第二章机械零件几何精度形位公差

形位公差之间的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：形位公差是机械制造中常用的一种公差，用于描述零件之间相对位置的精确程度。

它在现代工程设计中扮演着极为重要的角色，影响着产品的质量、相互连接的精确度和可靠性，以及生产效率和成本。

形位公差的准确控制不仅对产品的功能性能有着直接影响，还直接关系到制造工艺的可行性和成本效益。

本文将深入探讨形位公差的概念、种类、影响因素，以及与工程实践的重要性、优化方法和未来发展趋势之间的关系。

通过对形位公差的深入理解和研究，有助于提高工程设计的精度和效率，推动制造业的发展。

1.2 文章结构本文将分为三个部分来探讨形位公差之间的关系。

首先，在引言部分，将对形位公差的概念进行概述，并介绍文章的结构和目的。

接着，在正文部分，将详细讨论形位公差的概念、种类和影响因素，帮助读者深入了解形位公差的重要性。

最后，在结论部分，将总结形位公差与工程实践的重要性，并提出形位公差的优化方法和未来发展趋势，为读者提供更多思考和展望。

通过这样的结构，读者将能够全面了解形位公差之间的关系，更好地应用于工程实践中。

1.3 目的本文的目的是深入探讨形位公差在工程实践中的重要性，并探讨形位公差与其他公差之间的关系。

通过对形位公差的概念、种类和影响因素进行分析，旨在帮助读者更好地理解形位公差的作用，为工程设计和生产提供参考依据。

同时，本文也将探讨形位公差的优化方法和未来发展趋势，以期进一步提高工程实践中的形位公差控制水平，推动制造业的发展。

通过本文的阐述，希望读者能够更深入地认识形位公差，并在实际工作中运用形位公差理论，提高产品质量和工作效率。

2.正文2.1 形位公差的概念形位公差是指零件上的几何特征（如直线、平面、孔或轴）之间的位置关系与尺寸关系。

在零件设计和制造过程中，形位公差是非常重要的一个概念，它可以有效地控制零件之间的相对位置和运动关系，确保零件的功能和装配要求。

形位公差通常用于描述零件的装配要求，包括平行度、垂直度、同心度、倾斜度等几何特征之间的相对位置关系。

机械设计形位公差表示xingwei gongcha形位公差形位公差后零件的实际要素相关于理想要素总有误差，包含形状误差与位置误差。

这类误差影响机械产品的功能，设计时应规定相应的公差并按规定的标准符号标注在图样上。

20世纪50年代前后，工业化国家就有形位公差标准。

国际标准化组织(I SO)于1969年公布形位公差标准,1978年推荐了形位公差检测原理与方法。

中国于1980年颁布形状与位置公差标准，其中包含检测规定。

形状公差与位置公差简称之形位公差形状公差形状公差是指单一实际要素的形状所同意的变动全量。

形状公差用形状公差带表达。

形状公差带包含公差带形状、方向、位置与大小等四要素。

形位公差形状公差项目有：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等6项。

通俗点就是，与形状有关的要素。

位置公差位置公差是指关联实际要素的位置对基准所同意的变动全量。

定向公差定向公差是指关联实际要素对基准在方向上同意的变动全量。

这类公差包含平行度、垂直度、倾斜度3项。

跳动公差跳动公差是以特定的检测方式为根据而给定的公差项目。

跳动公差可分为圆跳动与全跳动。

定位公差定位公差是关联实际要素对基准在位置上同意的变动全量。

这类公差包含同轴度、对称度、位置度3项。

零件的形位公差图标及其涵义零件的形位公差共14项，其中形状公差6个，位置公差8个，列于下表。

零件的形位公差图标直线度直线度是表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。

也就是通常所说的平直程度。

直线度公差是实际线对理想直线所同意的最大变动量。

也就是在图样上所给定的，用以限制实际线加工误差所同意的变动范围。

平面度平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况。

也就是通常所说的平整程度。

平面度公差是实际表面对平面所同意的最大变动量。

也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所同意的变动范围。

动圆跳动公差是：被测实际要素绕基准轴线，无轴向移动地旋转一整圈时，在限定的测量范围内，所同意的最大变动量。

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。

零件的几何要素及形位公差的项目和符号一、零件的几何要素1、概念几何要素——构成零件形体的点、线、面称为零件的几何要素。

如下图所示的顶尖就是由点、平面、圆柱面、原锥面、球面、轴线等几何要素组成。

形位误差——关于零件各个几何要素的自身形状和相互位置的误差。

形位公差——对这些几何要素的形状和相互位置所提出的精度要求。

2、几何要素的分类理想要素：具有几何意义的要素，绝对准确按存在的状态分实际要素：零件上实际存在的要素，存在误差，如下图图1被测要素：图样上给出了形状或位置公差的要素，如下图所式，1d φ给出了圆柱度要求，2d φ给出了同轴度要求按形位公差中所处的地位分 基准要素：用来确定被测要素的方向和位置的要素，如下图所示，1d φ的轴线2d φ的台阶面为基准要素图2轮廓要素：构成零件外形的点、线、面，是可见的，能感觉到的按几何特征分中心要素：表示轮廓要素的对称中心的点、线、面，不可见，不能感觉到，但可以通过相应的轮廓要素模拟，如图1二、形位公差的项目及符号形状公差——被测实际要素的形状相对其理想形状所允许的变动量。

位置公差——被测实际要素的位置对基准所允许的变动量。

形状或位置公差（轮廓度公差）——有线轮廓度和面轮廓度两项。

形位公差带及公差带的等级一、形位公差带形位公差带——限制实际要素变动的区域。

由形状、大小、方向、位置四要素确定1、形状：由公差项目及被测要素与基准要素的几何特征来确定。

（1）两平行直线，应用于直线度和位置度；（2）两等距曲线，应用于线轮廓度；（3）两同心圆，应用于圆度和径向圆跳动；（4）一个圆，应用于平面内点的位置度、同轴度；（5）一个球，应用于空间点的位置度；（6）一个圆柱，应用于轴线的直线度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴度；（7）两同轴圆柱，圆柱度、径向全跳动；（8）两平行平面，应用于平面度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、对称度、端面全跳动等；（9）两等距曲面，应用于面轮廓度。

第2章形位公差2.1形位公差标注识读任务3 识读齿轮形位公差标注由于存在加工误差，使零件的几何量不仅存在尺寸误差，而且存在形状和位置误差。

零件的形状误差和位置误差的存在，将对机器的精度、结合强度、密封性、工作平稳性、使用寿命等产生不良影响。

因此，为了提高机械产品质量和保证零件的互换性，不仅对零件的尺寸误差，而且对零件的形状和位置误差加以控制，将形位误差控制在一个经济、合理的范围内。

这一允许形状和位置误差变动的范围，称为形状和位置(形位)公差。

形位公差是零件图技术要求中的主要内容之一。

图2-1为形位公差标注实例。

图2-1形位公差标注实例识读图样中的形位公差标注时，应该获得以下信息：公差项目名称、被测要素、基准要素、公差值大小、公差意义及公差要求。

2.1.1形位公差基本概念形位公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线、面统称为零件的几何要素。

1.零件的几何要素构成零件几何特征的点、线、面均称几何要素。

零件的几何要素可从不同角度来分类:（1）按结构特征分轮廓要素——构成零件外形、能被人们直接感觉到(看得见、摸得着)的点、线、面。

中心要素——对称中心所表示的要素。

（2）按存在状态分实际要素——零件上实际存在的要素，测量时由测得要素代替。

由于存在测量误差，测得要素并非该实际要素的真实状况。

理想要素——具有几何学意义的要素。

机械图样所表示的要素均为理想要素，它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。

理想要素是评定实际要素误差的依据。

（3）按所处地位分被测要素——图样中有形位公差要求的要素，是检测对象。

基准要素——用来确定被测要素方向或(和) 位置的要素，理想基准要素简称基准。

（4）按功能要求分单一要素——仅对其本身给出形状公差要求，或仅涉及其形状公差要求时的要素。

它是独立的，与基准要素无关。

关联要素——对被测要素给出位置公差要求的要素，它相对基准要素有位置关系，即与基准相关。

2．形位误差与形位公差形状误差一般是对单一要素而言的，是被测要素本身的形状对其理想形状的变动量。

形位公差和几何公差的异同点一、相同点（一）本质概念1. 都是对零件形状和位置精度的要求- 无论是形位公差还是几何公差，其目的都是为了控制零件的形状和位置精度。

在机械制造中，零件的形状和位置精度对于整个机械产品的性能、装配和功能实现有着至关重要的影响。

例如，在汽车发动机的制造中，活塞的圆柱形状精度（属于形状精度，由形位/几何公差控制）直接影响活塞与气缸壁的密封性，从而影响发动机的动力输出和燃油经济性。

2. 都采用特定的符号和标注方法- 形位公差和几何公差在工程图上都有一套特定的符号来表示。

例如，直线度公差，无论是按照形位公差标准还是几何公差标准，都用一个类似“—”的符号来表示。

这种统一的符号标注方法便于工程技术人员在设计图纸上准确地表达对零件形状和位置精度的要求，也便于加工人员和检验人员理解设计意图并进行相应的加工和检验操作。

3. 都需要在一定的基准体系下进行评定- 在很多情况下，形位公差和几何公差的评定都需要有基准。

比如平面度公差，如果以某个特定的平面作为基准来评定，就能够准确地确定零件表面相对于基准平面的平整程度是否符合要求。

对于位置公差，如平行度公差，更是需要明确的基准来衡量两个平面或者直线之间的平行关系是否在公差范围内。

二、不同点（一）名称使用范围1. 地域和标准体系差异- “形位公差”是我国传统的术语，在我国机械制造相关标准（如GB/T 1182 - 1996等）中长期使用。

而“几何公差”是与国际标准（ISO标准）接轨后的术语，在国际交流和一些按照国际标准进行设计制造的企业中使用更为普遍。

例如，在国内一些老的机械制造企业中，技术人员可能更习惯使用形位公差的概念和相关标准进行生产指导；而在一些外资企业或者出口型企业，为了便于与国际客户和合作伙伴沟通，更多地采用几何公差的概念。

2. 相关标准更新的影响- 随着我国机械制造标准逐步与国际标准接轨，几何公差相关的标准在内容和应用上可能会有一些新的发展和调整。

形状公差和位置公差简称为形位公差(1）形状公差：构成零件的几何特征的点，线，面要素之间的实际形状相对与理想形状的允许变动量。

给出形状公差要求的要素称为被测要素。

(2）位置公差：零件上的点，线，面要素的实际位置相对与理想位置的允变动量。

用来确定被测要素位置的要素称为基准要素。

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。

现行国家标准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》。

GB/T 16671—1996《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》。

GB13319—1991《形状和位置公差位置度公差》。

同轴度：是定位公差，理论正确位置即为基准轴线.由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现，故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体，公差值为该圆柱体的直径，在公差值前总加注符号“φ”.转载！！！！！！尺寸公差简称公差，是指最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值，或上偏差减下偏差之差。

它是容许尺寸的变动量。

尺寸公差是一个没有符号的绝对值。

极限偏差=极限尺寸-基本尺寸，上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸，下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸。

编辑本段什么是尺寸公差尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。

在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。

尺寸公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或等于上偏差与下偏差之差。

编辑本段尺寸公差的概念零件在制造过程中，由于加工或测量等因素的影响，完工后的实际尺寸总存在一定的误差。

为保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许变动的范围内，这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差。

机械零件技术中几何精度设计的探讨摘要一台机器性能的优势，首先取决于其零件的设计与制造精度。

要保证机械零件的精度，必须对其提出几何精度要求。

该文就机械零件设计过程中几何精度设计的一般原则和方法作了一些探讨。

着重指出形位公差与尺寸公差、表面粗糙度之间的关系，通过其间关系可以比较正确、合理地进行零件的几何精度设计。

关键词几何精度设计；尺寸公差；形位公差；表面粗糙度前言几何精度就是零、部件答应的几何误差，也称为几何公差，简称公差。

几何精度是根据产品的使用功能要求和加工工艺确定的。

几何精度设计知识根据产品的使用功能要求和制造条件确定机械零部件几何要素答应的加工和装配误差。

一般来说，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。

例如，曲柄-连杆-滑块机构中的连杆长度尺寸L的误差，将导致滑块的位置和位移误差，从而影响使用功能。

由此可见，对零件每个要素的各类误差都应给出精度要求。

正确合理地给出零件几何要素的公差是工程技术人员的重要任务。

几何精度设计在机械产品的设计过程中具有十分重要的意义。

下面就其中主要问题进行探讨。

零件的几何精度包括：1）零件的尺寸精度；2）外形和位置精度；3）表面精度等。

几何精度数值选择得是否合理，直接关系到零件的使用要求和加工成本。

几何精度设计的方法主要有：类比法、计算法和试验法三种。

类比法（亦称经验法）就是与经过实际使用证实合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。

采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造技术的发展、市场供给信息等诸多因素。

采用类比法进行精度设计的基础是资料的收集、分析与整理。

类比法是大多数零件要素精度设计所采用的方法。

计算法就是根据由某种理论建立起来的功能要求与几何要素精度之间的定量关系，计算确定零件要素的精度。

例如，根据液体润滑理论计算确定滑动轴承的最小间隙、根据弹性变形理论计算确定圆柱结合的过盈、根据机构精度理论和概率设计方法计算确定传动系统中各传动件的精度等等。

机械零件的几何精度与公差分析在机械制造领域，几何精度与公差是非常重要的概念。

几何精度是指零件在制造过程中所要求达到的几何形状和相对位置的精度，而公差则是指零件所允许的最大偏差范围。

本文将通过几个案例和分析，探讨几何精度与公差的关系，以及其在机械设计和制造中的应用。

在机械制造中，几何精度和公差是相辅相成的概念。

几何精度的高低直接影响着零件的质量和性能，而公差则是制定零件和装配尺寸的重要依据。

几何精度包括平面度、圆度、直线度、圆柱度等，而公差包括零件尺寸公差、形位公差、位置公差等。

以一个简单的轴加工为例，几何精度与公差的分析可以让我们更好地理解其应用。

假设我们有一个要求直径为50mm的轴零件，根据设计图纸的要求，我们可以设定公差为±0.01mm。

这意味着我们在制造过程中可以允许零件直径在49.99mm 到50.01mm之间波动。

在实际的制造过程中，我们可以采取不同的加工方法和工艺控制来满足几何精度和公差的要求。

例如，我们可以使用精密磨床来加工零件的外径，以保证直径的精确度。

同时，我们还需要控制加工过程中的温度、刀具磨损等因素，以确保零件的公差在允许范围内。

除了机械制造过程中的加工控制外，几何精度和公差的分析还可以应用于零件的装配过程。

在装配过程中，我们需要考虑不同零件之间的配合关系，以及零件的相对位置和定位要求。

通过对几何精度和公差的分析，我们可以确定零件的最佳配合方式，以确保装配后的整体性能和可靠性。

几何精度和公差的分析还可以帮助我们优化机械设计。

在设计过程中，我们需要考虑零件的功能和使用要求，并结合几何精度和公差的要求进行设计。

例如，在设计一台精密仪器时，我们可能需要采用更严格的几何精度和公差要求，以确保仪器的测量精度和稳定性。

此外，几何精度和公差的分析也可以用于机械故障的排查和分析。

当机械设备出现故障时，我们可以通过对几何精度和公差的分析来确定可能的故障原因，并采取相应的维修和保养措施。