形位公差的标注

zz435 · 发表于 2007-7-12 15:40:59

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最近从论坛上下了本书《新编形状和位置公差标注读解》，看了以后感触很多。

虽说公差标注，从我们学习机械一开始就已经接触到了。参加工作后，老师傅们也经常在讲，但真的做的好的又有多少呢？

一般的公差标注，也就是局部线性尺寸标注，我们大家还都懂点，但说到形位公差标注，特别是实体标注，我们真正又能懂多少呢？

比如，你想画一个轴，上面需要装轴承，你需要做哪些形位公差要求，圆度、垂直度、圆柱度、跳动等都需要吗？

另外，如果你想用实体要求，那会不会出现重复限制，或者多余限制？

我们怎么样能用最少的标注，达到我们最理想的要求？

大家不妨把自己的理解和经历都说一说，一起进步。

zz435 · 发表于 2007-7-12 15:50:57

这是我从书中摘录出来的一些内容：
1. 主参数在图样上的表达方法
内容表达方法控制方法
形状一组视图形状公差
大小线性尺寸线性尺寸公差
方西线性尺寸及角度线性尺寸公差、角度公差、定向公差
位置线性尺寸线性尺寸公差、定位公差
2. 形状与位置公差的分类
形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度  ——形状
      线轮廓度、面轮廓度    ——轮廓
位置公差：平行度、垂直度、倾斜度  ——定向
位置度、同轴度、对称度  ——定位
圆跳动、全跳动       ——跳动
3. 标注中的规定
1) 是否标注基准：形状公差，一般无标注基准；而位置公差，一般都有。
2) 指引线（含基准代号连线）是否与尺寸线相连：当被测要素为圆柱或圆锥的轴线时，指引线与尺寸线相连；否则一般不相连。
3) 如果允许一次标注多个被测要素时，带箭头的指引线必须必须都从框格同一端引出。
4) 圆锥的圆柱度注法必须使指引线与轴线垂直。
5) 在标注中，如果需要，可以在框格的上面或下面加注文字说明，比如可以对公差检测的仪器或标准进行要求，或者对公差的范围进行解释性说明。
6) 当螺纹轴线为被测要素或基准要素时，如果框格下方无任何说明，则指的是螺纹中径；如果有字母“MD”，则是螺纹大径；如果是“LD”，则是螺纹小径。
7) 如仅要求要素某一部份的公差值或作为基准时，则用粗点划线表示其范围，粗点划线离开要素一定距离，并对范围加注尺寸。
8) 为不致引起误解，基准字母中不用E、F、I、J、M、L、O、P、R等字母。
4. 公差带形状说明：
1) 直线度：宽度为t的两平行直线之间的区域。——给定平面内
宽度为t的两平行平面之间的区域。——给定方向上
直径为Фt的圆柱面内区域。    ——给定区域内
2) 平面度：宽度为t的两平行平面之间的区域。
3) 圆度：在同一正截面上，半径差为t的两同心圆之间的区域。
4) 圆柱度：半径差为t的两同轴圆柱面之间的区域。
5) 线轮廓度（无基准要求）：包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。
线轮廓度（有基准要求）：公差带与基准具有理论正确位置（由线性尺寸控制），且包络一系列直径公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。
6) 面轮廓度（无基准要求）：包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球的球心位于具有理论正确几何形状的面上。
面轮廓度（有基准要求）：公差带与基准具有理论正确位置（由线性尺寸控制），且包络一系列直径公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球的球心位于具有理论正确几何形状的线上。
7) 平行度（基准和被测要素都是直线）：距离为公差值t，且平行于基准线，并位于给定方向上的两平行平面之间的区域。当t前加Ф时，公差带为一圆柱面。
平行度（基准为轴线或平面，被测要素为平面或轴线）：平行于基准，宽度为t的两个平行平面之间的区域。
8) 垂直度（基准和被测要素都是直线）：距离为公差值t，且垂直于基准线的两平行平面之间的区域。
垂直度（基准为平面，被测要素为轴线）：垂直于基准，距离为t两平行平面之间的区域。当t前加Ф时，公差带为一圆柱面。
垂直度（基准为轴线，被测要素为平面）：垂直于基准，宽度为t的两个平行平面之间的区域。
9) 倾斜度（基准和被测要素都是直线）：距离为公差值t，且与基准线成一给定角度的两平行平面之间的区域。
倾斜度（基准为平面或直线，被测要素为轴线或平面）：与基准成一定给定角度，宽度为t的两平行平面之间的区域。当t前加Ф时，公差带为一圆柱面。
10) 位置度（相对于两平面或三平面，点的位置度公差带）：以公差值t为直径的圆内（或球内）区域。
位置度（相对于直线或平面，线的位置度公差带）：距离为公差值t，且以线的理想位置为中心线对称配置的两平行直线之间的区域。
11) 同轴度（基准与被测要素均为轴线）：与基准同轴，直径为公差值t的圆柱面内区域。
12) 对称度（基准为轴线或平面，被测要素为两平面）：距离为公差值t，且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域。
13) 圆跳动公差是被测要素绕基准轴线旋转一周过程中，相对于某一固定点允许的最大变动量t。圆跳动误差可能包括圆度、同轴度、垂直度或平面度误差，这些误差的总值不能超过给定的圆跳动公差。
径向圆跳动（基准为轴线，被测要素为圆柱面）：任一垂直于基准且半径差为t的两个同心圆。
端面圆跳动（基准为轴线，被测要素为平面）：在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为t的两圆之间的区域。
斜向圆跳动（基准为轴线，被测要素为锥面）：在与基准同轴的任一测量圆锥面上，距离为t的两圆之间的区域。除另有规定，其测量方向（即标注箭头方向）与被测面垂直。
14) 径向全跳动（基准为轴线，被测要素为圆柱面）：半径差为公差值t，且与基准同轴的两圆柱面之间的区域。
端面全跳动（基准为轴线，被测要素为平面）：距离为公差值t，且与基准垂直的两平行平面之间的区域。
5. 形位公差带的四参数：公差带大小、形状、方向、位置
形状公差（直线度、平面度、圆度、圆柱度）只要求确定公差带大小、形状，其方向、位置不予控制。
定向公差（平行度、垂直度、倾斜度）只要求确定公差带大小、形状和方向，其位置将不予控制。
定位公差要求确定公差带大小、形状、方向和位置。
6. 最小条件原则：基准实际要素对基准的最大距离为最小。
7. 基准的体现方法：模拟法、直接法、分析法和目标法。
模拟法：通常是采用具有足够精确形状的表面来体现基准平面、基准轴线和基准点。基准实际要素与模拟基准接触时，应形成“稳定接触”。一般在加工和检验时用得较多。
直接法：当基准实际要素具有足够的形状精度时，可直接作基准。应用较少。
分析法：对基准实际表面进行测量，经过计算或者图解求出符合最小条件的理想平面，以此作为基准平面。
目标法：由基准目标建立基准时，基准“点目标”可用球端支承体现；基准“线目标”可用刃口状支承或由圆棒素线来体现；基准“面目标”根据图样上规定的形状，用具有相应形状的平面支承来体现。
8. 在图样上标注以基准框格中基准字母代号的先后顺序来表示设计所规定的基准顺序。
9. 理论正确尺寸符号，是一些尺寸上带有方框的尺寸，是不附带公差的理论上的正确尺寸，它是用来确定被测要素的理想形状、理想方向和理想位置的尺寸，是形位公差中引入的一种新的符号。
10. 局部实际尺寸：存在测量误差和形状公差
11. 作用尺寸：
由于形状误差的存在，这相当于使轴的有效尺寸增大或孔的有效尺寸减小，对此就需要考虑对实际孔轴的配合性质或装配状态起作用的局部实际尺寸和形状误差两者的综合效应。这类综合效应可用假想与实际孔体外相接的最大理想圆柱或与实际轴体外相接的最小理想圆柱来表示，该理想圆柱的直径称为作用尺寸。根据这种作用尺寸的大小，就能正确判断不同零件上实际孔轴之间的配合性质或装配状态。
由于位置误差的存在，这相当于使轴的有效尺寸减小或孔的有效尺寸增大，对此就需要考虑对相邻要素之间的最小壁厚或最大距离起作用的局部实际尺寸和位置误差两者的综合效应。这类综合效应可用假想与实际孔体内相接的最小理想圆柱或与实际轴体内相接的最大理想圆柱来表示，该理想圆柱的直径称为作用尺寸。根据这种作用尺寸的大小，就能正确判断同一零件上相邻要素之间的最小壁厚或最大距离。
12. 状态的表述
1) 最大实体状态（MMC）：是指实际要素在给定长度上，处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态。
2) 最小实体状态（LMC）：是指实际要素在给定长度上，处处位于尺寸极限之内并具有实体最小时的状态。
3) 最大实体实效状态（MMVC）：是指在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。
4) 最大实体实效状态（LMVC）：是指在给定长度上，实际要素处于最小实体状态且其中心要素的位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。
5) 极限作用状态（LFC）：是指在给定长度上，实际要素处于最大实体状态，且其轮廓要素和中心要素的各项形位误差都等于给出公差值（包括单独注出公差和未注公差）时的综合极限状态。
13. 各状态要求的范围
1) MMC和LMC仅对尺寸进行了要求，而对形位误差不作考虑。
2) MMVC则对尺寸和形状或尺寸和位置进行了要求。
3) LMVC则对尺寸和位置进行了要求。
4) LFC则涉及了实际要素上的全部形位公差。
14. 各状态之间的相互关系
MMVS＝MMS＋t○M
15. 各状态的适用范围
1) MMC和LMC仅适用于单一要素。
2) MMVC和LFC均可适用于单一要素和关联要素。
3) LMVC主要适用于关联要素。
16. 边界和边界尺寸
1) 边界是指设计给定的具有理想形状的极限包容面。
边界的尺寸指极限包容面的直径或宽度，称为边界尺寸（BS）。
2) 最大实体边界或最大实体实效边界可用综合量规（亦称功能量规或位置量规）、透明轮廓样板（与投影仪一起使用）或其他检测装置来体现。
最小实体边界或最小实体实效边界可通过使用通用量仪，极限量规止规等控制最小壁厚或最大距离加以间接体现，如果形状误差可以忽略不计的话。
17. 独立原则
独立原则是图样上公差标注的基本原则，未标注公差总是遵守独立原则的。
独立原则适用于零件上的一切要素。
独立公差原则：公差原则按GB/T 4249
18. 相关要求
包容要求、最大实体要求、最小实体要求和可逆要求，统称为相关要求。相关要求是指尺寸公差与形位公差相互有关的公差要求。
19. 包容要求
包容要求是指实际要素应遵守其最大实体边界，其局部实际尺寸应不超过最小实体尺寸。
包容要求仅适用于圆柱面或两平行平面这类的单一要素。采用包容要求时，应在线性尺寸的极限偏差或公差代号之后加注符号○E。
20. 最大实体要求
所谓最大实体要求，是指被测实际要素应遵守其最大实体实效边界。
最大实体要求适用于中心要素（轴线或中心平面），它考虑尺寸公差和有关形位公差的相互关系。标注○M时，即可在加注在公差值后，也可加注在基准字母代号后。
图样上给出的形位公差，是在达到最大实体要求时的形位公差，而在最小实体要求时，其公差＝形位公差＋极限偏差。
也就是说，在最大实体要求时，不仅要满足局部实际尺寸公差（即一般所说的上下偏差），也要满足最大实体实效状态，还要使被测要素在最大实体要求和最小实体要求两种情况下，分别满足公差要求（最大时的公差为标注公差，最小时的公差＝形位公差＋极限偏差）。
如果对形位公差值的最大值有要求，则在最小实体要求时的公差，就不等于形位公差＋极限偏差，而是等于给出值。
如果没有最大实体要求，则只需满足局部实际尺寸公差和形位公差即可（两者是相互对立的）。
21. 最小实体要求
最小实体要求适用于中心要素（轴线或中心平面），它考虑尺寸公差和有关形位公差的相互关系。
当在公差值后加注符号○L时，这表示图样上单独注出的这项形位公差值是在被测要素处于最小实体状态下给出的，并与局部实际尺寸有关。这也就是说，当局部实际尺寸向最大实体尺寸偏离时，形位公差值也将相应的变化（增大）。
22. 不同零件间的配合通常取决于相配要素的局部实际尺寸和形位误差的体外综合效应；
同一零件上相邻要素间的临界距离通常取决于它们的局部实际尺寸和形位误差的体内综合效应。
23. 在应用了最大或最小实体要求时，对于标注了○M、○L的那项形位公差，是一种公差数值可以变化的动态公差。也就是说，图样给出的形位公差值不是像传统公差概念那样的固定数值，而是与局部实际尺寸有关，可以水局部实际尺寸变化的动态公差。
24. 可逆要求
所谓可逆要求，是指在不影响零件功能的前提下，当被测轴线或中心平面的形位误差值小于给出的形位公差值时，允许相应的尺寸公差增大。它通常与最大实体要求或最小实体要求一起应用。

6551130 · 发表于 2007-7-12 23:26:20

这个还真难说，靠经验

xiaoyaoshusheng · 发表于 2007-7-13 08:57:47

简单的方法是找个现有的类似图纸参考！

syliuxing · 发表于 2007-7-13 11:49:08

其实这个问题真不好说.大多数都是根据经验来标的.觉得重要的地方或者出于装配等精度的考虑时往往会给上形位公差.但真正能按照手册的公差等级给的也没有几个.....我也遇到这方面的困惑,后来发现可以参考一些传统的大工厂里面的正规图纸来学习,包括一些典型零件如轴类,齿轮类等零件的形位公差都是怎么给的,以及和它们配合的零件都有什么相应的形位公差,这样可能更有助于对形位公差标的理解....那样,时间长后自然而然就会懂得怎样去给形位公差了. 至于实体要求,个人觉得在没太通的情况下尽量少用..而且到现在为止,我接触过的生产图纸中,实际使用的也不多.一家之言

gaoyns · 发表于 2007-7-13 14:26:07

形位公差虽然规定项目很多，在图中标注起来不一定用项目很多，如楼主列举的轴上装轴承的部位，只需标同轴度就行了，二段一段作基准，一段被检测。其它如圆度、圆柱度、跳动等都不需标了。究竟哪些标，哪些不标，是有规律的，多留心多只累，慢慢就会掌握的。

zz435 · 发表于 2007-7-14 13:58:30

好深啊！
接触过一些德国的图纸（90年代的），基本上都没有形位公差的标注，不知道为什么？
另外，好像日本的图纸，形位公差比较普遍。
这又是为什么呢？

jfzhu5987 · 发表于 2007-7-14 14:17:39

在实际设计中,根据工况不同选用不同的形位公差!

xingxing24 · 发表于 2007-7-14 20:46:36

我觉得公差标注要根据你设计的设备所需要的精度，标高了太浪费，标低了精度不够，所以各个行业我觉得都不太一样，同样是轴一个设备的不同地方用到的几根轴肯定所用的公差等级都不一样，所需标的公差也不相同，工作中要慢慢体会，这里面学问挺多了，标的好了，以后加工，装配，能少很多麻烦！！

[ 本帖最后由 xingxing24 于 2007-7-14 20:47 编辑 ]

laverne · 发表于 2007-7-14 21:07:20

各国的图纸标注各有不同，平时多看看，积累一下就会好一点！

eastlakewater · 发表于 2007-7-14 21:52:48

这个太重要了，上次朋友设计的一个大套筒，直径６００，用花键与轴连接，两段的，采用内径定心，可是键侧的公差定的小了，加上同轴度不好，装配费老劲了．

JH2006 · 发表于 2007-7-14 22:13:04

搞了几年机械，感觉机械公差标注大概可以分为两类：自由公差和配合公差。
自由公差一般以经验为依据，不太精确，通常用在对配合要求不高的地方，比如门框同门，公差一般较大。
配合公差一般以现行的行业标准为依据，精确度高，通常用在对配合要求比较严格的地方，比如轴承内径同轴，公差一般较小，且按装配要求有不同的配合等级。

zz435 · 发表于 2007-7-20 09:49:04

公差确实很重要，而且每一个做机械的人，在设计的时候都不会忽视公差设计这一环。
但并不是每一个人都懂得如何把公差设计好，就像轴与滚针轴承配合，一般选择k5或k6的公差，
但实际上真的一定是这样吗？
原则是死的，只有在真的的使用中，被证明了的，才是真的正确的。
国外的机械设备之所以比我们强，除了材料、加工工艺等因素之外，良好的公差配合也是一个重要的因素，而这是需要时间积累的。
老的尺寸公差有其相当的局限性，而形位公差可以补其之不足，所以希望大家能一起学习，一起提高。
套一句屈老夫子的话：路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

shchx · 发表于 2007-7-20 09:55:24

公差问题,去年我们在外面开技术交流年会的时候,我在会上也提过.公差确实很重要,但有很少人能够准确、灵活的运用。我认为经验固然重要，但更重要的是对各概念的准确理解。

zz435 · 发表于 2007-7-23 15:35:47

原帖由 shchx 于 2007-7-20 09:55 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif9 ?; _" p( v( v+ n4 Z1 G
公差问题,去年我们在外面开技术交流年会的时候,我在会上也提过.公差确实很重要,但有很少人能够准确、灵活的运用。我认为经验固然重要，但更重要的是对各概念的准确理解。

那接下来，咱们说说公差的一些基本概念吧，大家就这些概念，谈一下自己的理解和实际应用中碰到的问题。

zz435 · 发表于 2007-7-23 15:49:36

这是论坛里的一些有关公差的帖子：
资料帖：
1.高级公差培训教材
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=255934&highlight=%B9%AB%B2%EE
2.形状和位置公差及检测
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=319604&highlight=%B9%AB%B2%EE
3.公差选用与正确标注
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=316719&highlight=%B9%AB%B2%EE
4.《新编形状和位置公差标注读解》ＰＤＦ版加书签
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=150146&highlight=%B9%AB%B2%EE

讨论帖：
1.寻求公差配合的真谛！
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=320590&highlight=%B9%AB%B2%EE
2.图纸中怎样标注公差？
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=307200&highlight=%B9%AB%B2%EE
3.形位公差的标注
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=302917&highlight=%B9%AB%B2%EE
4.圆度与圆柱度形位公差的区别
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=256795&highlight=%B9%AB%B2%EE
5.一个关于公差标注和加工工艺的问题
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=313790&highlight=%B9%AB%B2%EE
6.有关形位公差的问题
http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=293611&highlight=%B9%AB%B2%EE

JSKSGS · 发表于 2007-7-23 20:03:46

画一个轴，上面装轴承，一般需要的形位公差要求，是同轴度、垂直度和跳动等

zhch555 · 发表于 2007-7-23 22:21:33

我觉得应以理论为基础,多看看一些正规的图纸,多总结,多实践才能更好的把握

天山南北 · 发表于 2007-7-26 20:39:14

形位公差的标注在每个企业内部都不尽相同，许多企业内部根据加工相同类型的零件都有类似的图纸，当然也就有类似的标注方法了，还有就是每个企业的设备能力不一，当然许多精度不是很高的就不去要求了。

stone3rd · 发表于 2007-7-28 13:39:24

其实标了垂直度之后就可以不用标跳动度了。
仅面对轴而言，垂直度等同于端面全跳动。

沼泽地 · 发表于 2010-8-31 09:36:55

我也是工作上不会标了，才上论坛上来找的，这本书在哪下？

wwll13 · 发表于 2010-8-31 17:05:18

感觉还是得和自己所想要的效果有关
并不是标的越多越好,感觉对定义理解透了就不会出什么大事//

千军一将 · 发表于 2010-8-31 17:50:06

形位公差的标注是最终以装配和使用为依据的
而这个形位公差是以要素来评价的
要素就是点，线，面
这个要素本身的形状要求如何，需不需要约束，这个就是形状公差，约束量是多大？这个就是公差值。
相互之间的要素之间的关系，如何约束，这个就是位置公差，约束量是多大？这个就是公差值。
----------------------------------
一根轴，如果是作为手柄用的，那么为了舒服，可以标注形状公差，如果是为了装配，而且上面有很多零部件，那么就可能要标注位置公差（例如：同轴度，垂直度等）
一个盘，如果是用8个孔与轴相连接作为普通法兰，那么只有孔的位置度要求，如果是高速运转中的法兰，那么为了动平衡的需要，上下表面就有平行度的要求，法兰表面与轴线就有垂直度的要求。
--------------------------
同样的一个机械零件
不同的使用地方
形位公差的标注和要求不一样

weng1985 · 发表于 2010-9-1 15:15:13

形位公差的标注也要看零件派什么用场、有什么作用，还有装配的问题上，要知道哪里形位超差后，会造成不好装配或是装配好了整体的运作有什么问题。
知道了这些，对零件添加形位公差很有帮助

lllieee · 发表于 2010-9-9 16:47:02

自己做过一些设计，当图型画好后，感觉标注真的很难。看过很多国外的图纸，及标注的说明。其中图纸个人觉得日本的较为为严谨，法国，意大利的图纸，仔细分析的话，经常有重复限制，甚至出现矛盾。就标准而言，个人感觉SN200中图示+文字说明来诠释型位公差，直观清晰，很好理解。

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