形状和位置公差及其检测.doc

精心整理4.5形位公差的选择凡零件图样上的几何要素都有形位公差要求，可分为标注形位公差和未注形位公差为了简化图样， 对一般中等制造精度的机床所能达到的形位公差值（称为未注形位公差）（删），可不必标注而在 许多情况下，为了保证零件的功能要求，提高加工经济效益，则必须正确地选择形位公差并标注 形位公差的选择包括公差项目、基准要素、公差等级（形位公差值）和公差原则的选择4.5.1形位公差项目的选择形位公差项目的选择，取决于零件的几何特征与使用要求，同时还要考虑检测的方便性1. 考虑零件的几何特征要素的几何形状特征是选择被测要素公差项目的基本依据 例如，圆柱形零件可选择圆柱度 误差（删），平面零件可选择平面度 误差（删），槽类零件可选择对称度 误差（删），阶梯孔、轴可选 择同轴度误差（删），凸轮类零件可选择轮廓度 误差（删）等2. 考虑零件的功能要求根据零件不同的功能要求，选择不同的形位公差项目例如，齿轮箱两孔轴线的不平行， 将影响正常啮合，降低承载能力，故应选择平行度公差项目为了保证机床工作台或刀架运动轨迹的精度， 需要对导轨提出直线度公差要求等3. 考虑检测的方便性当同样满足零件的使用要求时，应选用检测简便的项目。

例如，同轴度公差常常被径向圆跳动公 差或径向全跳动公差代替，端面对轴线的垂直度公差可以用端面圆跳动公差或端面全跳动公差代 替因为跳动公差检测方便，而且与工作状态比较吻合但应注意，径向全跳动是同轴度误差与圆 柱面形状误差的综合结果，故当同轴度由径向全跳动代替时，给出的跳动公差值应略大于同轴度公 差值，否则会要求过严4.5.2基准要素的选择基准要素的选择包括基准部位的选择、基准数量的确定、基准顺序的合理安排1. 基准部位的选择选择基准时，主要应根据设计和使用要求，考虑基准统一原则和结构特征 具体应考虑如下几 占：八、、•（1） 选用零件在机器中 的定位的结合（删）面作为基准部位例如，箱体的底平面和侧面、盘类 零件的轴线、回转零件的支承轴颈或支承孔等2） 基准要素应具有足够的大小和刚度，以保证定位稳定可靠例如，用两条或两条以上相距较 远的轴线组合成公共基准轴线比单一基准轴线要稳定3） 选用加工比较精确的表面作为基准部位4） 尽量使装配、加工和检测基准统一这样，既可以消除因基准不统一而产生的误差 ，也可以 简化夹具、量具的设计与制造，且测量方便2. 基准数量的确定一般来说，应根据公差项目的定向、定位几何功能要求来确定基准的数量。

定向公差大多只要一 个基准，而定位公差则需要一个或多个基准例如，对于平行度、垂直度、同轴度公差项目，一般 只用一个平面或一条轴线做基准要素； 对于位置度公差项目，需要确定孔系的位置精度，就可能要 用到两个或三个基准要素3. 基准顺序的安排当选用两个以上基准要素时，就要明确基准要素的次序，并按第一、二、 三的顺序写在公差框格中，第一基准要素是主要的，第二基准要素次之4.5.3公差等级的选择公差等级的选择实质上就是对形位公差值的选择国家标准 GB/T1184—1996,对14个形位公差项目，（删）除线轮廓度、面轮廓度和位置度外， 对其余11项均规定了公差等级对圆度和圆柱度 划分为13级，从0〜12级对其余公差项目划分为12级，从1〜12级精度等级依次降低，12 级精度等级最低形位公差等级的选择原则与尺寸公差选择原则一样， 在满足零件功能要求的前提下，尽量选用低的公差等级选择方法常采用类比法确定形位公差值时，应考虑以下几个问题1. 形位公差和尺寸公差的关系通常，同一要素的形状公差、位置公差和尺寸公差应满足关系式T形状

在工艺上，其形状公差大多数按分割尺寸公差的百分比来确定，即T形状=kT尺寸在常用尺寸公差IT5〜IT8的范围内，k通常可取25%〜65%3. 形状公差与表面粗糙度的关系一般情况下，表面粗糙度的Ra值约占形状公差值的20%〜25%4. 考虑零件的结构特点对于结构复杂、刚性较差或不易加工和测量的零件，如细长轴、薄壁件等， 在满足零件功能要求的前提下，可适当选用低1〜2级的公差值表4.7至表4.10列出了形位公差值和形位公差等级的应用表4.7直线度和平面度公差（单位：mr）公差 等 级主要参数L/mm应用举例<10>10〜16>16〜25>25〜40>40〜63>63100>100160>160250>250400>400630522.534568101215普通精度的机床导轨63456810121520257568i10121520253040轴承体的支承面，减速器的壳 体，轴系支承轴 承的接合面881012152025304050609121520253040506080100辅助机构及手动机械的支承面，液压管件和法兰的连接面1020253040506080100120150表4.8圆度和圆柱度公差（单位：mr）公差等级主参数d (D) /mm应用举例>610>1018>1830>3050>5080>80120>120180>180250>250315>315400>40050051.522.52.534578910安装6级和4级滚动轴承的配合面，通用减 速器的轴颈，一般机床的主轴（应为0级和6 级？）62.534456810121315745678101214161820千斤顶或压力油缸的活塞，水泵及减速器86891113151820232527的轴颈，液压传动系统的分配机构9911131619222529323640起重机、卷扬机用滑动轴承等10151821253035404652763表4.9平行度、垂直度和倾斜度公差 （单位：mr）公差 等 级主参数L、d （ D） /mm应用举例<10>10〜16>16〜25>25~ 40>40〜63>63〜100>100〜160>160〜250>250~ 400>400〜630556810121520253040垂直度用于发动机的 轴和离合器的凸缘，装 5级、6级轴承和装4级、 5级轴承之箱体的凸肩（应为0级和6级？）68101215202530405060平行度用于中等精度 钻模的工作面，7〜10 级精度齿轮传动壳体 孔的中心线7121520253040506080100垂直度用于装0级轴承 之壳体孔的轴线，按h6 与g6连接的锥形轴减 速机的机体孔中心线82025304050I |6080100120150平行度用于重型机械轴承盖的端面、手动传动装置中的传动轴表4.10同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差 （单位：mr）公差 等 级主参数 d ( D)、B L/mm应用举例>3~ 6、一3>6~101>10〜18>18〜30>30~50>50 ~120>120 〜250>250~5005345681012156和7级精度齿轮轴的配合面， 较高精度的快速轴，较 高精度机床的轴套6568101215202578101215202530408和9级精度齿轮轴的配合面，普通精度高速轴（100r/rnin 以下），长度在1n以下的主传动轴，起重运输机的鼓轮配合孔和导轮的滚动面812152025304050604.5.4公差原则的选择选择公差原则应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性和经济 性。

独立原则主要用于尺寸精度与形位精度要求相差较大， 需分别满足要求；或两者无联系，保证运动精度、密封性，未注公差等场合包容要求 要（删）用于需要严格保证配合性质的场合最大实体 要求用于中心要素，一般用于相配件要求为可装配性（无配合性质要求） 的场合最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等场合可逆要求与最大（最小） 实体要求联合使用，扩大了被测要素实际尺寸的范围，提高了经济效益，在不影响使用性能的前提下可以选用4.6形位公差的检测原则4.6.1检测原则GB/ T1958—1980《形状和位置公差检测规定》将常用的各种测量方法概括为以下五种检测原则1. 与理想要素比较原则这一原则是将被测实际要素与其理想要素相比较，可以直接获得测量值，也可以间接获得 测量中，理想要素用模拟方法来体现如平板、平台、水平面等作为理想平面；一束光线、拉紧的 钢丝、刀口尺的刃口等作为理想直线；轮廓样板作为线、面理想轮廓等测量时，被测要素上各测 点相对于测量基准的量值，通过测量直接获得时，称为直接法图4.26所示为采用指示器相对于平板平面度误差测量的示例先将被测零件用支承置于平板 上,以平板工作面作为测量基准，调整被测要素上相距最远三点相对于测量基准等高， 指示器在被测要素上按预定的布点进行测量，测得的最大与最小读数的代数差 ，其值（删）为按三点法评定的平面度误差。

图4.26直接法模拟理想要素图 4.27间接法模拟理想要素但是有的测量方法，对被测要素上各点相对于测量基准的量值只能间接获取， 称为间接法图4.27为采用自准直仪的间接法引（删）利用光轴进行直线度误差测量的示意图 将自准仪放置在被测要 素以外的基座上，以光轴（一束光线）作为测量基准，反射镜放在桥板上，并将桥板放置在被测要 素上测量时，先将反射镜置于被测要素的两端， 调整自准仪的位置，使其光轴与两端点连线大致平行，因被测要素理想直线的位置要通过测量后才能确定；然后将反射镜沿被测要素等距离移动， 测得各测量点的读数此时被测要素的直线度误差要通过对测得数据进行处理， 用计算法或图解法，按最小条件计算间接获得对于采用间接测量而言，模拟理想要素在测量中作为被测要素实际形位状况的评定基准2. 测量坐标值原则它是测量被测实际要素的坐标值（如直角坐标值、极坐标值、圆柱面坐标值等） ，并经过数据处理来获得形位误差值的测量原则图 4.28所示为采用坐标测量装置测量被测圆度误差的示例 将被测零件放在测量仪上，并调整零件的轴线，使它平行于坐标轴。