形位公差和检测.doc

. .. . .第四章 位置公差及其检测第一节 位置公差带及其特点 位置公差包含定向公差、定位公差和跳动公差，这三类公差项目的公差带分别具有不同的特点：一、定向公差带 定向公差是关联实际要素对其具有确定方向的理想要素的允许变动量理想要素的方向由基准及理论正确尺寸（角度）确定当理论正确角度为0度时，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，称为倾斜度公差这三项公差都有面对面、线对线、面对线、和线对面几种情况表4－1列出了定向公差各项目的公差带定义、标注示例和公差带图表4－1定向公差带定义、标注、和解释特征公差带定义标注和解释平行度面对面公差带是距离为公差值t，且平行于基准面的两平行平面之间的区域平行度公差被测表面必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准表面A（基准平面）的两平行平面之间线对面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被测轴线必须位于距离为公差值0.03mm，且平行于基准表面A（基准平面）的两平行平面之间面对线公差带是距离为公差值t，且平行于基准轴线的两平行平面之间的区域被测表面必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准线A（基准轴线）的两平行平面之间特征公差带定义标注和解释平行度线对线公差带是距离为公差值t，且平行于基准线，并位于给定方向上的两平行平面之间的区域被测轴线必须位于距离为公差值0.1mm，且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间如在公差值前加注Φ，公差带是直径为公差值t，且平行于基准线的圆柱面内的区域被测轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且平行于基准轴线的圆柱面内垂 直度面对面公差带是距离为公差值t，且垂直于基准平面的两平行平面之间的区域被测面必须位于距离为公差值0.05mm，且垂直于基准平面C的两平行平面之间。

倾斜度面对线公差带是距离为公差值t，且与基准线成一给定角度α的两平行平面之间的区域被测表面必须位于距离为公差值0.1mm，且与基准线D（基准轴线）成理论正确角度75的两平行平面之间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；而其位置往往是浮动的 (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累的形状有进一步的要求时，可再给出形状公差，且形状公差值应小于定向公差值 如图4－1所示零件，根据功能要求，对Φd轴已给出Φ0.05mm的垂直度要求，但对该轴的直线度有进一步要求，故又给出了Φ0.02mm的直线度要求图4－1 定向和形状公差同时标注二、定位公差与公差带 定位公差是关联实际要素对其具有确定位置的理想要素的允许变动量理想要素的位置由基准及理论正确尺寸(长度或角度)确定当理论正确尺寸为零，且基准要素和被测要素均为轴线时，称为同轴度公差(若基准要素和被测要素的轴线足够短，或均为中心点时，称为同心度公差)；当理论正确尺寸为零，基准要素或(和)被测要素为其他中心要素(中心平面)时，称为对称度公差；在其他情况下均称为位置度公差。

表4—2列出了部分定位公差的公差带定义、标注和解释示例表4—2 定位公差带定义、标注和解释特征公差带定义标注和解释同轴度轴线的同轴度公差带是直径为公差值Φt的圆柱面内区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴大圆的轴线必须位于直径为公差值Φ0.1mm，且与公共基准线A－B（公共基准线）同轴的圆柱面内对称度中心平面的对称度公差带是距离为公差值t，且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域被测中心平面必须位于距离为公差值0.08mm，且相对基准中心平面A 对称配置的两平行平面之间位置度点的位置度如公差值前加注SΦ，公差带是直径为公差值t的球内区域，球公差带的中心点的位置由相对于基准A和B的理论正确尺寸确定被测球的球心必须位于直径为公差值0.08mm的球内，该球的球心位于相对基准A和B所确定的理想位置上位置度线的位置度如在公差值前加注Φ，则公差带是直径为t的圆柱面内的区域，公差带的轴线的位置由相对于三基面体系的理论正确尺寸确定每个被测轴线必须位于直径为公差值0.1mm,且以相对于A、B、C基准表面基准平面所确定的理想位置为轴线的圆柱内每个被测轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且以理想位置为轴线的圆柱内位置度面的位置度公差带是距离为公差值t，中心平面在理想位置的两平行平面之间的区域被测平面必须位于距离为公差值0.05mm，与基准轴线成60，中心平面距基准B为50mm的两平行平面内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，其中，位置度公差带的位置由理论正确尺寸确定，同轴度和对称度的理论正确尺寸为零，图上可省略不注。

（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，则可另行给出定向或(和)形状公差，但其数值应小于定位公差值三、跳动公差与公差带 与定向、定位公差不同，跳动公差是针对特定的检测方式而定义的公差特征项目它是被测要素绕基准要素回转过程中所允许的最大跳动量，也就是指示器在给定方向上指示的最大读数与最小读数之差的允许值跳动公差可分为圆跳动和全跳动 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圆跳动又分为径向圆跳动、端而圆跳动和斜向圆跳动三种 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全跳动分为径向全跳动功和端面全跳动两种 跳动公差适用于回转表面或其端面表4－3列出了部分跳动公差带定义、标注和解释示例特征公差带定义标注和解释圆跳动径向圆跳动公差带是垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域当被测要素围绕基准线A (基准轴线)作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不大于0.05mm圆跳动端面圆跳动公差带是在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为t的圆柱面区域被测面绕基准线A（基准轴线）作无轴向移动旋转一周时，在任一测量圆柱面内的轴向跳动量均不得大于0.06mm圆跳动斜向圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任一测量圆锥面上距离为t的两圆之间的区域，除另有规定，其测量方向应与被测面垂直被测面绕基准线A（基准轴线）作无轴向移动旋转一周时，在任一测量圆锥面上内的跳动量均不得大于0.05mm全跳动径向全跳动公差带是半径差为公差值t，且与基准同轴的两圆柱面之间的区域被测面围绕基准线A－B作若干次旋转，并在测量仪器与工件间同时作轴向移动，此时在被测要素上各点间的示值差均不得大于0.2mm，测量仪器或工件必须沿着基准轴线方向并相对于公共基准轴线A－B移动全跳动端面全跳动公差带是距离为公差值t，且与基准垂直的两平行平面之间的区域被测面围绕基准线A作若干次旋转，并在测量仪器与工件间作径向移动，此时，在被测要素上各点间的示值差不得大于0.05mm，测量仪器或工件必须沿着轮廓具有理想正确形状的线和相对于基准轴线A的正确方向移动 跳动公差带具有如下特点： (1)跳动公差带的位置具有固定和浮动双重特点，一方面公差带的中心(或轴线)始终与基准轴线同轴，另一方面公差带的半径又随实际要素的变动而变动。

(2)跳动公差具有综合控制被测要素的位置、方向和形状的作用例如，端面全跳动公差可同时控制端面对基准轴线的垂直度和它的平面度误差；径向全跳动公差可控制同轴度、圆柱度误差第二节 位置公差的检测 位置误差是关联实际要素对其理想要素的变动量，理想要素的方向或位置由基准确定 判断位置误差的大小，常采用定向或定位最小包容区去包容被测实际要素，但这个最小包容区与形状误差的最小包容区有所不同，其区别在于它必须在与基准保持给定几何关系的前提下使包容区的宽度或直径最小图4—2(a)所示的面对面的垂直度误差是包容被测实际平面并包得最紧、且与基准平面保持垂直的两平行平面之间的距离，这个包容区称为定向最小包容区图4—2(b)所示的台阶轴，被测轴线的同轴度误差是包容被测实际轴线并包得最紧、且与基准轴线同轴的圆柱面的直径，这个包容区称为定位最小包容区定向、定位最小包容区的形状与其对应的公差带的形状相同当最小包容区的宽度或直径小于公差值时，被测要素是合格的图4－2定向和定位最小包容区示例一、平行度误差的测量平行度误差是指被测实际要素相对于其基准要素平行的理想要素的变动量平行度误差是反映平面和直线之间方向关系的定向位置误差。

根据平面和直线两类几何要素的相对关系，平行度误差可分四种情况，即：面对基准平面、线对基准平面、面对基准直线、线对基准直线1、 面对基准平面的平行度误差检测面对基准平面的平行度误差值可用两平行平面构成的定向最小区域宽度来表示该定向最小区域必须与基准平面保持平行关系，当其包容被测实际面时，两包容面与实际面之间至少各有一点接触1）节距法对于狭长且成阶梯状的平面间平行度误差的测量（图4－3），可用框式水平仪分别对实际基准表面和被测实际表面进行直线度误差的测量测量时，水平仪的方向和测量方向在测量两个面时要严格一致测量方法同节距法直线度误差的测量图4－3由于零件的结构为狭长形状，所以可将宽度方向的平行度误差略去不计通过对长度方向的测量，并经过数据处理后，即可确定其平行度误差值例 如图4－3所示，零件长度为1600mm，今用分度值为0.02/1000mm的框式水平仪，桥板长度为200mm，来测量其平行度误差测量值见表4－4表4－4测点序号012345678被测测量量0+1+2-1+2+1-2-1+1基准测量量0+1+2-1+1-1+2+1+1根据表4－4中的测量值画出实际基准平面和被测实际表面的误差曲线（如图4－4）。

根据最小条件判别准则作实际基准平面误差曲线的包容线，该包容线即为理想基准直线然后在被测实际表面的误差曲线上，作出平行于理想基准直线的定向最小包容区域，该区域由两平行直线和构成，沿Y坐标方向的定向最小区域的宽度y＝4格，即为所求平行度误差格值该零件的平行度误差值为：上例如果用计算法求解，则先建立理想基准直线的方程式： 根据两平行包容直线和与其理想基准直线的平行关系，它们的方程式分别为：图4－4根据图4－4，可知理想基准直线通过（2，3）和（8，6）两点，故理想基准直线的方程为：根据图4－4，可知和分别通过（7，2）和（5，5）两点，可得两个方程为：当=0时，表示包容直线和分别通过Y轴将分别=0代入上述两个方程，可得和在Y轴上的截距格，格，所示平行度误差格值为：格将代入计算公式可求得该零件的平行度误差值为：。