4.形位公差及其误差检测
形位公差带专题知识讲座
全跳动
全跳动分为径向全跳动公差和端面全跳动 公差。
径向全跳动旳公差带与圆柱度公差带旳形 状是相同旳，但前者旳轴线与基准轴线同 轴，后者旳轴线是浮动旳，随圆柱度误差 形状而定。
端面全跳动旳公差带与端面对轴线旳垂直 度公差带是相同旳，所以两者控制位置误 差旳效果也是一样旳。
径向全跳动
径向全跳动旳公差带是半径 差为公差值t，且与基准轴 线同轴旳两圆柱面之间旳区 域。如图所示ød圆柱面绕基 准轴线作无轴向移动旳连续 回转，同步，指示表作平行 于基准轴线旳直线移动，在 整个测量过程中，指示表旳 最大读数差不得不小于公差 值0.05mm。径向全跳动是 被测圆柱面旳圆柱度误差和 同轴度误差旳综合反应。
轮廓要素、中心要素；
（二）按存在状态分：
实际要素、理想要素；
（三）按所处地位分：
被测要素、基准要素；（四）按Βιβλιοθήκη 能关系分：单一要素、关联要素。
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二、形位公差旳项目及符号
线轮 廓度
跳动
三、形位公差旳标注(一)
以公差框格旳形式标注（两格或多格）
0.05
A
公差特征符号 公差值
基准
指导线
(从表4-1中选) (以mm为单位) (由基准字母表达) (指向被测要素)
一基准）和ø70H7旳轴线旳
位置度公差为0.15mm。
ø0.02 A
∥ 0.04 A
ø0.03 B
五、公差带概述
定义：限制被测要素变动旳区域。其主 要形状有9种：圆内旳区域、两同心圆间 旳区域、两同轴圆柱面间旳区域、两等 距线间旳区域、两平行直线间旳区域、 圆柱面内旳区域、两等距曲面间旳区域、
两平行平面间旳区域、球面内旳区域。
四要素：形状、大小、方向、位置。
形位公差与检测
图4-10 基准要素为中心要素的标注
课题一 形状公差和位置公差概述
五、形位公差的标注 （3）形位公差标注中的有关问题 ① 限定被测要素或基准要素的范围 如仅对要素的某一部分 给定形位公差要求，如图4-11(a)所示，或以要素的某一部分作 基准时，如图4-11(b)所示，则应用粗点画线表示其范围并加注 尺寸。
六、形位公差值及有关规定
1. 图样上注出公差值的规定
对于形位公差有较高要求的零件，均应在图样上按规定的标注 方法注出公差值。形位公差值的大小由形位公差等级并依据主 要参数的大小确定，因此确定形位公差值实际上就是确定形位 公差等级。国家标准规定，除圆度和圆柱度外，形位公差分为 12个等级，1级最高，12级最低，6、7级为基本级。圆度和圆 柱度还增加了精度更高的0级。国标GB1184-1996标准给出了 各形位公差的公差值和位置度系数表，见表4-3~表4-7。直线 度、平面度（表4-3）；圆度和圆柱度（表4-4）；平行度、垂 直度、倾斜度（表4-5）；同轴度、对称度、圆跳动和全跳动 （表4-6）；位置度数系（表4-7）。
五、形位公差的标注 1. 形位公差代号 （1）公差框格及填写的内容 公差框格在图样上一般应水平放置，若有必要，也允许竖直 放置，由左往右依次填写公差项目、公差值及有关符号、基准 字母及有关符号，基准可多至三个。如图4-3所示。
图4-3 公差框格
课题一 形状公差和位置公差概述
五、形位公差的标注 （2）指引线 指引线是用来联系公差框格与被测要素的，指引线由细 实线和箭头构成，它从公差框格的一端引出，并保持与公 差框格端线垂直，引向被测要素时允许弯折，但不得多于 两次。 指引线的箭头应指向公差带的宽度方向或径向。如 图4-4所示。
形位公差及检测
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.(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.形位公差是为了满足产品功能要求而对工件要素在形状和位置方面所提出的几何精度要求。
以形位公差带来限制被测实际要素的形状和位置。
形位误差对零件使用性能的影响1．影响零件的功能要求。
2．影响零件的配合性质。
3．影响零件的互换性。
形状公差小于位置公差值，采用跳动公差时，若综合控制被测要素能够满足功能要求，一般不再标注相应的位置公差和形状公差，若不能够满足功能要求，则可进一步给出相应的位置公差和形状公差，但其数值应小于跳动公差值。
形状和位置公差及其检测
形状和位置公差及其检测一、形位公差的概念图样上给出的零件是没有误差的理想几何体，但是，在加工过程中由于机床、夹具、刀具和工件所组成的工艺系统本身存在各种误差，以及加工过程中出现受变形、振动、磨损等各种干扰，使加工后零件的实际形状和相互位置，与理想几何体规定的形状以及线、面相互位置存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，相互位置之间的差异就是位置误差，它们统称为形状和位置的误差，简称形位误差。
零件在加工过程中，不仅有尺寸误差，而且会产生形状和位置误差。
形位误差对机构、仪器的使用功能影响很大。
因此，仅控制尺寸误差尺寸误有时仍难以保证零件的工作精度、联结强度、密封性、运动平衡性、耐磨性和可装配性等方面的要求，特别在高温、高压、高速重载等条件下工作的精密机械影响很大。
零件的形位误差对其使用性能会产生以下影响：（1）影响零件的功能要求。
例如，机床导轨的形状误差会影响结构件（如刀架）的动精度；车床主轴两支承轴颈的形位误差会影响主轴的回转精；齿轮箱上各轴承孔的位置误差将影响齿面承载能力和齿轮副的侧隙。
有结合要求的平面形状误差将影响结合的密封性，并因接触的减小面降低承载能力等。
（2）影响零件的配合性质。
例如，对于圆柱结合的间隙配合，圆柱表面的形状误差会使间隙大小分布不均，当配合件发生相对转动时，磨损加快，降低零件的工作寿命和运动精度。
（3）影响零件的自同装配性。
例如，花键轴各键的位置误差将影响与花键孔的联结；箱盖、法兰盘等零件上各螺栓孔出现位置误差将难以自由装配。
因此，设计零件时必须根据零件的功能要求，并考虑制造时的经济性，对其形位误差加以必要且合理的限制，即合理地确定零件的形位误差。
形状公差标准是重要的基础标准之一。
我国参照国际准，重新修订并以颁布实施的《形状和位置公差》国家标准有GB/T1182-1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》、GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差值》、GB4249-1996》《公差原则》、GB/T16671-1996《形状位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》等。
公差与测量技术_第3章_形位公差及检测
汽车制造：在汽车制造过程中形位公差与测量技术被广泛应用于车身、发动机、底盘等零部件的制造和装配。
航空航天：在航空航天领域形位公差与测量技术被用于飞机、火箭、卫星等设备的制造和装配以确保其性能和安 全性。
机械设备制造：在机械设备制造领域形位公差与测量技术被用于各种机械设备的制造和装配如机床、机器人、医 疗器械等。
直接测量法：通过测量工具直接测量工件的尺寸和形状
间接测量法：通过测量工件的位移、角度等参数来间接测量形位误差
光学测量法：利用光学仪器进行非接触测量如投影仪、光学测量仪等
激光测量法：利用激光干涉仪进行高精度测量适用于精密加工和检测
计算机辅助测量法：利用计算机软件进行数据处理和分析提高测量精度 和效率
汽车零件的尺寸和形状公差检测 汽车车身的形位公差检测 汽车轮胎的形位公差检测 汽车发动机和变速箱的形位公差检测 汽车底盘和悬挂系统的形位公差检测 汽车电子系统的形位公差检测
航空航天领域：用于飞机、卫星等设备的制造和检测 汽车制造领域：用于汽车零部件的制造和检测 机械制造领域：用于机械设备的制造和检测 电子制造领域：用于电子设备的制造和检测 建筑工程领域：用于建筑结构的制造和检测 医疗设备领域：用于医疗设备的制造和检测
满足客户需求：形位公 差与测量技术的提高有 助于满足客户的需求提 高客户满意度。
提高测量仪器的精度和稳 定性
加强测量人员的培训和技 能提升
采用先进的测量方法和技 术如激光测量、三维扫描 等
建立完善的测量管理体系 确保测量数据的准确性和 可靠性
加强与生产部门的沟通和 协作确保测量结果的及时 性和有效性
行数据处理和分析
确定测量报告：根据测量结果 编写测量报告包括测量数据、
分析结果、结论等
形位公差定义及检测方法
形位公差定义及检测方法一、直线度的定义及检测方法定义：直线度是指零件被测的线要素直不直的程度。
检测方法概述：㈠.将平尺（小零件可用刀口尺）与被测面直接接触并靠紧。
此时平尺与被测面之间的最大间隙即为该检测面的直线度误差。
一般公用检测器具-塞尺。
（图片）按此方法检测若干条素线，取其中最大误差值作为该件的直线度误差。
㈡.将被测件放在平台上，并靠紧方箱或直角尺（或者将被测件放置在等高V型铁上）。
用杠杆表在被测素线的全长范围内测量，同时记录检测数值，最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。
（简图）：按上述方法测量若干条素线，并计算，取其中最大的误差值，作为被测零部件的直线度误差。
㈢将被测零部件用千斤顶支起，利用杠杆表将被测素线的两端点调整到与平台平行，在被测素线的全长范围内测量，同时记录，读数，最大值与最小值之差即为该素线的直线度误差，按同样方法测量若干条素线，取其中最大的误差值作为该被测件的直线度误差。
㈣综合量规：综合量规的直径等于被测零件的实效尺寸，综合量规必须通过被测零件。
二、平面度定义及检验方法平面度是指零件被测表面的要素平不平得程度。
㈠将被测件用千斤顶支撑在平台上，调整被测表面最远的三点A,B,C，（利用杠杆表或高度尺）使其与平台平行，然后用测头在整个实际表面上进行测量，同时记录读数，其最大与最小读数之差，即为被测件平面度误差。
㈡用刀口尺（小型件）或平尺（较大型件）在整个被测平面上采用“米”字型或栅格型方法进行检测，用塞尺进行检验，取其塞尺最大值为该被测零件得平面度误差。
㈢环类垫圈类零件将被测件的被测面放在平台上，压紧，然后用塞尺检测多处，其塞入的最大值即为该件的平面度误差。
（或者将被测件的被测面用三块等高垫铁在平台上均分支撑，然后用杠杆表在被测面的多处进行检测，取其最大与最小读数的差作为该件的平面度误差。
三、圆度定义及测量方法定义：圆度是指具有圆柱面（包括圆锥面）的零件在同一横剖面内的实际轮廓不圆的程度。
形位误差及其检测
2、形状公差带及其特点 ①直线度公差 —— 用于控制直线和轴线的形状误差。
含义：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。
a、当给定一个方向时， 公差带是距离为公差值t的 两平行平面之间的区域
b、当给定互相垂直的两个方 向时，公差带是两对给定方向 上距离分别为公差值t1和t2的 两平行平面之间的区域
示例：
二个点目标 和 一个线目标 构成基准 A 。
图 26
用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。
③顺序 基准体系中基准的顺序前后表示了不同的设计要求 。
强调4孔轴线 与A轴线平行 强调4孔轴线 与B平面垂直 基准后有、 无附加符号 又表示了不 同的设计要 求。详见公 差原则。
二、 形位公差的标注方法
零件1 零件2
在加工和检测过程中，往往用测量平台表面、检具定位表 面或心轴等足够精度的实际表面来作为模拟基准要素。
②类型：
a、单一基准 — 一个要素做一个基准；
A
b、组合(公共)基准 — 二个或二个以上要素做一个基准；
A-B 典型的例子为公共轴线做基准。 A-B
A
B
c、基准体系 — 由二个或三个独立的基准构成的组合；
无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位 臵公差，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
置（逆时针转）。
2.指引线——被测要素的标注
①中国GB标准 — 形位公差框格通过用带箭头的指引线与要 素相连。
a) 被测要素是轮廓要素时，箭头臵于要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上（但必须与尺寸线明显地分开）。
0.01
A
ø 0.15 A B
形状和位置公差及其误差的测量(精)
第8章形状和位置公差及其误差的测量第一节概述一、形位误差与形位公差1、误差—实际几何要素相对于理论几何要素的偏差即几何要素的误差。
它包括尺寸误差、形状误差、位置误差、波度和粗糙度等。
如图24-1所示，外圆中心O相对内孔中心O的偏离e为位置误差；1外圆柱母线的变动量Δ为该直线的形状误差。
形状误差和位置误差简称为形位误差。
2、形位公差—为了限制形位误差而设置的。
形位公差研究对象为零件上的几何要素（点、线、面），研究问题即为零件几何要素本身的形状精度和有关要素之间的位置精度问题。
二、形位公差标准《形状和位置公差》国家标准共四个文件，规定了14个形状和位置的公差项目，如表24—1所示项目名称、符号。
还规定了标注方法、形状和位置误差的评定方法、检测方法、各项公差值的表格等。
三、形位公差的标注：采用框格代号标注:包括项目符号、框格和指引线、数值和其它有关符号、基准符号。
1.被测要素的标注方法采用框格标注，用带箭头的指引线指向被测要素，指引线引出端必须与框格垂直，箭头指向公差带的直径或宽度方向。
公差框格分成两格或多格，左起第一格填写公差符号，第二格填写公差值及有关符号，从第三格起按基准顺序填写基准字母。
如图24—2所示。
A：区分被测要素是轮廓要素还是中心要素。
当被测要素是轮廓要素是，箭头指在可见轮廓线上或其引出线上，如图24-3a；当被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与该要素的尺寸线对齐，如图24-3b；当被测要素为单一的中心要素或多要素的组合，如公共轴线、公共平面，则箭头可直接指在中心要素上，如图24-3c。
B：区分公差带的箭头指向是公差带宽度方向还是直径方向。
图24-3a、c指引线的箭头指向公差带的宽度方向，形位公差值框格中只标注出数值；而图24-3b指引线的箭头指向公差带的直径方向，形位公差框格中，在数值前加注“ ”。
2.基准要素的标注方法：对于有方向或位置要求的要素，在图样上必须用基准符号或基准代号表示被测要素与基准要素之间的关系。
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7 北京理工大学高职学院
4.1.2 形位公差研究的对象 2.按在形位公差中所处的地位分类 (1) 被测要素
零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，即需要检测
的要素。
(2) 基准要素
用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。 被测要素和基准要素可以是中心要素，也可以是轮廓要素， 它们均有理想和实际两种情况。
4.1.4 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：
0.004 0.05
A A
40j6 ø
ø
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ø
4.1.4 形位公差的标注 1）形位公差框格
规则１：水平放置 其他附加符号 规则２：竖直放置 他附加符号 从左到右 项目符号 公差值 基准符号
6
图 4-2 几何要素
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4.1.2 形位公差研究的对象 1.按存在状态分类
（1）理想要素
具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在 图样上表示的要素均为理想要素。
（2）实际要素
零件在加工后实际存在，有误差的要素。它通常由测得 要素来代替。由于测量误差的存在，测得要素并非该要素的 真实情况。 理想要素和实际要素都可分为轮廓要素和中心要素
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4.1.3 形位公差的特征项目和符号
表4-1 形位公差特征项目和符号
为控制机器零件的形位误差，提高机器的精度和
延长使用寿命，保证互换性生产，国家标准 GB/T1182-1996规定了14项形位公差项目。其项目 的名称和符号见表 4-1。
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从下到上项目符号 公差值 基准符号 其
形状公差框----两格， 位置公差框----三～五格
0.01 0.03
sØ0.1 A M B
A
A
Ø
A
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L
B
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4.1.4 形位公差的标注
三格的位置公差框格中的内容填写示例
ø0.05
M
A
M
与基准要素有关的符号 基准符号字母 与被测要素有关的符号 公差值 公差项目 第二格填写用以毫 米为单位表示的公 差值和有关符号 第一格填写 公差特征项 目符号
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4.1.2 形位公差研究的对象 2.按在形位公差中所处的地位分类
被测 要素 0.05 A 基准 要素
A
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4.1.2 形位公差研究的对象 3.按几何结构特征分类 （1）轮廓要素
构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。如图4-2所 示的圆锥顶点、素线、圆柱面、圆锥面、端平面、球面等。
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4.1 概述
零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差） 是不可避免的。工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧 力等因素都会造成各种形位误差。如车削时由三爪卡盘夹 紧的环形工件，会因夹紧力使工件变形成为棱圆形；钻孔 时钻头移动方向与工作台面不垂直，会造成孔的轴线对定 位基面的垂直度误差。
车削形成的形状误差
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钻削形成的位置误差 北京理工大学高职学院
4.1 概述
轴套的外圆可能产生以 下误差： • 外圆在垂直于轴线的正 截面上不圆（即圆度误 差） • 外圆柱面上任一素线 （是外圆柱面与圆柱轴 向截面的交线）不直 （即直线度误差） • 外圆柱面的轴心线与孔 的轴心线不重合（即同 轴度误差）
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4.1.2 形位公差研究的对象
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4-2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。
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北京理工大学高职学院Leabharlann 4.1.4 形位公差的标注
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。
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（2）中心要素
不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。如 图4-3所示的球心、轴线等。 中心要素和轮廓要素均有理想与实际两种情况。
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4.1.2 形位公差研究的对象 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 单一要素 0.03 A 0.02 A
指引线 第三格填写被测要素的基准所使用的字母和有关符号。
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4.1.4 形位公差的标注 位置公差框格中的内容填写示例(五格）
Ø0.03 M
C A B
必须指出，从公差框格第三格起填写基准字母时， 基准的顺序在该框格中是固定的。 总是第三格填写第一基准
第四章 形状公差与位置公差及其误差的检测
公差配合与测量技术
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第四章 形状公差与位置公差及其误差的检测
学习目标：
1. 熟记14个形位公差特征项目的名称和符号，理解掌 握14个项目公差带的特点、内容，会标注、理解
含义、明确主要应用场合。
2. 掌握评定形位误差时“最小条件”的概念，会应用 “最小条件”评定形位误差的大小。 3. 初步掌握形位公差的选用方法。 4. 了解标准中有关形位公差的公差等级及未注公差的 规定
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轴套 加工后外圆的形状和位置误差
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4.1.1形位误差对零件使用性能的影响
形位误差对零件使用性能的影响： 1）影响运动部件的运动精度、零件的功能要求，如导轨 的直线度误差； 2）影响零件的旋转精度、配合性质，如轴颈的圆度误差； 3）影响零件的接触精度、互换性，如齿轮副轴线平行度 误差。 现行国家标准主要有： GB/T 1182 — 1996《形状和位置公差 通则、定义、符号 和图样表示法》 GB/T 1184 — 1996《形状和位置公差 未注公差值》 GB/T 4249 — 1996《公差原则》