形位公差之定向定位公差详解
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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。
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。
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。
必知的形位公差知识全集一、形位公差的代号(GB/T 1182-1996)注:形位公差符号的线型宽度为b/2~b(b为粗实线宽),但跳动符号的箭头外的线是细实线。
二、形状、位置公差带的定义和图例说明GB/T 1182-19961 直线度a. 在给定平面内的公差带定义——公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。
b. 在给定方向上的公差带定义——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;当给定互相垂直的两个方向时,公差带是正截面尺寸为公差值t1×t2的四棱柱内的区域。
c. 在任意方向上的公差带定义——公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。
2. 平面度公差带定义——公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。
3. 圆度公差带定义——公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。
4.圆柱度公差带定义——公差带是半径差值t的两同轴圆柱面之间的区域。
5. 线轮廓度公差带定义——公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域,诸圆圆心应位于理想轮廓线相对基准有位置要求时,其理想轮廓线系指相对基准为理想位置的理想轮廓线。
6.面轮廓度公差带定义——公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面间的区域,诸球球心应位于理想轮廓面上。
注:当被测轮廓面相对基准有位置要求时,其理想轮廓面系指相对于基准为理想位置的理论轮廓面。
7. 平行度a. 在给定的方向上的公差带定义——当给定一个方向时,公差带是距离为公差值t,且平行于基准平面(或直线、轴线)的两平行面之间的区域;当给定相互垂直的两个方向时,是正截面尺寸为公差值t1×t2,且平行于基准轴线的四棱柱内的区域。
b. 在任意方向的公差带定义——公差带是直径为公差值t,且平行于基准轴线的圆柱面内的区域。
8. 垂直 度a. 在给定方向上的公差带定义——当给定一个方向时,公差带是距离为公差值t ,且垂直于基准平面(或直线、轴线)的两平行平面(或直线)之间的区域当给定两个互相垂直的方向时,是正截面为公差值t 1×t 2,且垂直于基准平面的四棱柱内的区域。
定位定向公差符号及含义定位定向公差是一种在图纸上表示零件几何形状和位置偏差要求的符号。
它用于确保机械装配中各个零件的准确性和可互换性。
定位定向公差主要包括尺寸公差、形位公差和方向公差。
尺寸公差是指零件尺寸允许的最大和最小偏差范围。
尺寸公差一般用不带箭头的水平线表示,在图纸上一般用加减号“±”来表示公差带,例如直径为60mm的圆,尺寸公差为±0.05mm,则可表示为60±0.05。
形位公差用于描述零件的平面位置和形状的偏差要求。
形位公差一般用圆形符号或直角符号表示,圆形符号表示圆内或圆外的偏差要求,直角符号表示平面的位置要求。
形位公差常见的表示方式有最大材料条件(MMC)、最小材料条件(LMC)和自由状态条件(RFS)。
最大材料条件表示零件在最大材料量情况下满足位置和形状要求,最小材料条件表示零件在最小材料量情况下满足位置和形状要求,自由状态条件表示零件在任意材料量情况下满足位置和形状要求。
方向公差用于描述零件的角度位置偏差要求。
方向公差一般用带箭头的线段表示,箭头指向表示要求的方向。
方向公差可以用直线的角度、倾斜度或者圆的旋转度来表示,常见的方向公差标记方式包括角度公差、倾斜度公差和圆周公差。
例如,角度公差标记常用“⊥”表示垂直,倾斜度公差标记常用“//”或“//”表示倾斜。
定位定向公差的含义是用于描述零件间位置关系、形状关系和方向关系的偏差要求。
通过引入公差,可以确保零件在装配时具有良好的互换性和功能性,减少装配误差,提高装配质量。
定位定向公差还可以提供合理的设计容差范围,减少零件制造成本和工艺复杂度,提高零件制造效率。
总之,定位定向公差符号及其含义在机械装配中起到非常重要的作用,它能够通过统一的符号语言,精确地描述零件之间的几何形状和位置偏差要求,确保零部件的准确性和可互换性,提高产品的装配质量。
1四、跳动公差与公差带跳动公差——是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。
被测要素为圆柱面、端平面和圆锥面等轮廓要素,基准要素为轴线跳动——被测要素在无轴向移动的条件下绕基准轴线回转的过程中(回转一周或连续回转),由指示计在给定的测量方向上对该实际被测要素测得的最大与最小示值之差。
21、圆跳动——是指被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量。
圆跳动分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动(1)径向圆跳动公差带定义:公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内,半径为公差值t,且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。
d圆柱面绕基准轴线作无轴向移动回转时,在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.05mm。
测量平面基准轴线a)公差带A0.05Aa)标注3(2)端面圆跳动公差带定义:公差带是在与基准轴线同轴的任一半径位置的测量圆柱面上沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的区域。
宽度为t的短圆柱面当被测件绕基准轴线无轴向移动旋转一周时,在被测面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。
Aa)基准轴线测量圆柱面b)0.05A4(3)斜向圆跳动动画公差带定义:公差带是在与基准轴线同轴,且母线垂直于被测表面的任一测量圆锥面上,沿母线方向距离为公差值t 的两圆之间的区域,除特殊规定外,其测量方向是被测面的法线方向。
母线方向的长度为公差t 的短圆锥面测量圆锥面基准轴线tb 公差带)A0.05Aa 标注)5斜向圆跳动斜向圆跳动公差带是在与基准主轴线同轴的任一测量圆锥面上,沿母线方向宽度为公差值t的圆锥面区域,如图所示,除特殊规定外,其测量方向是被测面的法线方向。
62)全跳动全跳动——是指整个被测要素相对于基准轴线的变动量。
全跳动分为径向全跳动和端面全跳动。
(1)径向全跳动动画基准轴线b)公差带BA0.2A Ba)标注7(2)端面全跳动端面全跳动的公差带与该端面对轴线的垂直度公差带是相同的,因而两者控制位置误差的效果也是相同的,但检测方法更方便!另外,端面全跳动还是该端面(整个端面)的形状误差(形状公差)及其对基准轴线的垂直度(位置公差)的综合反映。
形位、定向、定位、跳动公差概念及表示方法
1、形位公差的概念
加工后的零件不仅有尺寸误差,构成零件特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免的存在差异,这种形状上的差异就是形状误差,而相互位置的差异就是位置误差,统称为行为误差即形位公差。
2、形位公差的表示方法
形位公差包括形状公差与位置公差,而位置公差又包括定向公差与定位公差,具体包括的内容及公差标示符合如下表。
形位公差表示方法
1)直线度
符号为一短横线,是限制实际直线对理想直线变动量的一项指标,它是针对直线不直而提出的要求。
2)平面度
符号为平行四边形,是限制实际平面对理想平面变动量的一项指标,它是针对平面发生不平而提出的要求。
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。