定义及参数圆度测量术语、定义及参数GB 7235 87 确定圆度误差方法确定圆度误差方法 半径变化量测量半径变化量测量GB 80
6、69 89 功能量规功能量规 GB 11336 89 直线度误差检测直线度误差检测GB 11337 89 平面度误差检测平面度误差检测GB 13319 91 位置度公差位置度公差 所有这些所有这些标准标准的贯彻和实施，的贯彻和实施，都对振兴我国的机械工业、提高都对振兴我国的机械工业、提高生产技术水平和生产过程的经济性发挥了良好的促进作用。生产技术水平和生产过程的经济性发挥了良好的促进作用。96年后，为遵循与国际标准接轨的原则，我国又年后，为遵循与国际标准接轨的原则，我国又制、修订制、修订了了一批形位公差国家标准。即：一批形位公差国家标准。即：GB/T 1182-1996 形状和位置公差形状和位
7、置公差 通则、定义、符号和图通则、定义、符号和图样表示法样表示法等效采用等效采用ISO 1101：1996代替代替 GB 1182-80和和GB 1183-80。GB/T 1184-1996 形状和位置公差形状和位置公差 未注公差值未注公差值等效采用等效采用 ISO 2768：1989代替代替 GB 1184-80。GB/T 4249-1996 公差原则公差原则等效采用等效采用ISO 8015：1985代替代替 GB 4249-84。GB/T 16671-1996 形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要求、最小实最大实体要求、最小实体要求和可逆要求体要求和可逆要求等效采用等效采用ISO 26
8、92：1996。GB/T 16892-1997 形状和位置公差形状和位置公差 非刚性零件注法非刚性零件注法等效等效采用采用ISO 10579：1993。GB/T 17851-1999 形状和位置公差形状和位置公差 基准和基准体系基准和基准体系等效等效采用采用ISO 5459：1981。这样，我国已形成了比较完整的形状和位置公差标准体系。这样，我国已形成了比较完整的形状和位置公差标准体系。GB/T 17773-1999 形状和位置公差形状和位置公差 延伸公差带及其表示法延伸公差带及其表示法等效采用等效采用ISO 10578：1992。GB/T 17852-1999 形状和位置公差形状和位置公差
9、轮廓的尺寸和公差注法轮廓的尺寸和公差注法等效采用等效采用ISO 1660：1982。1996 年年ISO进行进行机构改革机构改革，将，将ISO/TC10/SC5尺寸与公差注尺寸与公差注法法、ISO/TC 3极限与配合极限与配合、ISO/TC 57表面特征及其计量表面特征及其计量学学合为合为 ISO/TC 213 Dimensional And Geometrical Product Specification And Verification。98年，我国随之成立年，我国随之成立SAC/TC 240 与之相对应，将尺寸公差、形位公差和表面粗糙度合并在一与之相对应，将尺寸公差、形位公差和表面粗糙
10、度合并在一起，新制修定的标准统称为起，新制修定的标准统称为“产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS）”。GB/T 18780.1-2002 产品几何产品几何量量技术规范（技术规范（GPS）几何要素）几何要素 第第1部分：基本术语和定义部分：基本术语和定义等同采用等同采用ISO 14660-1：1999。GB/T 13319-2003 产品几何产品几何量量技术规范（技术规范（GPS）几何公差）几何公差 位位置度公差注法置度公差注法等同等同采用采用ISO 5458：1998代替代替 GB/T 13319-1991。GB/T 1958-2004 产品几何产品几何量量技术规范（技术规范（GPS）形
11、状和位置形状和位置公差公差 检测规定检测规定代替代替 GB 1958-1980。我国我国SAC/TC 240成立后，成立后，又又制、修订制、修订了一批国家标准：了一批国家标准：GB/T 18780.2-2002 产品几何产品几何量量技术规范（技术规范（GPS）几何要素）几何要素 第第2部分：园柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、部分：园柱面和圆锥面的提取中心线、平行平面的提取中心面、提取要素的局部尺寸提取要素的局部尺寸等同采用等同采用ISO 14660-2：1999。GB/T 1182-2008 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS）几何公差几何公差 形形状、方向、位置和跳动
12、公差标注状、方向、位置和跳动公差标注等同等同（IDT）采用采用ISO 1101：2004代替代替GB/T 1182-1996。09标准标准主要主要对术语作了较大的修改对术语作了较大的修改（等同（等同采用采用ISO标准）标准），如：如：形位公差形位公差改称为改称为几何公差几何公差、轮廓轮廓要素改为要素改为组成组成要素、要素、中心中心要要素素改为改为导出导出要素、要素、理想理想改为改为公称公称、测得测得改为改为提取、被测提取、被测要素改为要素改为注出公差（的）注出公差（的）要素要素。在公差原则中，取消了在公差原则中，取消了术语术语作用尺寸作用尺寸，对相关要求的描述也，对相关要求的描述也有所改变，但
13、有所改变，但实质内容未变。实质内容未变。GB/T 16671-2009 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS）几何公差几何公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求最大实体要求、最小实体要求和可逆要求修改修改（MOD）采用采用ISO 2692：1996代替代替 GB/T 16671-96。GB/T 4249-2009 产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPS）公差原则公差原则修改修改（MOD）采用采用ISO 8015：1985代替代替GB/T 4249-96。凭本人经验，凭本人经验，96标准易理解记忆，标准易理解记忆，本介绍采用本介绍采用96标准，标准，与与09标准不同之处标准不同之处
14、会会附带附带或或专门专门介绍。介绍。二二 要要 素素 Feature 2.1 定义定义 要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分 点、线、面点、线、面。轴线轴线球心球心素线素线圆锥面圆锥面圆柱面圆柱面球面球面圆台面圆台面形位公差形位公差研究对象研究对象就是就是要素要素，即，即点、线、面点、线、面。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。任何零件不论其复杂程度如何，它都是由许多要素组成的。2.2 类型类型按存在的状态分按存在的状态分实际要素实际要素 理想理想（公称）（公称）要素要素 按结构特征分按结构特征分轮廓轮廓（组成）（组成）要素要素 中心中心（导出）（导出）要素要素 按
15、所处的地位分按所处的地位分被测要素被测要素 基准要素基准要素 按结构性能分按结构性能分单一要素单一要素 关联要素关联要素 按与尺寸关系分按与尺寸关系分尺寸要素尺寸要素 非尺寸要素非尺寸要素（本人定义）（本人定义）三三 符号符号 Symbol3.1 形位公差的特征项目和符号形位公差的特征项目和符号单一要素或单一要素或关联要素关联要素箭头可空心箭头可空心或涂黑或涂黑3.2 附加符号附加符号 DATUM TARGET 2A 1基准目标基准目标THEORETICALLY EXACT DIMENSION理论正确尺寸理论正确尺寸包容要求包容要求ENVELOPE REQUIREMENTReciprocity
16、 RequirementE可可逆逆要求要求R术语术语3.3 基准符号基准符号AISO AGB/T 三角形部分可以不涂黑三角形部分可以不涂黑3.4 我国特有符号我国特有符号 我国我国GB标准有四个特有符号，表示对被测要素的形状要求。标准有四个特有符号，表示对被测要素的形状要求。含义含义符号符号只许中间向材料内凹下只许中间向材料内凹下（）只许中间向材料外凸起只许中间向材料外凸起（）只许从左至右减小只许从左至右减小*（）只许从右至左减小只许从右至左减小*（）*应理解为与图标方向减小。如轴的图为垂直放置（逆时应理解为与图标方向减小。如轴的图为垂直放置（逆时针转）。针转）。09标准标准这部分取消了这部分
17、取消了（仅保留（仅保留不凸起）不凸起）与与96标准标准的区别是：在的区别是：在方向公差和位方向公差和位置公差中均列置公差中均列入线、面轮廓入线、面轮廓度。同轴度和度。同轴度和同心度分别列同心度分别列出。出。这样由原来的这样由原来的1414种增加到种增加到1919种。种。3.5 2009标准区别处标准区别处几几何何特特符符号号附附加加符符号号新增新增 不知为何不知为何将将 R 放注放注 取消取消96标标准的准的(+)、(-)、()和和()相当相当96标准的标准的(-)原先有原先有,现现放表中放表中 新增新增 4.1 形位形位公差框格公差框格 Feature Control Frames公差值及附
18、加符号公差值及附加符号基准要素的字母及附加符号基准要素的字母及附加符号 公差特征项目的符号公差特征项目的符号 无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位置公差，公差框格为三格至五格。置公差，公差框格为三格至五格。形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。置（逆时针转）。四四 标注标注 Mark4.2 被测要素的标注被测要素的标注 形位形位公差框格通过用公差框格通过用带箭头的指引线带箭头的指引线与被测要素相连。与被测要素相连。4.2.1 被测要素是被测要素是
19、轮廓轮廓要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延要素时，箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上（但必须与尺寸线长线上（但必须与尺寸线明显地分开明显地分开）。见下图）。见下图-左。左。素线直线素线直线度度 轴线直线轴线直线度度 对对齐齐分开分开4.2.2 被测要素是被测要素是中心中心要素时，带箭头的指引线应要素时，带箭头的指引线应与尺寸线的延长线与尺寸线的延长线对齐对齐。见上图。见上图 右。右。当当尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。尺寸线箭头由外向内标注时，则箭头合一。带箭头的指引线可从框格任一端引出，但不可带箭头的指引线可从框格任一端引出，但不可同时同时从两端引出。从两端引出。a)为局部范
20、围时为局部范围时（分子分子/分母标注分母标注）0.04/1000.1/100 表示上平面在任意表示上平面在任意边长为边长为100mm的正方形的正方形范围内的平面度公差为范围内的平面度公差为0.1。表示上平面对下平表示上平面对下平面面A的平行度公差在任的平行度公差在任意意100mm长度范围内为长度范围内为0.1。1）2）3）0.1/100 AA4.2.3 几个特殊标注几个特殊标注 除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。除非另有要求，其公差适用于整个被测要素。表示圆柱面素线在表示圆柱面素线在任意任意100mm长度范围内长度范围内的直线度公差为的直线度公差为0.04。b)对实际被测要素的形状公差在
21、对实际被测要素的形状公差在全长上全长上和和给定长度内给定长度内分别有要求分别有要求时，时，应应按下图标注按下图标注（GM 标准与我国标准与我国GB 标准标准相同相同）；全长上全长上直线度直线度公差公差0.4。任任25内内直线直线度度公差公差0.1。c)轮廓度中若表示的轮廓度中若表示的公差要求公差要求适用于适用于整个轮廓整个轮廓。则在指引线转角处加。则在指引线转角处加 一一小圆小圆（全周符号）。（全周符号）。d)螺纹、齿轮和花键螺纹、齿轮和花键 一般情况下，以一般情况下，以螺纹中径螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素。如用大轴线作为被测要素或基准要素。如用大径轴线标注径轴线标注“MAJOR DIA
22、”（MD）；）；用小径轴线标注用小径轴线标注“MINOR DIA”（LD）。）。齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时，如用节径轴线标注齿轮和花键轴线作为被测要素或基准要素时，如用节径轴线标注“PITCH DIA”（PD）；）；用大径轴线标注用大径轴线标注“MAJOR DIA”（MD），），用用小径轴线标注小径轴线标注“MINOR DIA”（LD）。）。0.05A B MD4.3 基准要素的的标注基准要素的的标注4.3.1 基准要素是基准要素是轮廓轮廓要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线要素时，符号置于基准要素的轮廓线或轮廓线的延长线上的延长线上(但必须与尺寸线但必须与尺寸线明显地分开明显
23、地分开)。见左图。见左图。4.3.2 基准要素是基准要素是中心中心要素时，符号中的连线应要素时，符号中的连线应与与尺寸线对齐尺寸线对齐(右图右图)。4.3.3 螺纹、齿轮和花键螺纹、齿轮和花键 以以螺纹螺纹中径中径轴线作为轴线作为基准基准要素（可要素（可省略省略PD）。）。如用如用大径大径轴线标注轴线标注“MAJOR DIA”（MD）；）；用用小径小径轴线标注轴线标注“MINOR DIA”（LD）。）。齿轮和花键轴线作为齿轮和花键轴线作为基准基准要素时，如用要素时，如用节径节径轴线标注轴线标注“PITCH DIA”（PD）；）；用用大径大径轴线标注轴线标注“MAJOR DIA”（MD），），用
24、用小径小径轴线标注轴线标注“MINOR DIA”（LD）。）。AMD五五 基准基准 Datum5.1 定义定义 基准基准 与被测要素有关且用来与被测要素有关且用来定其几何位置关系的一个定其几何位置关系的一个几何理几何理想要素想要素(如轴线、直线、平面等如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。，可由零件上的一个或多个要素构成。模拟模拟基准基准要素要素 在加工和检测过程中在加工和检测过程中用来建立用来建立基准并与基准要基准并与基准要素相接触，且具有素相接触，且具有足够精度足够精度的的实际表面实际表面。零件零件1零件零件2基准要素基准要素(一个底面一个底面)在在建立建立基准的过程中会
25、排除基准要素表面本身的形状误差。基准的过程中会排除基准要素表面本身的形状误差。模拟模拟基准要基准要素素基准基准 模拟基准模拟基准要素是基准的要素是基准的实际体现实际体现。在加工和在加工和检测过程中，检测过程中，往往用往往用测量平测量平台表面、检具台表面、检具定位表面或心定位表面或心轴轴等等足够精度足够精度的实际表面的实际表面来来作为作为模拟基准模拟基准要素要素。5.2 基准的基准的类型类型单一基准单一基准 一个要素做一个要素做一个一个基准；基准；AA-B组合组合(公共公共)基准基准 二个或二个以上要素做二个或二个以上要素做一个一个基准；基准；典型的例子为公共轴线做基准。典型的例子为公共轴线做基
26、准。ABA-B基准体系基准体系 由由二个或三个独立的基准构成的组合；二个或三个独立的基准构成的组合；三基面体系三基面体系 Datum Reference Frame 三个三个相互垂直相互垂直的的理想理想(基准基准)平面平面构成的空间构成的空间直角坐标系直角坐标系。A.板类零件三基面体系板类零件三基面体系 用用三三个个基基准准框框格格标标注注 基准基准F -第三基第三基准平面约束了准平面约束了一一个自由度。个自由度。基准基准E -第二基第二基准平面约束了准平面约束了二二个自由度，个自由度，根据夹具设计原理：根据夹具设计原理：基准基准D -第一基第一基准平面约束了准平面约束了三三个自由度，个自由度
27、，B.盘类零件盘类零件三基面体系体系 虽然，还余下虽然，还余下一个自由度一个自由度，由于该零件对于，由于该零件对于基准轴线基准轴线 M M 无定向无定向要求，即该零件加工四个孔时要求，即该零件加工四个孔时，可，可随意随意将零件放置于夹具中，而不影响其加工将零件放置于夹具中，而不影响其加工要求。要求。用用二二个个基基准准框框格格标标注注根据夹具设计根据夹具设计原理：原理：基准基准K-第第一基准平面一基准平面约束了约束了三三个个自由度，自由度，基准基准M -第第二基准平面二基准平面和第三基准和第三基准平面相交构平面相交构成的基准轴成的基准轴线线,约束了约束了二二个自由度。个自由度。在图在图21中可
28、发现该中可发现该盘类零件的基准框格采盘类零件的基准框格采用了三格，这是因为该用了三格，这是因为该零件对基准轴线零件对基准轴线V有方有方向要求向要求。而从定位原理。而从定位原理上讲基准上讲基准 U、V 已构成已构成了基准体系。了基准体系。基准基准W是一个是一个辅助辅助基准平面（不属于基准基准平面（不属于基准体系体系）。由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。由上可知：三基面体系不是一定要用三个基准框格来表示的。对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零对于板类零件，用三个基准框格来表示三基面体系；对于盘类零件，只要用二个基准框格，就已经表示三基面体系了。件，只要用二个
29、基准框格，就已经表示三基面体系了。在实际工作中，大量接触到的在实际工作中，大量接触到的三基面三基面体系原理为体系原理为一面二销一面二销见下图。见下图。上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，上面是从三基面体系的原理来论述基准框格的表示数量，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，在实际使用中，只需能满足零件的功能要求，无需注重无需注重基准框基准框格的数量多少。关键是要能格的数量多少。关键是要能定位定位住零件。住零件。第一基准第一基准第二基准第二基准第三基准第三基准 基准目标基准目标 Datum Target 用于用于体现体现某个基准而在零件上某个基准而在零件上指定指定的的 点、线或局
30、部表面。分别简称为点、线或局部表面。分别简称为点目标、线目标点目标、线目标和和面目标面目标。1.点目标可用带球头的圆柱销体现；点目标可用带球头的圆柱销体现；2.线目标可用圆柱销素线体现；线目标可用圆柱销素线体现；3.面目标可为圆柱销端面，也可为方形块面目标可为圆柱销端面，也可为方形块端端 面或不规则形状块的端面体现。面或不规则形状块的端面体现。基准目标的基准目标的位置位置必须用必须用理论正确尺寸理论正确尺寸表示。表示。面面目标还应标注其表目标还应标注其表面的面的大小大小尺寸。尺寸。图图 26二个点目标二个点目标和和一个线目标一个线目标示例：示例：构成基准构成基准 。A5.3 基准的基准的顺序顺
31、序基准体系中基准的顺序基准体系中基准的顺序前后前后表示了表示了不同的设计要求不同的设计要求。基准后有基准后有、无附加符号无附加符号又表示了不又表示了不同的设计要同的设计要求。详见公求。详见公 差原则。差原则。强调强调4孔轴线孔轴线与与A轴线平行轴线平行强调强调4孔轴线孔轴线与与B平面垂直平面垂直 六六 公差带公差带 6.1 定义定义 公差带公差带 实际被测要素实际被测要素允许变动的区域允许变动的区域。它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根它体现了对被测要素的设计要求，也是加工和检验的根据。据。6.2 特征特征（大小、形状、方向、位置）（大小、形状、方向、位置）A.大小大小 Size
32、公差带的大小均以公差带的公差带的大小均以公差带的宽度或直径宽度或直径表示，即图样上形位公表示，即图样上形位公差框格内给出的公差值。公差值均以毫米为单位。差框格内给出的公差值。公差值均以毫米为单位。若公差值为公差带的若公差值为公差带的宽度宽度，则在公差值的数字前不加注符号。，则在公差值的数字前不加注符号。tS tt 若公差带为若公差带为圆、圆柱或球圆、圆柱或球，则在公差值的数字前加注，则在公差值的数字前加注或或S表示其圆、圆柱或球的直径。表示其圆、圆柱或球的直径。不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项不同的公差特征项目一般具有不同形状的公差带。其中有些项目只有唯一形状的公差带；有
33、些项目根据不同的设计要求具有数种目只有唯一形状的公差带；有些项目根据不同的设计要求具有数种形状的公差带。形状的公差带。下面按公差特征项目逐一进行介绍。下面按公差特征项目逐一进行介绍。B.形状形状 Form 公差带形状公差带形状主要主要有有8种：种：v 两平行直线、两平行直线、v 两平行平面、两平行平面、v 两同心圆、两同心圆、v 两同轴圆柱、两同轴圆柱、v 两等距曲线、两等距曲线、v 两等距曲面、两等距曲面、v 一个圆柱、一个圆柱、v 一个球。一个球。新标准改为新标准改为7种种:v 两等距线两等距线或两平行直线；或两平行直线；v 两等距面两等距面或两平行平面；或两平行平面；v 两个同心圆；两个
34、同心圆；v 两同轴圆柱；两同轴圆柱；v 一个圆柱；一个圆柱；v 一个圆一个圆；v 一个球。一个球。项目项目公差带形状公差带形状直线度直线度给定平面给定平面两平行直线两平行直线给定方向给定方向一个方向一个方向两平行平面两平行平面两个方向两个方向两对互相垂直的两平行平面两对互相垂直的两平行平面任意方向任意方向一个圆柱一个圆柱平面度平面度两平行平面两平行平面圆度圆度两同心圆两同心圆圆柱度圆柱度两同轴圆柱两同轴圆柱线轮廓度线轮廓度两等距曲线两等距曲线面轮廓度面轮廓度两等距曲面两等距曲面 形状形状公差公差 方向方向公差公差 项目项目公差带形状公差带形状垂直度垂直度线对线、面对线、面对面线对线、面对线、面
35、对面两平行平面两平行平面线对面线对面给定给定方向方向一个方向一个方向两平行平面两平行平面两个方向两个方向两对互相垂直的两平行平面两对互相垂直的两平行平面任意方向任意方向一个圆柱一个圆柱平行度平行度线对面、面对线、面对面线对面、面对线、面对面两平行平面两平行平面线对线线对线给定给定方向方向一个方向一个方向两平行平面两平行平面两个方向两个方向两对互相垂直的两平行平面两对互相垂直的两平行平面任意方向任意方向一个圆柱一个圆柱倾斜度倾斜度线对线、面对线、面对面线对线、面对线、面对面两平行平面两平行平面线对面线对面单一基准单一基准两平行平面两平行平面两个互相垂直的基准两个互相垂直的基准一个圆柱一个圆柱 位
36、置位置公差公差 项目项目公差带形状公差带形状同心度同心度一个圆一个圆同轴度同轴度一个圆柱一个圆柱对称度对称度两平行平面两平行平面位置度位置度点点一个球一个球线线给定给定方向方向一个方向一个方向两平行平面两平行平面两个方向两个方向两对互相垂直的两平行平面两对互相垂直的两平行平面任意方向任意方向一个圆柱一个圆柱面面两平行平面两平行平面 跳动跳动项目项目公差带形状公差带形状圆跳动圆跳动径向径向两同心圆两同心圆(测量平面上测量平面上)端面端面 两个圆两个圆(测量圆柱面上测量圆柱面上)斜向斜向两个圆两个圆(测量圆锥面上测量圆锥面上)全跳动全跳动径向径向两同轴圆柱两同轴圆柱端面端面两平行平面两平行平面详见
37、详见GB/T 1182C 方向和位置方向和位置 Orientation&Location 公差带的方向和位置可以是公差带的方向和位置可以是固定固定的，也可以是的，也可以是浮动浮动的。如的。如被测被测要素相对于基准的方向和位置关系是用要素相对于基准的方向和位置关系是用理论正确尺寸理论正确尺寸标注的，标注的，则公则公差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。差带方向和位置是固定的，否则就是浮动的。2 x 8 0.05 0.2 M A A 2 x 8 0.05 0.2 M A 50 0.5 50A 形状公差无基准而言，所以其公差带的方向和位置肯定是浮动形状公差无基准而言，所以其公差带的方向和位置肯定是
38、浮动的。公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。的。公差带的浮动不是无限的，它受该方向的尺寸公差控制。对公差带特征的正确理解，是进行合理设计、制造、检验的基础。对公差带特征的正确理解，是进行合理设计、制造、检验的基础。7.1 延伸公差带延伸公差带 P 当下图左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现当下图左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现干涉干涉现象。现象。延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的原理是把螺纹部分的公差带原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外延伸至实体外（右图）。（右图）。干干涉涉七七 二个专用
39、符号二个专用符号 延伸公差带延伸公差带的的标注标注方法：方法：A 0.5 P A 4 x M 8-6H 40 P100 P 出现在两处。一处在公差值后、一处在出现在两处。一处在公差值后、一处在延伸尺寸后。延伸尺寸后。详见详见GB/T 177737.2 自由状态条件自由状态条件 F 这符号放置于形位公差框格中公差值的这符号放置于形位公差框格中公差值的后面后面。描述零件在制造。描述零件在制造中造成的力释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。中造成的力释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。示例：下图设计要求是当零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度示例：下图设计要求是当零件处于自由状
40、态时，左侧圆柱面的圆度误差不得大于误差不得大于2.5mm；当零件处于当零件处于约束状态约束状态时（注），右侧圆柱面时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于的径向圆跳动不得大于2mm。注注(约束条件约束条件)：基准平面基准平面A是固是固定面定面(用用64个个M6X1的螺栓以的螺栓以 9-15 Nm的扭矩的扭矩固定固定)，基准基准B由其相应由其相应规定的尺寸边界规定的尺寸边界约束。约束。详见详见GB/T 16892八八 公差原则公差原则(线性尺寸公差与形位公差之间关系线性尺寸公差与形位公差之间关系)8.1 问题的提出问题的提出 20 h6 0 0-0.013-0.013 +0.0210.021 0
41、 0 20 H7 要求这一对零件的最小间隙为要求这一对零件的最小间隙为0、最大间隙为、最大间隙为0.034。但当孔和轴尺寸处处都加工到但当孔和轴尺寸处处都加工到 20 时，由于存在形状误时，由于存在形状误差，差，则装配时的最小间隙将则装配时的最小间隙将不可能不可能为为0。这就产生了线性尺寸公差。这就产生了线性尺寸公差与形位公差之间的与形位公差之间的关系问题关系问题。设计人员绘制上图孔、轴配合之目的是设计人员绘制上图孔、轴配合之目的是:A）局部实际尺寸）局部实际尺寸 在实际要素的在实际要素的任意正截面任意正截面上，上，两对应点两对应点之间之间测得的距离测得的距离（因有测量误差（因有测量误差,故不
42、是真正尺寸故不是真正尺寸,是测得尺寸）是测得尺寸）。d1 d2 d3 D1 D2 D3 8.2 有关术语有关术语 B）体外作用尺寸体外作用尺寸 在被测要素的给定长度上，与实际内表面在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔孔)体外相接体外相接的最大理想面的最大理想面(轴轴)，或与实际外表面，或与实际外表面(轴轴)体外相接的最小体外相接的最小理想面理想面(孔孔)的直径或宽度。的直径或宽度。体外作用尺寸体外作用尺寸C）最大实体状态最大实体状态(MMC)和最大实体尺寸和最大实体尺寸(MMS)最大实体状态最大实体状态(MMC)-实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内
43、，并具有实体最大之内，并具有实体最大(即材料最多即材料最多)时的状态时的状态(不要求理想形状不要求理想形状)。最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS)-实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。u 内表面内表面(孔孔)D MM=最小极限尺寸最小极限尺寸D min；u 外表面外表面(轴轴)d MM =最大极限尺寸最大极限尺寸d max。20 0 0-0.5-0.5 30+0.50.5 0 0最大实体尺寸最大实体尺寸MMSa)b)a）b）20 30 t t 最大实体实效尺寸最大实体实效尺寸(MMVS)最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)下的下的体外作用尺寸体外作用尺
44、寸。内表面内表面(孔孔)D MV=最小极限尺寸最小极限尺寸D min-中心要素的形位公差值中心要素的形位公差值 t；MMSMMS孔孔轴轴MMVSMMVS 外表面外表面(轴轴)d MV=最大极限尺寸最大极限尺寸d max+中心要素的形位公差值中心要素的形位公差值 t。D）最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸和最大实体实效尺寸(MMVS)最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)在给定长度上，实际要素处于最在给定长度上，实际要素处于最大实体状态大实体状态(MMC)，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。差值时
45、的综合极限状态。E）边界）边界 由设计给定的具有由设计给定的具有理想形状理想形状的的极限包容面极限包容面。最大最大实体边界实体边界(MMB)尺寸为最大实体尺寸尺寸为最大实体尺寸(MMS)的边界。的边界。最大实体最大实体实效边界实效边界(MMVB)尺寸为最大实体实效尺寸尺寸为最大实体实效尺寸(MMVS)的边界。的边界。建立边界概念系便于理解，且可与功能量规设计相结合。建立边界概念系便于理解，且可与功能量规设计相结合。最小实体要求最小实体要求 L 目前未见使用，有关术语和介绍省略目前未见使用，有关术语和介绍省略。8.3 公差原则公差原则 独立原则独立原则 图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是
46、独立的，应分图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求，两者无关。无任何附加符号。别满足要求，两者无关。无任何附加符号。独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系应遵循的独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系应遵循的基本原则基本原则。相关要求相关要求 尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求。尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求。A 包容要求包容要求-实际要素应遵守其实际要素应遵守其最大最大实体边界实体边界，其其局部实际尺寸局部实际尺寸不不得超出得超出最小实体尺寸最小实体尺寸的要求。的要求。B 最大实体要求最大实体要求-被测要素的实际轮廓应遵守其被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体最大
47、实体实效边界实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差误差值超出在最大实值超出在最大实体状态下给出的公差值的一种要求。体状态下给出的公差值的一种要求。E尺寸公差后加尺寸公差后加l 基准要素本身基准要素本身采用采用最大实体要求，基准要素遵守最大实体实最大实体要求，基准要素遵守最大实体实 效边界效边界 t A B C MMMB3 最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素l 基准要素本身基准要素本身不采用不采用最大实体要求，基准要素遵守最大实体最大实体要求，基准要素遵守最大实体 边界。边界。C 可逆要求可
48、逆要求 Reciprocity Requirement（美国和（美国和GM标准无）标准无）t M R A 详见详见GB/T 4249、GB/T 16671。B1 最大实体要求仅应用于被测要素：最大实体要求仅应用于被测要素：B2 最大实体要求仅应用于基准要素：最大实体要求仅应用于基准要素：t M t A MB4 当基准要素采用最大实体要求时，应注意基准本身如何当基准要素采用最大实体要求时，应注意基准本身如何?当当基准采用基准体系，基准采用基准体系，第二基准和第二基准和(或或)第三基准为第三基准为尺寸要素尺寸要素又采又采用最大实体要求时用最大实体要求时(下图下图d)，基准要素与被测要素遵守基准要素
49、与被测要素遵守相关要求相关要求。当当基准采用基准体系，第二基准和基准采用基准体系，第二基准和(或或)第三基准为第三基准为尺寸要素尺寸要素不采不采用最大实体要求时用最大实体要求时(下下图图c)，基准要素与被测要素遵守基准要素与被测要素遵守独立原则独立原则。基准应用基准应用不同原则不同原则的的定位定位不采用最大实体要求时，不采用最大实体要求时，基准基准轴轴的基准定位与零件的实际基的基准定位与零件的实际基准要素准要素应无间隙应无间隙。采用最大实体要求时，采用最大实体要求时，基准基准轴轴的基准定位与零件的实际基准的基准定位与零件的实际基准要素要素可有间隙可有间隙。关键区别关键区别独立原则独立原则相关要
50、求相关要求公差原则公差原则包容要求包容要求符号符号E无无被测遵守边界被测遵守边界不必要不必要最大实体边界最大实体边界(单一要素单一要素)A 被测要素被测要素 最大实体最大实体要求要求M最大实体实效边界最大实体实效边界MR可逆要求可逆要求不可逆要求不可逆要求最小实体最小实体要求要求L可可逆逆要求要求L最小实体实效边界最小实体实效边界R不可逆要求不可逆要求 遵守边界遵守边界小结小结基准本身基准本身EM基准遵守边界基准遵守边界最大实体边界最大实体边界最大实体实效边界最大实体实效边界MB 基准要素采用基准要素采用 无无M无形位公差要求无形位公差要求采用独立原则采用独立原则有形位公差要求有形位公差要求采
