公差标注和几何公差.docx
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公差标注和几何公差
零件图的尺寸标注
零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。
在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。
一、关于尺寸
（1）功能尺寸系指对于机件的工作性能、装配精度及互换性起重要作用的尺寸。
功能尺寸对于零件的装配位置或配合关系有决定性的作用，因而常具有较高的精度。
这些尺寸是尺寸链中重要的一环，常为了满足设计要求而直接注出。
例如，有装配要求的配合尺寸，有连接关系的定位尺寸、中心距等。
（2）非功能尺寸系指不影响机件的装配关系和配合性能的一般结构尺寸。
这些尺寸一般精度都不高。
例如，无装配关系的外形轮廓尺寸、不重要的工艺结构（如倒角、倒圆、退刀槽、凹槽、凸台、沉孔）的尺寸等。
（3）公称尺寸是某一要素或零件尺寸的名义值。
例如，平垫圈的公称尺寸是与之相配的螺栓的公称直径，而实际上该垫圈的孔径要大于这个公称尺寸。
（4）基本尺寸是设计时给定的、用以确定结构大小或位置的尺寸。
基本尺寸又是确定尺寸公差的基数，它与公称尺寸的性质是不同的。
（5）参考尺寸是指在图样中不起指导生产和检验作用的尺寸。
它仅仅是为了便于看图方便而给出的参考性尺寸。
参考尺寸只有基本尺寸而不带公差，为了区别于其他未注公差的尺寸，标注时应加圆括号表示。
（6）重复尺寸是指某一要素的同一尺寸在图样中重复注出，或对机件的结构尺寸注成封闭的尺寸链，因其中一环由图样中的其他尺寸和存在的几何关系可以推算出来，此时又不加圆括号者，这都称为重复尺寸。
机件每一要素的尺寸一般都只能标注一次，不应重复出现，以避免尺寸之间产生不一致或相互矛盾的错误。
二、正确地选择尺寸基准
要合理标注尺寸，必须恰当地选择尺寸基准，即尺寸基准的选择应符合零件的设计要求并便于加工和测量。
零件的底面、端面、对称面、主要的轴线、中心线等都可作为基准。
图7-7轴承座的尺寸基准
1．设计基准和工艺基准
根据机器的结构和设计要求，用以确定零件在机器中位置的一些面、线、点，称为设计基准。
根据零件加工制造、测量和检验等工艺要求所选定的一些面、线、点，称为工艺基准。
图7-7所示为轴承座。
轴承孔的高度是影响轴承座工作性能的功能尺寸，图中尺寸40±0.02以底面为基准，以保证轴承孔到底面的高度。
其他高度方向的尺寸，如10、12、58均以底面为基准。
在标注底板上两孔的定位尺寸时，长度方向应以底板的对称面为基准，以保证底板上两孔的对称关系，如俯视图中尺寸65。
其他长度方向的尺寸，如主视图中φ10、45、35，俯视图中90、8均以对称面为基准。
底面和对称面都是满足设计要求的基准，是设计基准。
轴承座上方螺孔的深度尺寸，若以轴承底板的底面为基准标注，就不易测量。
应以凸台端面为基准标注尺寸6，这样，测量就较方便，故轴承座上方平面是工艺基准。
标注尺寸时，应尽量使设计基准与工艺基准重合，使尺寸既能满足设计要求，又能满足工艺要求。
如图7-7中底面是设计基准，加工时又是工艺基准。
二者不能重合时，主要尺寸应从设计基准出发标注。
2．主要基准与辅助基准
每个零件都有长、宽、高三个方向的尺寸，每个方向至少有一个尺寸基准，且都有一个主要基准，即决定零件主要尺寸的基准。
如图7-7中底面为高度方向的主要基准，对称面为长度方向的主要基准，圆筒的后端面为宽度方向的主要基准。
为了便于加工和测量，通常还附加一些尺寸基准，称为辅助基准。
辅助基准必须有尺寸与主要基准相联系。
如图7-7中高度方向的主要基准是底面，而轴承孔轴线与轴承座上方平面为辅助基准（工艺基准），40±0.02和58两个尺寸为辅助基准与主要基准之间的联系尺寸。
三、标注尺寸应注意的几个问题
1．功能尺寸应直接标注
为保证设计的精度要求，功能尺寸应直接注出。
如图7-8中的装配图表明了零件凸块与凹槽之间的配合要求。
在零件图中应直接注出功能尺寸40和40，以及11、12，能保证两零件的配合要求。
而右图中的尺寸，则需经计算得出，是不合理的。
图7-8直接注出功能尺寸
2．避免注成封闭的尺寸链
图7-9为阶梯轴，在左图中，长度方向的尺寸a、b、c、d首尾相连，构成一个封闭的尺寸链。
因为封闭尺寸链中每个尺寸的尺寸精度，都将受链中其他各尺寸误差的影响（即b+c+d≠a），加工时很难保证总长尺寸a的尺寸精度。
所以，在这种情况下，应当挑选一个不重要的尺寸空出不注（称为开口环），以使尺寸误差累积在此处，如右图中的尺寸注法。
图7-9避免注成封闭的尺寸链
3．考虑加工方法、符合加工顺序
为使不同工种的工人看图方便，应将零件上的加工面与非加工面尺寸，尽量分别注在图形的两边，如图7-10所示。
对同一工种的加工尺寸，要适当集中标注，以便于加工时查找，如图7-11所示。
图7-10加工面与非加工面的尺寸注法 图7-11同工种加工的尺寸注法
4．考虑测量方便
孔深尺寸的标注，除了便于直接测量，也要便于调整刀具的进给量。
图7-12中错误注法图例中的孔深尺寸14、38的注法，则不便于用深度尺直接测量；右图中的尺寸5、5、29在加工时无法直接测量，套筒的外径需经计算才能得出。
图7-12标注尺寸应便于测量
5．长圆孔的尺寸注法
机件上长圆形的孔或凸台，由于作用和加工方法的不同，而有不同的尺寸注法。
一般情况下（如键槽、散热孔以及在薄板零件上冲出的加强肋等），采用第一种注法。
当长圆孔是装入螺栓时，中心距就是允许螺栓变动的距离，也是钻孔的定位尺寸，此时采用第二种注法。
在特殊情况下，可采用特殊注法，此时宽度“8”与半径“R4”不认为是重复尺寸，如图7-13所示。
图7-13长圆孔尺寸的注法
四、零件上常见结构的尺寸标注
零件上常见的销孔、锪平孔、沉孔、螺孔等结构，可参照表7-1标注尺寸。
它们的尺寸标注分为普通注法和旁注法两种形式，两种注法为同一结构的两种注写形式。
标注尺寸时，可根据图形情况及标尺寸的位置参照选用。
表7-1零件上常见孔的尺寸注法
一、幾何公差
1.定義：
幾何公差係表示物體幾何型態之公差：
包括形狀公差及位置公差，亦即一種幾何型態或其所在位置公差，係指一公差區域。
而該型態或其位置，必須界於此公差區域內。
2.應用準則
（1）應用長度或角度公差有時無法達到管制某種幾何型態之目的，則需註明幾何公差，幾何公差與長度公差或角度公差相牴觸時應以幾何公差為準。
（2）某一幾何公差可能自然限制第二種幾何公差，若此兩種幾何公差區域相同時，則不必標註第二種幾何公差，若第二種幾何公差之公差區域較小時，則不可省略。
1.平行度公差限定時，同時亦限制該平面之真平度誤差。
2.垂直度公差限定時，同時亦限制該平面之真平度誤差。
3.對稱度公差限定時，同時亦限制真平度與平行度誤差。
4.同心度公差限定時，同時亦限制真直度與對稱度誤差。
3.幾何公差符號
4.標註例
公差框格：
公差標註在一個長方形框格內，此長方形框格分成兩隔或多格，框格內由左至右依順序填入下列各項
●左起第一格內，填入幾何公差符號。
●第二格內，填入公差數值，若公差區域為圓形或圓柱，則應在此數值前加一"ψ"符號。
●如需標示基準，則填入代表該基準或多個基準之字母。
●如有與公差有關之註解，如"6孔"或"6x"可加註在框格上方
●
在公差區域內，對形狀之指示，可寫在公差框格之附近或用一引線連接之
圖例
說明
1.真直度
全部軸線須在一個直徑為0.04之圓柱形公差區域內。
2.真平度
箭頭所指之平面須介於兩個相距0.03的平行平面之間
3.真圓度
在任一與軸線正交剖面上，其周圍須介於半徑差為0.03的兩同心圓之間。
4.圓柱度
本圓柱之表面須介於兩個同軸線而半徑差為0.02的圓柱面之間。
圖例
說明
5.曲面輪廓度
實際輪廓曲面須介於兩個曲面之間，此兩曲面是以真確輪廓曲面上的各點為球心，以公差數值為直徑，所作許多學球的兩個包絡面。
6.平行度
與一基準面平行之面
上表面須介於與基準面平行且相距0.03的兩平面之間。
7.垂直度
圓柱之軸線須在一個直徑為0.03且其軸線與基準面垂直之圓柱形公差區域內。
8.傾斜度
與一基準線成傾斜之面
傾斜面須介於與基準軸線成75°且相距0.1的兩平行平面之間。
圖例
說明
9.位置度
每一孔之軸線須在一個長方體之公差區域內。
此長方體之端面0.2X0.05，各對稱的位於孔軸線之真確位置的兩側。
10.同心度
左右兩個圓柱部分不分主從的關聯基準。
其軸線須在一個圓柱形公差區域內，該圓柱的直徑為0.04。
11.對稱度
孔之軸線須介於兩各平行平面之間。
該兩平行面相距0.03且對稱於兩個基準槽之公有中心面。
12.圓偏轉度
在沿圓錐面上任何一點所量得與該面之法線方線的偏轉量不超過0.1。
注意：
此公差不限定該圓錐面之傾斜度及真直度。
圍繞基準軸線C旋轉
圖例
說明
13.總偏轉度
軸向總偏轉度
圓柱端面與測定器間作徑向相對移動，圓柱端面上任意點之軸向偏轉量不得超過0.1。
測定器或機件應置於基準軸線之正確位置，沿著理論正確輪廓線，作相對移動。
圍繞基準軸線D旋轉
14.曲線輪廓度
說明
在一個與本圖投影平面平行的平面內，實際輪廓曲線須入於兩個曲線之間。
此兩曲線是以真確輪廓曲線上的各點為圓心，以公差數值為直靜作所多小圓的兩個包絡線
註：
1.圓偏轉度公差：
係指某一幾何型態在任何位置，經過該機件圍繞基準軸線作一完全迴轉後之最大容許改變量（即針盤指示器指針之全部運動量）。
機件迴轉時，不得有軸向或徑向相對運動。
此改變量量取之方向即是引線之箭頭所指的方向。
圓偏轉度公差可能包括以下各項誤差：
真圓度、同心度、垂直度、真平度等。
2.總偏轉度公差：
係指某一幾何型態在任何位置，經過該機件圍繞基準軸線作不定數完全迴轉後之最大容許改變量（即針盤指示器之全部運動量）。
測定器或機件應至於基準軸線之正確位置，沿著理論正確輪廓作相對運動。
此改變量量取之方向即是引線之箭頭所指的方向。
二、表面符號
1.基本符號（標註時，數字及文字說明以朝上、朝左為原則）
（1）切削加工符號
（2）表面粗超度
（3）加工方法之代號
（4）基準長度（單位為mm，若基準長度為0.8則可省略不寫）
（5）刀痕方向符號
（6）加工裕度
2.說明
（1）切削加工符號
（2）表面粗糙度
工作物經過各種加工製造後，表面形成精粗不等的情形稱為表面粗糙度，表面粗糙度單位為μｍ（1μｍ=0.001mm=10-6mm）
◆粗糙度種類：
（Ra、Rz、Rmax）
●Ra（中心線平均粗糙度）：
在表面輪廓曲線擷取某一測量長度（基準長度），將範圍內上下面相加除以基準長度即能得到。
●Rz（十點平均粗糙度）：
基準長度內表面輪廓曲線之第三高峰與第三低谷的和稱之。
●Rmax（最大粗糙度）：
基準長度內表面輪廓曲線之最高峰與最低谷的和稱之。
中國國家標準（CNS）係採用中心線平均粗糙度，其粗糙度數字後不加a。
但若為十點平均粗糙度，則粗糙度數字後需加z；最大粗糙度，則粗糙度數字後需加s
三者關係：
4Ra=Rz=Rmax
◆表面粗度值
●超光面（▽▽▽▽）：
加工表面光滑如鏡面（範圍0.01a~0.16a）
●精切面（▽▽▽）：
幾乎福法以觸覺或視覺分辨加工表面稱之（範圍0.25a~1.6a）
●細切面（▽▽）：
加工之表面用手觸摸似甚光滑，但仍能由視覺分辨其刀痕（範圍2.0a~6.3a）
●粗切面（▽）：
表面可由視覺及觸覺分辨殘留之刀痕（範圍8.0a~25a）
●光胚面（～）：
一般鑄造、鍛造、壓鑄、輥軋、氣焰、電弧切割等無血加工所得之表面（範圍32a~125a）
◆粗糙度等級（在數字前加N，一共分為12級）
粗糙度等級
N12
N11
N10
N9
N8
N7
N6
N5
N4
N3
N2
N1
╴
粗糙度數值Ra（μm）
50
25
12.5
6.3
3.2
1.6
0.8
0.4
0.2
0.1
0.05
0.025
0.0125
（3）加工方法之代號
項目
加工方法
代號
1.
車削（Turning）
車
2.
铣削（Milling）
铣
3.
刨削（PlaningShaping）
刨
4.
搪孔（Boring）
搪
5.
鑽孔（Drilling）
鑽
6.
絞孔（Reaming）
絞
7.
攻螺紋（Tapping）
攻
8.
拉削（Broaching）
拉
9.
輪磨（Grinding）
輪磨
10.
搪光（Honing）
搪光
11.
研光（Lapping）
研光
12.
拋光（Polishing）
拋光
13.
擦光Buffing（）
擦光
14.
砂光（Sanding）
砂光
15.
滾筒磨光（Tumbling）
滾磨
（4）刀痕方向符號
（5）加工裕度
加工裕度2mm
（6）基準長度
●一般加工，未註明基準長者，採用0.8mm為主
●超光面→0.08mm，0.25mm
●精切面→0.8mm
●細切面→2.5mm
●粗切面→8mm，25mm
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