轴类零件形位公差的确定
形位公差的选择及未注形位公差值的规定
二、几何公差基准的选择
1、基准统一原则，即设计基准、定位基 准和装配基准为同一要素。
轴颈的圆柱度 和轴肩端面圆 跳动影响轴承 装配精度
设计、加工、 测量基准
几何公差基准的选择
2、选用三基面体系 时，应选对被测要 素影响最大或定位 最稳定的平面为第 一基准，依次选择 第二、第三基准。
三、公差原则的选择
公差原则
1
应用场合
示
例
独 立 原 则
尺寸 齿轮箱体孔的尺寸精度与 精度与几 两孔轴线的平行度；连杆活 何精度需 塞销孔的尺寸精度与圆柱度； 分别满足 滚动轴承内、外圈滚道的尺 要求
寸精度与形状的精度
公差原则的选择.1
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
滚筒类零件尺寸精度要求很 尺寸精 低，形状精度要求较高； 平板的形状精度要求很高， 度与几何 尺寸精度要求不高； 精度要求 冲模架的下模座尺寸精度要 相差较大 求不高，平行度要求较高； 通油孔的尺寸精度有一定要 求，形状精度无要求。
公差原则的选择.2
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
滚子链条套筒或滚子内、外 圆柱面的轴线同轴度与尺寸精度
尺寸精度 齿轮箱体孔的尺寸精度与孔 与几何精 轴线间的位置精度； 度无联系 发动机连杆上的尺寸精度与 孔轴线间的位置精度。
公差原则的选择.3
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
保证 导轨的形状精度要求严格，尺 运动精度 寸精度要求次高 保证 汽缸套的形状精度要求严格， 密封性 尺寸精度要求次高 凡未注尺寸公差与未注几何公 未注公差 差都采用独立原则，例如退刀槽 倒角、圆角等非功能要素
轴类零件形位公差的确定
轴类零件形位公差的确定在数控机床上检测形位公差并⾃动校正⼯件的⽅法【摘要】本⽂介绍了在数控机床上⽤寻边器丈量⼯件尺⼨及形位公差，同时快速设定⼯件零点的⽅法。
它的成功应⽤不仅为众多的中⼩企业充分利⽤数控机床的先进功能、节约购置专⽤检测设备的投进提供了经验,同时为⼀些特殊及相似零件的编程加⼯及检测打开了思路。
FANUC和SINUMERIK数控系统是当今应⽤范围最⼴泛的两类数控系统，固然在操纵⽅式上有所差异，但其基本⽅法是⼀致的，以下分别做出说明。
【关键词】形位公差寻边器检测LILi_li（SJ Petroleum Machinery Co. Sinopec Corp. Jingzhou Hubei, 434024， China）【Keywords】tolerance of form and position ； detecting ； the edge finder引⾔数控机床和三坐标丈量机均是机电⼀体化的⾃动化机械，数控机床是将被加⼯对象进⾏数字化处理,然后利⽤数字信息进⾏控制,从⽽加⼯出合格产品。
⽽三坐标丈量机则是在已加⼯好的产品上,利⽤测头与⼯件型⾯接触测得⼀系列点的坐标值,进⽽计算出尺⼨、形位误差值的丈量设备，数控机床与三坐标丈量机均是利⽤坐标轴的移动实现⾃⾝功能。
基于这⼀共同点,该⽅法在不改变数控机床CNC控制系统的条件下 ,将数控机床原有的功能加以扩展,通过宏程序实现在数控机床上丈量⼯件尺⼨及形位公差等多项功能。
1 硬件部分寻边器上测头的基本功能是触发和瞄准。
测头分为机械式、光电式、电⽓式三种。
测头性能的好坏,决定着丈量⽅式的难易、丈量精度的⾼低。
这次选⽤我国⽣产的应⽤极为⼴泛的硬线连接光电式测头,它属于接触式测头,为通⽤型球头测头,直径6毫⽶，能测定⾼度、槽宽、孔径和轮廓外形等。
2 软件部分2.1 SIEMENS系统中的宏程序；%_N_WORKPIECE ZERO AUTO SET_MPF （主程序名）；$PATH=/_N_MPF_DIRIF R20<=0 GOTOF _LIF R20>4 GOTOF ERRORAAA:R20=R20CASE R20 OF 1 GOTOF _A 2 GOTOF _AA 3 GOTOF _B 4 GOTOF _BB DEFAULT GOTOF _E _A: R[R20]=$AA_IM[X]记录当前X轴机床坐标系的值，其结果保存在变量R1中MSG("RECORD R" <提⽰⽤户X轴⽅向的R1点坐标已经记录，按下复位键R20=R20+1M0_AA: R[R20]=$AA_IM[X]记录当前X轴机床坐标系的值，结果保存在变量R2中MSG("RECORD R" <提⽰⽤户Y轴⽅向的R3点坐标已经记录，按下复位键R20=R20+1M0_BB: R[R20]=$AA_IM[Y]记录当前Y轴机床坐标系中的值, 其结果保存在变量R4中MSG("RECORD R"<在控制⾯板上显⽰出⼯件的直径（长度、宽度尺⼨）M0GOTOF END_L: R20=1GOTOB AAAERROR: MSG(“ FIRST ENTER PART NUMBER 0 OR 1 TO &R20”) ;提⽰⽤户修改变量R20的值，⾸先将数值0或1填进变量R20中。
形位公差的选择方法
例：图示零件： 轴颈为支承，两端安装传动件，以 同轴度基准 2）端为支承，中间安装传动件，以两端 线为基准
为简化制图，对一般机床加工就能保证的形位精度，不必在图样上注出形位公差，形位未注公差按以下规定执行。 未注直线度、垂直度、对称度和圆跳动各规定了H、K、L三个公差等级，在标题栏或技术要求中注出标准及等级代号。如：“GB/T1184—K”。 未注圆度公差值等于直径公差值，但不得大于径向跳动的未注公差。 未注圆柱度公差不作规定，由构成圆柱度的圆度、直线度和相应线的平行度的公差控制。 未注平行度公差值等于尺寸公差值或直线度和平面度公差值中较大者。 未注同轴度公差值未作规定，可与径向圆跳动公差等。 未注线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动的公差值均由各要素的注出或未注出的尺寸或角度公差控制。
限制范围的标Biblioteka 方法 要素局部作为基准的标注方法
公差框格所控制的对象仅为整个表面上直径为φd的一个小圆面，其平面度误差值不得大于0.1mm。φd圆周用粗点划线绘制。
几个不共面的表面有相同公差要求的注法 几个不共面的表面有相同公差要求的注法 其它规定注法
用同一公差带控制几个共面或共线的被测表面的注法一 用同一公差带控制几个共面或共线的被测表面的注法二
1
图b为轴线在任意方向的直线度，其公差带为直径等于公差值0．02mm的圆柱体内的区域。
2
图c为给定方向上被测素线对基准素线的平行度，其公差带为宽度等于公差值0．02mm且平行于基准A的两平行平面间的区域。
3
箱体类零件
轴套类零件
叉架类零件
轮、盘类零件
第八节 形位误差的检测
形位误差的五种检测原则：
类比法
确定形位公差的数值
按类比法确定形位公差值时，应考虑以下几个方面： 形位公差各项目数值大小关系。 在满足功能要求的前提下，考虑加工的难易程度、测量条件等，应适当降低1～2级。 确定与标准件相配合的零件形位公差值，不但要考虑形位公差国家标准的规定，还应遵守有关的国家标准的规定。
机械零件设计中形位公差的合理选择
机械零件设计中形位公差的合理选择形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。
在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值，对提高产品的质量和降低制造成本，具有十分重要的意义。
标签：机械零件；设计；形位公差；合理选择1.引言零件在加工过程中不仅有尺寸误差，同时由于机床精度、加工方法等多种原因，使得零件的加工表面、轴线对称中心平面等的实际形状和位置相对于设计所要求的理想形状和位置，也不可避免地存在着误差，我们称它为形状和位置误差（简称形位误差）。
形位误差对机械产品的制造、机械零部件的使用和工作性能的影响不容忽视。
为保证机械产品的质量和零件的互换性，在对零件的尺寸误差加以控制的同时，必须对形位误差也加以控制，规定合理的形位公差，才能真正的保证产品质量。
2.形位公差项目的选择2.1根据零件的几何特征来考虑。
零件的几何特征不同，会产生不同的形位误差。
例如：回转类（轴类、套类）零件中的阶梯轴，它的轮廓要素是圆柱面、端面、中心要素是轴线。
圆柱面选择圆柱度是理想项目，因为它能综合控制径向的圆度误差、轴向的直线度误差和素线的平行度误差。
也可选用圆度和素线的平行度。
从项目特征看，同轴度主要用于轴线，是为了限制轴线的偏离。
跳动能综合限制要素的形状和跳动公差。
其他诸如平面零件，选用平面度项目，槽类零件选用对称度项目，均基于零件存在不同的几何特征的原因。
2.2根据零件的功能要求来考虑。
机器对零件不同功能的要求，决定零件需选用不同的形位公差项目。
若阶梯轴两轴承位置明确要求限制轴线问的偏差，应采用同轴度。
但如果阶梯轴对形位精度有要求，而无需区分轴线的位置误差与圆柱面的形状误差，则可选择跳动项目。
其他诸如箱体类零件，轴承孔轴线之间平行度的要求都是基于保证运动件之间的正常啮合，提高承载能力的性能要求而确定的，给定结合面的平面度要求是为保证平面的良好密封性。
2.3从方便检测来考虑。
在满足功能要求的前提下，为了方便检测，应该选用测量简便的项目代替难于测量的项目，有时可将所需的公差项目用控制效果相同或相近的公差项目来代替。
形位公差的基准要素
形位公差的基准要素形位公差的基准要素可是个很关键的东西呢。
我一开始接触的时候，老是搞不清楚它到底怎么去定，这里面门道可多了。
我觉得最要紧的是，得先明确基准要素的概念。
基准要素就是用来确定被测要素的方向或者位置的参考要素。
比如说一个轴类零件，我们要确定它某一段圆柱面的跳动公差，那就得找个合适的基准，像另一个已经加工好并且尺寸精度很高的轴肩或者中心孔之类的，这个就是基准要素了。
这个一定要掌握，那就是基准要素在实际选择的时候有很多原则。
首先，它要是稳定的要素。
如果基准本身就不稳定，那以此为参照测出来的形位公差肯定不准。
例如咱们有个薄壁零件，如果你选择薄壁的那部分作为基准要素，在测量或者加工过程中，薄壁可能因为受到一点点力就变形了，这就不是个好的基准要素选择。
后来我发现窍门在于要根据实际加工和装配的情况来确定基准要素。
要是在一个装配体里面，某个零件有一个面是要和其它零件的特定面紧密贴合装配的，那么这个面往往就可以考虑作为基准要素。
比如说发动机缸体和缸盖装配，缸体上与缸盖接触的平面就是一个非常重要的基准要素，这样保证在加工缸体和缸盖上其它的形位公差相关的部位时，能准确地按照装配要求来进行。
还有个诀窍就是基准要素的标注方法也很重要。
不同的标注方法表示的测量和评定的依据就不一样。
比如在图纸上看到基准符号直接标注在轮廓线上和标注在尺寸线上有不同的意义。
如果基准在轮廓线上，那就是以这个轮廓的可见表面为基准，如果是在尺寸线上，有可能就是根据这个尺寸所表示的要素中心为基准之类的。
对基准要素的测量也有很多要点。
这里很多人容易忽视一个小技巧，就是测量基准要素的时候，测量仪器的定位也得跟基准设定相匹配。
比如说我用三坐标测量机测一个有基准要求的零件，那就必须保证测量机的探头是准确地接触到基准要素上对应的定位点。
有一次我没注意这个，测出来的数据怎么都不对，后来才发现是测量仪器相对基准要素的定位不准确，重新调整好之后结果就对了。
机械零件精度设计中形位公差的合理选择
机械零件精度设计中形位公差的合理选择作者：宋欣颖来源：《价值工程》2012年第11期摘要：形位公差项目的合理选择与标注是在设计、制造及质量控制等方面优化机械产品质量的前提保障。
本文详细分析形位公差的关系，结合实例提出确定形位公差时公差项目、基准、公差数值的选择及在图纸上进行合理标注的方法。
Abstract: The reasonable selection and mark of tolerance requirement is the powerful safeguard to optimize mechanical product quality in design, manufacturing and quality control. The paper states the relationship of form and position tolerance, combining with example, puts forward the selection of tolerance project, datum, and tolerance value when determining form and position tolerance, and the method to reasonably mark on the map.关键词：精度设计；形位公差项目；选择；标注Key words: precision design；form and position tolerance project；choice；mark中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0053-020 引言形位公差即形状和位置公差，是机械零件加工或装配过程中精度设计的重要技术指标。
零件上任何一个几何要素的误差都会以不同的方式影响其功能，如何合理确定零件上被测要素和形位公差项目，将是一项十分谨慎的工作，例如，曲柄-连杆-滑块机构中的连杆长度尺寸的误差，会最终影响它的使用功能，因为它将导致滑块的位置和位移误差，设计过程中，形位公差项目的选择确定及在图纸中的正确标注，将直接影响到零件的加工难易程度和产品的质量，而且关系到零件的制造成本。
轴公差标注
内容 形状公差
图 12.4 轴的尺寸公差和形位公差设计与标注指示图
表 12-4 轴的形位公差推荐项目
项目 与传动零件相配合表面的 圆度 圆柱度 与轴承相配合表面的 圆度 圆柱度
符号
对工作性能的影响 影响传动零件与轴配合 的松紧及对中性
影响轴承与轴配合的松 紧及对中性
·221·
·222·
互换性与测量技术基础
③ 轴的长度公差。在减速器中一般不作尺寸链的计算，可以不必设计确定长度公差。 一般采用自由公差，按 h12，h13 或 H12、H13 确定。
12.2.2 形位公差的确定
各重要表面的形状公差和位置公差。根据传动精度和工作条件等，可确定以下各处的 形位公差：
1．配合表面的圆柱度 与滚动轴承或齿轮(蜗轮)等配合的表面，其圆柱度公差约为轴直径公差的 1／2；与联 轴器和带轮等配合的表面，其圆柱度公差约为轴直径公差的 0.6～0.7 倍。 2．配合表面的径向跳动公差 轴与齿轮，蜗轮轮毂的配合部位相对滚动轴承配合部位的径向跳动公差可按表 12-1 确定。
·222·
内容 位置公差
位置公差
项目 齿轮和轴承的定位端面相对应配合 表面的 端面圆跳动 同轴度 全跳动 与传动零件相配合的表面以及与轴 承相配合的表面相对于基准轴线的 径向圆跳动或全跳动
符号
(续) 对工作性能的影响 影响齿轮和轴承的 定位及其承载的均 匀性
影响传动零件和轴 承的运转偏心
位置公差
键槽相对轴中心线的 对称度 平行度 (要求不高时不注)
·220·
互换性与测量技术基础
12.2.1 尺寸公差的确定
轴类零件有以下各处需要设计与标注尺寸公差，即选择确定其公差值，一般采用类比 法确定。
机械零件标注与公差标准规定
机械零件标注与公差标准规定1.轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。
为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。
在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。
由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。
这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。
而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。
如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。
在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。
如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。
在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。
3.叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。
由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。
对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。
踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。
在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。
尺寸标注方法参见图。
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轴类零件形位公差的确定
摘要：形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标，文章从形位公差特征项目的选择、形位公差值（公差等级）的选择、公差原则的选择3个方面探讨机械零件形位公差的选择方法。
关键词：轴类零件；形位公差；选择
形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。
在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值，对提高产品的质量和降低制造成本，具有十分重要的意义。
本文以减速器输出轴为例，探讨机械零件形位公差的选择方法。
确定形位公差项目时，需要考虑零件的几何特征、功能要求、检测方便及经济性等因素。
1 形位公差特征项目的选择
形位公差特征项目的选择从以下几个方面考虑：
1.1 零件的几何特征
零件的几何特征不同，会产生不同的形位误差。
例如，对圆柱形零件，可选择圆度、圆柱度、轴心线直线度及素线的直线度等；平面零件可选平面度；阶梯轴、孔可选择同轴度等。
1.2 零件的功能要求
根据零件的不同功能要求，给出不同的形位公差项目。
例如，圆柱形零件，当仅需要顺利装配时，可选轴心线的直线度；如果孔、轴之间有相对运动，应均匀接触，或为了保证密封性，应选择圆柱度以综合控制圆度、素线直线度和轴线直线度。
1.3 检测的方便性
确定形位公差特征项目时，考虑到检测的方便性与经济性。
例如，对轴类零件，可以用径向全跳动综合控制圆柱度、同轴度；用端面全跳动代替端面对轴线的垂直度，因为跳动误差检测方便，又能较好地控制相应的形位误差。
总的来说，在满足功能要求的前提下，尽量减少项目，以获得较好的经济效益。
2 形位公差值（公差等级）的选择
形位精度的高低是用公差等级来表示的。
按照国家标准规定，对14项形位公差特征，除线、面轮廓度和位置度未规定公差等级外，其余11项均有规定。
一般划分为12级，即1～12级，精度依次降低，仅圆度和圆柱度划分为13级，即0～12级；对于位置度，由于被测要素类型繁多，国家标准只规定了公差数系，而未规定公差等级。
形位公差值（公差等级）常用类比法确定。
主要考虑零件的使用性能、加工的可能性和经济性因素。
例如，在选用同轴度、对称度、跳动公差时，5、6、7是应用范围较广的公差等级，用于形位精度要求较高、尺寸公差等级为IT 8及高于IT 8的零件。
5级常用于机床轴颈，计量仪器的测量杆，汽轮机主轴，柱塞油泵转子，高精度滚动轴承外圈，一般精度滚动轴承内圈，回转工作台端面跳动。
7级用于内燃机曲轴、凸轮轴、齿轮轴、水泵轴，汽车后轮输出轴，电动转子，印刷机传墨辊的轴颈、键槽。
在确定形位公差值（公差等级）时，还应注意下列情况：①在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差。
如要求平行的两个平面，其平面度公差应小于平行度公差。
②圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外）一般应小于其尺寸公差。
③平行度公差应小于其相应的距离公差值。
④对于下列情况，考虑到加工的难易程度和除主参数外其他因素的影响，在满足功能要求的情况下，可适当降低1～2级选用。
第一，孔相对于轴；第二，细长的孔或者轴；第三，距离较大的轴或孔；第四，宽度较大的零件表面；第五，线对线、线对面相对于面对面的平行度、垂直度。
⑤凡有关标准已对形位公差做出规定的，如与滚动轴承相配合的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差等，都应按相应的标准确定。
3 公差原则的选择
（1）独立原则是处理形位公差与尺寸公差关系的基本原则，主要应用以下场合：①尺寸精度和形位精度要求都很严格，并需要分别满足要求。
如齿轮箱体上的孔，为保证与轴承的配合和齿轮的正确啮合，要分别保证孔的尺寸精度和孔心线的平行度要求。
②尺寸精度与形位精度要求相差较大。
如印刷机的滚筒、轧钢机的轧辊等零件，尺寸精度较低，圆柱度要求较高；平板的尺寸精度要求低，平面度要求较高，应分别满足要求。
③为保证运动精度、密封性等特殊要求，单独提出与尺寸精度无关的形位公差要求。
如机床导轨为保证运动精度，提出直线度要求，与尺寸精度无关；汽缸套内孔与活塞配合，为了内、外圆柱面均匀接触、并用良好的密封性能，在保证尺寸精度的同时，还要单独保证很高的圆度、圆柱度要求。
运用独立原则，需要通用计量器具分别检测零件的尺寸和形位误差，检测技术不太方便。
（2）包容原则主要用于需要保证配合性质，特别是要求精密配合的场合，用最大实体边界来控制零件的尺寸和形位误差的综合结果，以保证配合要求的最
小间隙或最大过盈。
选用包容要求时，可用光滑极限量规来检测实际尺寸和体外作用尺寸，检测方便。
（3）最大实体要求主要用于保证可装配性的场合。
例如用于穿过螺栓的通孔的位置度公差。
选用最大实体要求时，其实际尺寸用两点法测量，体外作用尺寸用功能量规进行检验，其检验方法简单易行。
总之，在选用形位公差时，应综合考虑实际情况，尽量减少公差项目，方便检测，提高零件的合格性，降低成本，一切从提高效率和效益出发。
The Geometric Tolerance Selection of Shaft Parts
Li Jianli
Abstract: The geometric tolerance is an important technical and economic indicators for assessment of mechanical parts. The article discusses the mechanical parts shaped tolerance selection from three aspects including the geometric tolerance characteristics of the selection of projects, geometric tolerance value（tolerance level）choice, the choice of the tolerance principle.
Key words: shaft parts; geometric tolerance; select。