机械零件设计中形位公差的确定性方法研究
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
二
符号 Symbol
1) GM新标准 公差特征项目的 符号与 ASME标 准（美）、ISO 标准和我国 GB 标准完全相同。 2) GM A-91 旧标准公差特征 项目的符号略有 不同，见图3。
2.1 公差特征项目的符号(GM新标准)
图 2
GM A-91标准的公差特征项目符号 与新标准主 要区别： 1) 无同轴度 和对称度； 2) 将面轮廓 度放置于位置 公差中，必须 带基准；
含义 只许中间向材料内凹下 只许中间向材料外凸起 只许从左至右减小 只许从右至左减小 图 11 符号 （ （ （ （ ） ） ） ）
3.3 基准要素的标注 3.3.1 符号(GM标准规定字母I、O和Q不用，我国GB标准还要多) GM新标准(ISO) A GM A-91 标准 A 我国GB标准
A
3.3.2 与基准要素的连接（GM 新标准与我国GB 标准相同） a) 基准要素是轮廓要素时，符号置于基准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)。见图12。
模拟基准要素
基准要素(一个底面)
零件1 零件2
图 15
在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差。
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。
模拟基准 要素是基准的 实际体现。
图 16
4.2 类型
单一基准 — 一个基准要素做一个基准；
2.3 按存在的状态分：
实际要素 Real Feature — 零件加工后实际存在的要素(存在误差)。
实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到 的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。 每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。
机械设计中形位公差的确定及选择
机械设计中形位公差的确定及选择摘要：在进行机械设计时，如何保证机械产品零件的精度，是设计人员必须要考虑的问题。
形位公差是控制机械产品零件几何精度技术的条件。
正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
文章就机械设计过程中如何合理选用形位公差进行了一些探讨。
关键词：机械设计；形状公差；位置公差；标注公差；选择；控制在机械与仪器仪表设计及制造工艺的设计中，公差配合与技术测量与设计、制造及质量控制等方面密切相关，其精度的要求是靠尺寸公差、形状公差、位置公差来保证的，是优化产品质量的可靠保障。
在现代工业飞速发展、产品换代频繁的新形势下，其重要性尤为明显。
如何合理并正确地确定被测要素的形状位置公差公差值，是一项十分慎重的工作。
1 形位公差和位置公差的关系及选择经过加工的机械零件表面，不但会有尺寸偏差，而且会有形状和相对位置的误差，这些误差会影响零件的互换性。
为此，国家标准规定了形状和位置的允许变动量。
位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素，因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。
如在定位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差，对称度和位置度可以控制平面度误差。
又如在跳动公差中，端面全跳动可以控制平面度误差，径向跳动可以控制圆度误差，径向全跳动可以控制圆度、直线度，圆柱度误差。
所以.在确定形状公差和位置公差过程中，一旦位置公差给定后，当作用上已能够控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求了。
2 形位公差值的确定正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
确定形位公差值的方法，有类比法和计算法两种。
常用的是类比法。
计算法一般很少使用.只有在高精度要求的场合才用。
在零件加工中，由于受到机床精度的限制，故在己加工完成的零件上，所有要素都存在形位误差，但不是所有要素都要在图纸上规定形位公差。
多个基准的形位公差-概述说明以及解释
多个基准的形位公差-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述在机械设计和制造领域中，形位公差是一种用于描述零件之间相对位置关系的重要指标。
在实际应用中，常常需要同时考虑多个基准，以确保零件装配后满足设计要求。
多个基准的形位公差是一种综合了多个基准要求的形位公差。
本文将围绕多个基准的形位公差展开讨论。
首先，我们将介绍多个基准的概念，解释为什么在实际应用中需要考虑多个基准。
然后，我们将详细定义形位公差，并探讨多个基准的形位公差的重要性和应用。
通过对多个基准的形位公差的研究，我们可以更好地理解和掌握零件间复杂的相对位置关系。
这对于提高零件装配的精度和可靠性具有重要意义。
同时，了解多个基准的优势和形位公差的应用也有助于指导实际工程中的设计和制造决策。
在接下来的正文部分，我们将深入探讨多个基准的概念和形位公差的定义，以及它们在实际应用中的具体应用场景。
最后，通过对多个基准的形位公差的结论进行总结，我们将得出一些对于机械设计和制造的启示和建议。
本文旨在提供一个全面而系统的介绍和探讨多个基准的形位公差的文章，希望能够为读者提供有关这一重要领域的深入理解和应用指导。
文章结构:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
1. 引言部分:1.1 概述:在现代制造工艺中，形位公差是评价零件的精度和质量的重要指标之一。
然而，在实际应用中，由于零件的复杂性和加工精度要求的提高，单个基准已经不能满足实际需要。
因此，本文将探讨多个基准的形位公差，并分析其优势和应用。
1.2 文章结构:本文将分为三个部分进行讨论。
首先，我们将介绍多个基准的概念和形位公差的定义。
其次，我们将探讨多个基准的优势和形位公差的应用。
最后，我们将总结全文并给出一些未来研究的方向。
2. 正文部分:2.1 多个基准的概念:在传统的制造工艺中，通常只需要一个基准来确定零件的位置和形状。
然而，在某些情况下，单个基准无法满足精度要求，需要引入多个基准来共同确定零件的位置。
机械零件形位精度设计的研究
机械零件形位精度设计的研究【摘要】正确合理地进行形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。
本文文详细阐述了形位精度设计即形位公差项目，形位公差值，基准要素的选用考虑的因素与方法。
【关键词】形位公差项目；形位公差值；基准要素零件的形位误差对机器、仪器的正常使用有很大的影响，同时也会直接影响到产品质量、生产效率与制造成本。
因此正确合理地形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。
形位精度设计的主要内容包括：选择形位公差项目，确定形位公差值，基准要素的选用，按标准规定进行图样标注。
1 形位公差项目的选用选择形位公差项目可根据以下几个方面：1.1 零件的几何特征零件加工误差出现的形式与零件的几何特征有密切联系。
如圆柱形零件会出现圆柱度误差，平面零件会出现平面度误差，凸轮类零件会出现轮廓度误差，阶梯轴、孔会出现同轴度误差，键槽会出现对称度误差等。
1.2 零件的功能要求形位误差对零件的功能有不同的影响，一般只对零件功能有显著影响才规定合理的形位公差。
1.2.1 保证零件的工作精度例如，机床导轨的直线度误差会影响导轨的导向精度，使刀架在滑板的带动下作不规则的直线运动，应该对机床导轨规定直线度公差；滚动轴承内、外圈及滚动体的形状误差，会影响轴承的回转精度，应对其给出圆度或圆柱度公差；在齿轮箱体中，安装齿轮副的两孔轴线如果不平行，会影响齿轮副的接触精度和齿侧间隙的均匀性，降低承载能力，应对其规定轴线的平行度公差；机床工作台面和夹具定位面都是定位基准面，应规定平面度公差等。
1.2.2 保证联结强度和密封性例如，气缸盖与缸体之间要求有较好的联结强度和很好的密封性，应对这两个相互贴合的平面给出平面度公差；在孔、轴过盈配合中，圆柱面的形状误差会影响整个结合面上的过盈量，降低联结强度，应规定圆度或圆柱度公差等。
1.2.3 减少磨损，延长零件的使用寿命例如，在有相对运动的孔、轴间隙配合中，内、外圆柱面的形状误差会影响两者的接触面积，造成零件早期磨损失效，降低零件使用寿命，应对圆柱面规定圆度、圆柱度公差；对滑块等作相对运动的平面，则应给出平面度公差要求等。
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。
机械零件设计中形位公差的确定研究
公差 项 目之间还 存 在着 从 属 和包 容 等 关 系 。因 此 ， 机 械零 件 的形 位 公 差 设 计 一 直 是 机 械 零 件设 计 中 的难
点 。本 文将 根 据 形 位 公 差 的理 论 与 多 年 的机 械 零 件
设计经 验 ， 析形 位公 差 项 目及 公 差值 大 小 等 公 差 内 分
性与所 需 的公 差 项 目： １ 在 圆柱 形 零 部 件 的 运 动 配 （）
用性 能一般指零件的配合性质 、 装配互换 性、 工作精 求 ， 应小 于综 合 公 差 ， 且 合 注 于 其 下 方 。如 对 圆 则 并
合 中， 如果 圆柱面 接触 不 良 ， 就会 造 成 局 部 过早 磨 损 ，
（） ２ 由位 置公 差控 制形 状 公差 。 由于位 置 公差 是 关 联实 际要 素 的方 向或 位 置对 基 准 所 允 许 的变 动 全 量， 而形 状公 差是单 一实 际要 素 的形 状 所允 许 的变 动 全 量 ， 置公 差 的公 差带 包 容 整个 被 测 要 素 。 因此 在 位 很 多情况 下 ， 位置 公差 能够 控 制形 状 误 差 的。如 在 定 位公差中 ， 同轴 度 可 以控 制 轴 线 的形 状 误 差 ， 称度 对 和 位置度 可 以控 制 平面 度 的误差 。 （） ３ 由综合 公差控 制 项公 差 。综 合 公 差 能够 控 制 单项 公差 。所 以 同一表 面 上标 注 了综 合 公 差 ， 般不 一 必再 标 注单 项 公 差 ， 单 项 形 位 公 差 有 进 一 步 的要 若 度 、 线直 线度及 圆柱 度 的选 择 。 圆度 公 差 控 制 回旋 素 体 垂直 于 轴线整 截 面 内 的形 状误 差 ； 线 直 线 度公 差 素 控 制 圆柱体 轴线 方 向截 面 内的形 状 误 差 ； 柱 度公 差 圆 用 来控 制 任 一 正 截 面 和 轴 线 方 向 截 面 的 形 状 误 差 。 因此 圆柱 度 公差 为综 合 公 差 ， 全能 控 制 圆柱 度 和素 完 线 直线度 公差 。当 回转 体 给 定 了圆柱 度 公 差 后 ， 般 一
形位公差标准
形位公差标准形位公差是机械制造中常用的一种公差，它是用来描述零件上的几何特征与其设计要求之间的偏差。
形位公差标准是指规定了零件上各种几何特征的形状、位置和方向的公差要求的标准。
形位公差标准的制定对于保证零件的装配精度、使用性能和寿命具有重要意义。
形位公差标准的主要内容包括形位公差的表示方法、计算方法、检验方法以及允许偏差的范围等。
在实际的机械制造中，形位公差标准的应用非常广泛，它不仅适用于传统的加工制造领域，也适用于现代的数控加工、3D打印等先进制造技术中。
形位公差标准的表示方法通常采用符号的形式，常见的有位置公差、圆度公差、直线度公差、平面度公差、倾斜度公差等。
这些符号的含义和表示方式在国际标准和国家标准中都有详细的规定，制造企业和技术人员应当熟练掌握这些标准，以便正确理解和应用形位公差标准。
形位公差标准的计算方法是指根据零件的设计要求和实际加工情况，确定各种几何特征的公差数值。
在计算形位公差时，需要考虑到零件的功能要求、加工工艺、材料特性等因素，以确保零件能够满足设计要求并具有良好的装配性能。
形位公差标准的检验方法是指用于检查零件上各种几何特征的形状、位置和方向是否符合设计要求的方法。
常见的检验方法包括使用测量工具进行直接测量、使用光学仪器进行投影测量、使用三坐标测量机进行全尺寸检测等。
在进行形位公差的检验时，需要严格按照标准规定的检验程序和方法进行操作，以确保检验结果的准确性和可靠性。
形位公差标准的允许偏差范围是指在实际加工制造中，零件上各种几何特征的形状、位置和方向与设计要求之间允许存在的偏差范围。
这一偏差范围的确定需要综合考虑零件的功能要求、使用环境、加工工艺等因素，以确保零件能够满足设计要求并具有良好的装配性能。
总之，形位公差标准是机械制造中非常重要的一项标准，它直接关系到零件的装配精度、使用性能和寿命。
制造企业和技术人员应当加强对形位公差标准的学习和应用，以提高零件的加工质量和产品的竞争力。
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机械零件设计中形位公差的确定性
方法研究
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机械零件设计中形位公差的确定性
方法研究
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随着正确地选择和确定形位公差的项目、基准及数值对机械零件的设计是十分重要的。
依据机械零件的功能要求。
并考虑其使用性、工艺性和经济性的综合效果,详细分析了确定形位公差时公差项目、基准和公差数值的选择方法。
零件的功能特性是选择形位公差项目、基准和公差数值的基础;公差间的关系可作为进一步精选它们的依据;同时还应兼顾经济性和测量的方便性。
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,不仅直接影响到
机器的使用性能和质量,而且关系到零件加工的难易程度和成本高低。
形位公差的国家标准规定了l4项并列的形位公差,项目较多,而且有些公差项目之间还存在着从属和包容等关系。
因此,机械零件的形位公差设计一直是机械零件设计中的难点。
本文将根据形位公差的理论与多年的机械零件设计经验,分析形位公差项目及公差值大小等公差内容的选择依据。
为设计者提供参考。
1.形位公差项目的选择
1.依据零件的功能特性初选形位公差项目
选择形位公差项目首先应满足零件的功能要求，主要考虑形位误差对零件使用性能的影响。
这种使用性能一般指零件的配合性质、装配互换性、工作精度、可靠性及运动平衡性等。
设计时了解和明确所设计零件的使用性能,才能确定为保证这些性能必须选
用的形位公差项目。
以下为一些常见的零件功能特性与所需的公差项目：（1）在圆柱形零部件的运动配合中,如果圆柱面接触不良,就会造成局部过早磨损,扩大了配合间隙,降低定心精度，这就需要选择圆度和圆柱度等形状公差限制形状误差，以避免过大的形状误差带来的危害。
（2）在移动配合中,形状误差会降低导向精度或破坏密封性；在过盈定位配合中,形状误差会降低连接强度和可靠性；曲面形状误差直接影响机械的工作性能,如汽轮机叶片的曲面等；这些都需要选择相应的形状公差加以限定。
（3）位置误差直接影响机器的装配精度和运转精度。
例如,发动机中的曲轴和变速器中的齿轮轴,为了保证它们的装配精度和工作性能,就要规定它们的两端支承孔的同轴度，否则就会影响齿轮的啮合精度,产生振动和噪声。
2.依据公差间的关系精选形位公差项目
（1）由尺寸公差控制形位公差。
形位公差与尺寸公差具有一定的关联性，有些形位误差可自然地控制在尺寸公差内，就不必再给出形位公差要求。
（2）由位置公差控制形状公差。
由于位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，而形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素。
因此在很多情况下，位置公差能够控制形状误差的。
如在定位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差，对称度和位置度可以控制平面度的误差。
（3）由综合公差控制单项公差。
综合公差能够控制单项公差。
所以，同一表面上标注了综合公差，一般不必再标注单项公差，若单项形位公差有进一步的要求，则应小于综合公差，并且合注于其下方。
2.形位公差基准的选择
形位公差基准是理想基准要素的简称,是设计者根据零件的功能即零件的结构、使用及装配性能的要求来选择和确定的。
能否正确合理地选择基准,将直接影响零件的质量和成本。
因此,在满足功能要求的前提下,应尽可能使加工、测量和装配用的基准统一,基准过多,将增加测量中的积累误差:同一零件的各项位置公差应采用同一基准;应选择各零件间相互配合、接触的表面作各自的基准,以保证零件的正确装配;应选择加工比较精确的表面,或接触面积大,工件以此表面定位重心不偏移,使工件稳定、刚性好的一些要素作为基准,以保证基准的稳定可靠以及可重复使用。
3.形位公差数值的确定
在选用公差值时,同样应以满足零件的功能要求
为前提,兼顾经济性和测量条件等因素。
1.形位公差等级的选择
确定形位公差的等级是决定给定公差值的依据。
所谓形位公差等级是指形状和位置精度的等级。
一般规定了12个公差等级，其精度由1-12级依次降低。
确定形位公差的等级时，应考虑零件的结构和刚性。
零件结构复杂、刚性差、表面尺寸大则加工困难,容易产生较大的形位误差，在满足零件的功能要求为前提下，可考虑降低1-2级公差精度。
如以下几种情况：（1）孔（可低于轴）；（2）细长的轴与孔（孔与轴的长径比大于8～10 以上）（3）间距较大的孔与轴；（4）宽度较大(一般大于长度一半)的零件表面。
2.形状、位置、尺寸公差值及表面粗糙度间的关
系
在一般情况下，尺寸、位置、形状及表面粗糙度的加工误差值依次递减，所以在选择尺寸、位置、形状公差值及表面粗糙度时应协调以下关系:
（1）同一要素上形状公差值应小于位置公差值,位置公差值应小于尺寸公差值。
在常用尺寸段及尺寸公差为IT5～IT18 的范围内,形状公差值通常取尺寸公差值的0.25-0.6
（2）单项形状公差值应小于综合形状公差值；
（3）对中等尺寸和中等精度的零件,表面粗糙度一般占形状误差的1/4～1/ 5 。
形状精度越高则要求表面粗糙度越低。
为保证形状精度应限制其最高表面粗糙度等级。
形位公差对机械零件的精度、生产成本与经济效益有着重要的影响。
本文对其项目、基准及公差值范
围等内容的分析希望对从事机械设计的有关人员有所帮助。
4.结语：
通过以上分析和生产实践得知：对于尺寸精度和形位精度要求都较严的零件，既要保证配合性质，又要保证装配性，同时又是中、大批量生产时，采用最大实体要求零形位公差标注同轴度公差较合理。
这样，既可以保证产品设计要求（即装配中保证装配互换和最小间隙），又能采用功能量规检测零件，从而提高生产效率和经济效益，从而保证产品质量和检验效率，使得经济效益最大化。
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