形位公差之定向定位公差详解
形位公差简介1
(4) 当公差带为圆或圆柱体时,在公差数值前需加注符号"Φ",其 公差值为圆或圆柱体的直径.这种情况在被测要素为轴线时才有. 同轴度的公差带总是一圆柱体,所以公差值前总是加上符号"Φ"; 轴线对平面的垂直度,轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带, 需在公差值前也加上符号"Φ".
(5) 对一些附加要求,常在公差数值后加注相 应的符号,如(+)符号说明被测要素只许呈腰鼓 形外凸,(-)说明被测要素只许呈鞍形内凹,(＞) 说明误差只许按符号的小端方向逐渐减小.如 形位公差要求遵守最大实体要求时,则需加符 , 号○M.在框格的上,下方可用文字作附加的说 M. , 明.如对被测要素数量的说明,应写在公差框格 的上方;属于解释性说明(包括对测量方法的要 求)应写在公差框格的下方.例如:在离轴端 300mm处;在a,b范围内等.
面轮廓度
面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面， 保持其理想形状的状况。 用三次元测量可测量比较简单的物体。
面轮廓度公差是指非 圆曲面的实际轮廓线， 对理想轮廓面的允许 变动量。也就是图样 上给定的，用以限制 实际曲面加工误差的 变动范围。
轮廓度都必须先有理论值。 如果有了理论值，根据要求产生测量点，可 直接评价。 轮廓度就是实际测量点 和元素理论值的比较。
零件的形位公差共14项，其中形状 公差6个，位置公差8个，如下表。
形位公差的标注应注意以下问题: (1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号, 第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样. (2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单 段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这 样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内. (3) 被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方 向必须垂直于轴线.
形位公差详解
➢ 组合(公共)基准 — 二个或二个以上基准要素做一个基准； A-B
典型的例子为公共轴线做基准。 A-B
A
B
图 17
➢ 基准体系 Datum Reference Frame — 三个互相垂直的理想 (基准)平面构成的空间直角坐标系。见图18。
图 18
A. 板类零件基准体系
用 三 个 基 准 框 格 标 注
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工件变形、工件的内 应力的释放等原因，完工工件会产生各种形状和位置误差。
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 不同程度的影响。
因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸 公差和表面粗糙度要求以外，还须对零件规定合理的形状和 位置公差。
每25内直线 度公差0.1。
图8ห้องสมุดไป่ตู้
b) 轮廓度中若表示的公差要求适用范围不是整个轮廓时，应标注出 其范围。见图9标注（仅GM标准） 。
图9
c) 轮廓度中若表示的公差要求适用于整个轮廓。则在指引线转角处加 一小圆（全周符号）。见图10（GM 新标准与我国GB 标准相同）。
GM标 准也可不 加圆，而 在框格下 标注 ALL AROUND 来表示。 图例在面 轮廓度公 差带介绍 中。
5.2 四大特征 — 形状、大小、方向、位置 A 形状 Form
公差带形状主要有：两平行直线、两同心圆、两等距曲线 、两平行平面、两同轴圆柱、两等距曲面、一个圆柱、一个球。
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；有些项目根据不同的设计要求具 有数种形状的公差带。
Ø
Ø
图6
带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时从两端引 出。
形位公差详解以及标注方法
加工后的零件不仅有尺寸公差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状与理想几何体规定的形状不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而零件表面的实际位置对其理想位置所允许的变动量，称为位置误差。
形状和位置公差统称为形位公差。
2、形位公差的标注符号无无○无无有或无有或无∥有有有◎有有有有3、形位公差注意事项形位公差带一般解释：某个特性（表面、轴、点、线等）的形位公差是定义为一个区域，这个特性的所有点都包含在这个区域内。
按照该特性的给定公差和它的维数特征，其公差区域是下面中的一个：◆圆内区域◆两同心圆之间的区域◆两平行直线间的区域◆两等距线之间的区域◆两平行平面间的区域◆两等距面间的区域◆圆柱内区域◆两同轴圆柱之间的区域◆平行六面体之间的区域对于位置公差，必须定义一个基准用于决定公差区域的准确位置。
基准是一个理论上确切的几何特性（像轴、平面、直线等），可以基于一个或者几个基准特性。
除非有更加严格的限制，公差特性可以是公差区域内的任意形状、位置和方向等。
公差的数值t用于线性测量时以相同的单位给出。
如果没有特殊说明，作用于被标注公差特性的整个范围。
定义：定义：直线度Straightness 公差带是距离为公差值t 的两平行直线之间的区域。
如在公差值前加注φ，则公差带是直径为t 的圆柱面的区域被测表面的要素，必须位于平行于图样所示投影面且距离为公差值0.1的两平行直线内。
被测圆柱体内的轴线必须位于直径为φ0.08的圆柱面内。
平面度 Flatness 公差带是距离为公差值t 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0.08的两平行平面内。
圆度Circularity被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0.03的两同心圆之间。
被测圆锥面任一正截面上的圆周必须位于半径差为公差值0.1的两同心圆之间。
圆柱度 Cylindricity 公差带是半径差为公差值t 的两同轴圆柱面之间的区域。
形位公差之定向定位公差详解
第四章形状和位置公差及检测（第二讲，2学时）※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※本次课内容及时间分配：1.位置公差及基准的概念；2. 定向公差与公差带特点；3. 典型的定向公差带的特征及其标注；4. 定位公差与公差带特点；5. 典型的定位公差带的特征及其标注；6. 小结。
要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：本次课内容均要求深刻理解与熟练掌握。
本次课难点：典型的定向和定位公差带的特征及其标注。
本次课教学方法：本次课中，位置公差项目比较多，要有重点的进行讲解。
定向公差以平行度公差带的特征及标注为讲解重点，定位公差带的公差带的特征及其标注要各举一例进行讲解。
设置课堂问题，掌握学生理解情况课外作业：习题：4-9、4-11、4-14※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※具体内容的详细教案如下：（加黑字表示板书内容或应有板书的地方）注：首先对上次课的主要内容用2分钟进行小结。
第三节位置公差注：首先对上次课的主要内容用2分钟进行小结，然后讲新内容。
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。
位置公差用以控制位置误差，用位置公差带表示，它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。
1) 单一基准——如右图所示（见课件）为由一个平面要素建立的基准。
2) 组合基准(公共基准)——用下图（见课件）讲解3) 基准体系(三基面体系)——由三个相互垂直的平面所构成的基准体系，称三基面体系。
注：用教材图4-4讲解三基面体系。
应用三基面体系标注图样时，要特别注意基准的顺序。
二、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的变动全量。
定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度三项。
根据要素的几何特征及功能要求，定向公差中被测要素相对基准要素为线对线或线对面时，可分为给定一个方向，给定相互垂直的两个方向和任意方向上的三种。
形位公差实例详解
形位公差的标注（1）代号中的指引线箭头与被测要素的连接方法:当被测要素为线或表面时，指引线的箭 头应指在该要素的轮廓线或其延长线上，并应明显地与尺寸线错开，见下图 a。
当被测要素为轴线或中心平面时， 指引线的箭头应与该要素的尺寸线对 齐，见右图 b； 当被测要素为各要素的公共轴线、公共中心平面时，指引线的箭头可以 直接指在轴线或中心线上，见右图 c。
（2）对于位置公差还需要用基准符号及连线表明被测要素的基准要素， 此时基准符号与 基准要素连接的方法： 当基准要素为素线及表面时，基准符号应靠近该要素的轮廓线或其引出 线标注，并应明显地与尺寸线错开，见下图 a。
当基准要素为轴线或中心平面时，基准符号应与该尺寸线对齐，见上图 b。
当基准要素为各要素的公共轴线、公共中心平面时，基准符号可以直接 靠近公共轴线或中心线标注，见上图 c。
（3）当基准符号不便直接与框格相连时，则采用基准代号 (点击此处查看 画法)标注， 其标注方法与采用基准符号时基本相同， 只是此时公差框格应为三格 或多格，以填写基准代号的字母，见下图。
（4）当位置公差的两要素，被测要素和基准要素允许互换时，即为任选基 准时，就不再画基准符号，两边都用箭头表示，见下图。
（5）当同一个被测要素有多项形位公差要求，其标注方法又是一致时，可 以将这些框格画在一起，共用一根指引线箭头，见下图。
（6）若多个被测要素有相同的形位公差（单项或多项）要求时，可以在从 框格引出的指引线上绘制多个箭头并分别与各被测要素相连，见下图。
（7）如需给出被测要素任一长度（或范围）的公差值时，其标注方法见 图 a。
如不仅给出被测要素汪一长度（或范围）的公差值，还需给出被测要素全 长（或整个要素）内的公差值，其标注方法见下图 b。
Example:形位公差间的关系及取代应用国家标准 GB1182～1184《形状和位置公差》包括形状公差——直线度、平面度、 圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度；定向位置公差——平行度、垂直度、倾 斜度；定位位置公差——同轴度、对称度、位置度；跳动——径向、斜向、端 面圆跳动，径向、端面全跳动。
形位公差详解
整理课件
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同时（1950年）美国军用标准MIL – STD - 8提出了框格注法 以供使用，并提出了一系列符号。这些符号和注法，为以后的国际 标准打下了基础。
因此机械类零件的几何精度，除了必须规定适当的尺寸公 差、表面粗糙度和波纹度要求以外，还须对零件规定合理的形 状和位置公差（简称形位公差）。
整理课件
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休息
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二 要素 Feature
2.1 定义
要素(几何要素）是指零件上的特征部分 — 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。
通用汽车（GM）的演变过程 A - 91 - 1989 （等效采用ANSI Y14.5M - 1982 ） A - 91 - 1997、2001、2004 GLOBAL DIMENSIONING AND TOLERANCING ADDENDUM （等效采用ANSI Y14.5M 1994 ）
A-91-2001前版本，为通用/福特/克莱斯勒三大汽车公司共 同会签发布，2004版本为通用单独发布。
形状和位置(几何)公差 简解
整理课件
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1.前言
➢ 概况 ➢ 形位误差产生的因素 ➢ 形位误差对产品的影响
2.要素
➢ 定义 ➢ 类型
3.符号
➢ 公差特征项目的符号 ➢ 附加符号 ➢ 基准符号 ➢ 我国特有符号
4.标注
➢ 形位公差框格 ➢ 被测要素的标注 ➢ 基准要素的标注
目录
5.基准
➢ 定义 ➢ 基准的建立 ➢ 基准的类型 ➢ 基准的顺序 ➢ 基准的选择
形位公差详解
在图21中可发现该 盘类零件的基准框格采 用了三格，这是因为该 零件对基准轴线V有方 向要求。而从定位原理 上讲基准 U、V 已构成 了基准体系。 基准W是一个辅助 基准平面（不属于基准 体系）。
GM标 准也可不 加圆，而 在框格下 标注 ALL AROUND 来表示。 图例在面 轮廓度公 差带介绍 中。 图 10 GM标准将面轮廓度定义为位置公差，使用又广，故有些特殊的标
注规定，在后面介绍面轮廓度公差时再讲述。
d) 螺纹、齿轮和花键（两国标准一样） 一般情况下，以螺纹中径轴线作为被测要素或基准要素。如用大 径轴线标注“MAJOR DIA”（MD）；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 “PITCH DIA”（PD）；用大径轴线标注“MAJOR DIA” （MD）， 用 小径轴线标注“MINOR DIA”（LD）。 e) 我国GB标准独有的四个符号（图11） GB标准规定了在公差带内进一步限制被测要素形状的四个符号。
Ø
图 6
Ø
带箭头的指引线可从框格任一方向引出，但不可同时从两端引
出。
3.2.2 GM标准（有四种,且可无带箭头的指引线）
d c a a) 形位公差框 格放于要素的尺寸 或与说明下面； b) 形位公差框 格用带箭头的指引 线与要素相连； c) 把形位公差 框格侧面或端面与 要素的延长线相连 ； d) 把形位公差 框格侧面或端面与 尺寸要素的尺寸线 的延长线相连。 b a 图 7
理想要素 Ideal Feature — 理论正确的要素(无误差)。 在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用 实线(可见)或虚线(不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。
2.4 按结构性能分： 单一要素 Individual Feature — 具有形状公差要求的要素。 关联要素 Related Feature — 与其它要素具有功能关系的要素。 功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平 行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。 2.5 按与尺寸关系分： 尺寸要素 Feature of Size — 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸 确定的几何形状。 尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行对应面、圆锥形或楔形。 非尺寸要素 — 没有大小尺寸的几何形状。 非尺寸要素可以是表面、素线。 上述要素的名称将在后面经常出现，须注意的是一个要素在不 同的场合，它的名称会有不同的称呼。
形位公差详解
William Liu Nov.2005形位公差概述1、定义形位公差：是表示零件的形状和其相互间位置的精度要求。
2、形状和位置公差的分类形位公差：☹形状公差：A：直线度；B：平面度；C：圆度；D：圆柱度；E：线轮廓度；F：面轮廓度。
☹位置公差：A：定向公差：a:平行度；b:垂直度c:倾斜度。
B：定位公差：a:同轴度；b:位置度；c:对称度。
C：跳动：a:圆跳动；b:全跳动。
1形狀公差•形状公差的特点：可将其分成两组•1、直线度、平面度、园度、圆柱度：•特点：都是单一要素；没有基准；公差带位置是浮动的；•公差带方向为形位误差安最小区域法所形成的•方向一致。
•2、线轮廓度、面轮廓度：•特点：•1)、当线、面轮廓度是用来控制形状时，它是单一要素，•没有基准，公差带位置是浮动的。
•2)、当线、面轮廓度是用来控制形状和位置时，它是关•联要素，有基准，公差带位置是固定的。
•3)、当线轮廓度是封闭形状时，它是单一要素，没有基准•，公差带位置是固定的。
直線度公差1、定义：直线度是用来限制被测实际直线形状误差的一项指标。
2、平面上的直线度公差带是夹在距离为公差值的两条理想的平行线之间的区域。
0.01f＝0.01空間直線度公差3、空间的直线度公差带：是直径为公差值Ф0.04mm的圆柱面内区域。
Ø0.04Ø0.04平面差公差1、定义：平面度是用来限制实际平面形状误差的一项指标。
0.012、平面度公差带：是距离为公差值0.01mm的两平行平面间的区域。
圓度公差0.05f ＝0.052、公差带是半径差为公差值0.05mm 的两同心园之间区域。
1、定义：圓度是限制回转体的正截面或过球心的任意截面轮廓圓形状误差的一项指标。
圓柱度公差1、定义：圆柱度是综合限制圆柱体正截面和纵截面的圆柱形状误差的一项指标。
0.052、圆柱度公差带：是半径差为公差值0.05mm 的两同轴圆柱面之间区域。
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第四章形状和位置公差及检测（第二讲，2学时）
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※本次课内容及时间分配：
1.位置公差及基准的概念；
2. 定向公差与公差带特点；
3. 典型的定向公差带的特征及其标注；
4. 定位公差与公差带特点；
5. 典型的定位公差带的特征及其标注；
6. 小结。
要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：
本次课内容均要求深刻理解与熟练掌握。
本次课难点：
典型的定向和定位公差带的特征及其标注。
本次课教学方法：
本次课中，位置公差项目比较多，要有重点的进行讲解。
定向公差以平行度公差带的特征及标注为讲解重点，定位公差带的公差带的特征及其标注要各举一例进行讲解。
设置课堂问题，掌握学生理解情况
课外作业：习题：4-9、4-11、4-14
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※具体内容的详细教案如下：（加黑字表示板书内容或应有板书的地方）
注：首先对上次课的主要内容用2分钟进行小结。
第三节位置公差
注：首先对上次课的主要内容用2分钟进行小结，然后讲新内容。
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。
位置公差用以控制位置误差，用位置公差带表示，它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。
1) 单一基准——如右图所示（见课件）为由一个平面要素建立
的基准。
2) 组合基准(公共基准)——用下图（见课件）讲解
3) 基准体系(三基面体系)——由三个相互垂直的平面所构成的基准体系，称三基面体
系。
注：用教材图4-4讲解三基面体系。
应用三基面体系标注图样时，要特别注意基准的顺序。
二、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的变动全量。
定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度三项。
根据要素的几何特征及功能要求，定向公差中被测要素相对基准要素为线对线或线对面
时，可分为给定一个方向，给定相互垂直的两个方向和任意方向上的三种。
1.平行度
1）“面对面”的平行度
注：以右图并结合课件中的公差带图说明其公差带的形状、大小、
公差带方向，并说明位置是浮动的；要注意讲清哪个是基准，哪个是被测要素。
2）“线对线”的平行度
（1）一个方向（2）相互垂直的两个方向（2）任意方向
注：以下图（见课件）说明三种情况公差带的形状、大小，并说明公差带方向、位置是
浮动的。
一个方向 相互垂直的两个方向 任意方向
2. 垂直度
当两个要素互相垂直时，用垂直度公差控制被测要素对基准的方向性误差。
注：垂直度公差的分析方法与平行度公差相类似，用下面例子简单讲解。
1）一个方向2）任意方向
一个方向
任意方向
3. 倾斜度
注：用下面例子简单讲解。
1）“面对线”倾斜度2）“线对面”倾斜度（任意方向）
注：以下图（见课件）说明其公差带的形状、大小，并说明公差带方向、位置是浮动的。
（注：本例加了一个第二基准B，并标注了其理论正确尺寸
，表明φD的轴线相对基准平面B的位置被固定下来，即φD的轴线的理论正确位置距B基准为中的值，相当于理论轴线平行于B基准且距离为）
定向公差具有如下特点：
1) 定向公差带相对基准有确定的方向，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。
如平面的平行度公差，可以控制该平面的平面度和直线度误差；轴线的垂直度公差可以控制该轴线的直线度误差。
（注：可设置课堂问题）
因此在保证功能要求的前提下，规定了定向公差的要素，一般不再规定形状公差，只有需要对该要素的形状有进一步要求时，则可同时给出形状公差，但其公差数值应小于定向公差值。
（注：以上内容1学时）
三、定位公差与公差带
定位公差——是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。
它包括同轴度、对称度和位置度三项。
1．同轴度（用右图讲解同轴度）（见课件）
2．对称度（用下图讲解同轴度）（见课件）
3．位置度
位置度用于控制被测要素(点、线、面)对基准要素的位置误差。
根据零件的功能要求，位置度公差可分为给定一个方向、给定相互垂直的两个方向和任意方向三种。
后者用得最多。
位置度常用于控制具有孔组零件的各孔轴线的位置度误差。
（注：增加孔组的累积误差问题，可说明位置公差的应用问题）
1）线的位置度（任意方向）2）面的位置度
注：用下图（见课件），讲解其公差带的形状、大小，并说明公差带方向、位置是固定的。
；要讲解为什么要标注三个基准及理论正确尺寸。
线的位置度面的位置度
A-A
(注：后一个图与前面倾斜度的示例进行比较，可看出定向公差与定位公差的区别) 定位公差带的特点如下：
1) 定位公差相对于基准具有确定位置。
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。
如平面的位置度公差，可以控制该平面的平面度误差和相对于基准的方向误差；同轴度公差可以控制被测轴线的直线度误差和相对于基准轴线的平行度误差。
（注：可设置课堂问题）
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形状公差，但其数值应小于定位公差值。
课时小结（口述）
应小结如下内容：
基准的概念及常用的三种基准（单一基准、组合基准和三基面体系）；定向公差与公差带特点；定位公差与公差带的特点；典型的定向和定位公差带的定义、特征以及标注示例中标注的涵义。
同轴度是构造公共轴线，同时要考虑垂直度的要求
位置度在考虑基准时尽量测量三维特征，尽量测量得比较长，避免延伸误差，美国标准里面经常将其他很多公差转换为位置度来计算。