第十二章 幾何公差
前言 : 幾何公差 幾何公差係表示物體上一種幾何形態之外形及其所在位置等之公差, 是指一公差區域, 而該形態或其位置, 必須位於此公差區域之內 幾何公差區域依幾何形態之性質及公差標註之方式不同, 可能有 一圓內之面積或一圓柱體之體積 兩個等距離直線或曲線間之面積 兩個等距離平面或曲面間之空間 一平行六面體之體積 幾何公差適用於該幾何形態的全長 全部面積或全部體積, 如果如果僅限於局部時, 則必須另加註明 幾何形態依性質分成 單一形態 與 相關形態 幾何公差分成 形狀公差 方向公差 位置公差 及 偏轉公差 等四類別
幾何公差 : 形狀公差 表達單一形態之外形偏離其理想外形的誤差 真直度公差 : 管制表面上線的真直度或旋轉體中心軸線的真直度 真平度公差 : 管制一平面的真平度 真圓度公差 : 管制圓柱 圓錐或球體橫斷面的真圓度 圓柱度公差 : 管制圓柱面的真圓度 真直度與平行度等公差的組合 合 曲線輪廓公差 : 管制曲線上各點的輪廓形狀 曲面輪廓公差 : 管制曲面上各點的輪廓形狀
幾何公差 : 方向公差 表達兩形態間的相關方向 平行度公差 : 管制直線或平面與基準線或基準面的平行程度 垂直度公差 : 管制直線或平面與基準線或基準面的垂直程度 傾斜度公差 : 管制直線或平面與基準線或基準面成一角度之傾斜狀態的誤差
幾何公差 : 位置公差 表達兩形態間的相關位置 位置度公差 : 管制幾何形態偏離其理論上正確位置的誤差 同心度公差 : 管制圓或圓柱中心線偏離基準形態中心的誤差 對稱度公差 : 管制某形態偏離其對稱基準形態理論上正確位置的誤差
幾何公差 : 偏轉公差 管制幾何形態在任何位置作迴轉時最大容許改變量 圓偏轉度公差 : 作一完全迴轉後最大的容許改變量, 迴轉時不得有軸向或徑向相對運動 總偏轉度公差 : 作不定數完全迴轉後最大的容許改變量, 測定器或機件應置於基準線正確位置, 沿著理論正確輪廓線作相對運動
幾何公差符號
標註 : 公差框格 公差框格為一長方形框, 分隔成若干小格, 框格以細實線繪製, 高度約為尺度數字字高的二倍 各小格自左至右分別填入下列資料 : 1. 1. 幾何公差符號 2. 2. 幾何公差數字, 如為圓形或圓柱形者, 則在數字前加註 Φ 3. 3. 如採用一個或多個基準線或基準面時, 且以字母表示時, 則將該字母填入第三格, 以表示該幾何公差係以該字母所代表的基準線或基準面為基準 準
標註 : 引線 ( 一 ) 公差框格與欲管制的幾何形態間用一附有箭頭的引線相連接, 其形式有 : 箭頭指在表面的輪廓線或其延長線而不對正某一尺度線時, 則該公差係指該輪廓線或該表面 若應用最大實體狀況符號, 則不可如此表示 箭頭指在表面的輪廓線或其延長線而對正某一尺度線時, 則該公則該公差係指該尺度所標註之形態部分之中心軸線 ; 其箭頭可與尺度線合用 合用
標註 : 引線 ( 二 ) 公差框格與欲管制的幾何形態間用一附有箭頭的引線相連接, 其形式有 : 箭頭指在一中心線上, 則該公差係指以該中心線為軸線之所有幾何形態
標註 : 基準線 面 ( 一 ) 若為公差尺度引為基準者, 自基準線或基準面所引出的引線, 在引出處用一塗黑的正三角形或空心三角形表示之, 而基準三角形的底邊有下列各種情況 : 基準三角形底邊在輪廓線或其延長線而不對正某一尺度線時, 則該輪廓線或表面即為該公差之基準線或基準面 基準三角形底邊在一中心線上, 則以該中心線為軸線之所有形態之共同中心軸線為基準線
標註 : 基準線 面 ( 二 ) 係為公差尺度引為基準者, 自基準線或基準面所引出的引線, 在引出處用一塗黑的正三角形或空心三角形表示之, 而基準三角形的底邊有下列各種情況 : 基準三角形底邊在輪廓線或其延長線而對正某一尺度線時, 則該尺度所標註的形態的中心線即為該公差的基準線 基準三角形亦可取代尺度線端的箭頭
標註 : 基準線 面 ( 三 ) 基準面或基準線與公差框格相距甚遠時, 可用一大楷英文字母加一框格來識別, 並將該字母註入框格最右邊 若有多個基準, 且無先後順序時, 則框格中各字母間不加橫線間隔 隔
標註 : 基準線 面 ( 四 ) 若一個基準是由兩個基準線或基準面組合而成, 則在二基準字母間用一短橫線連接 若基準面或基準線與被管制形態間, 無法決定以何者為基準時, 則不分主從關係標註
標註 : 指定範圍 若某一幾何公差僅適用於某一指定範圍內時, 則稱之為指定範圍內之公差 ( 下圖左 ) 若某一公差數值僅限於一定長度時, 而該長度可在被管制形態內的任一部位, 例如 0.1/100 表示在該平面任一方向 100 100 單位長度內之平行度誤差不超過 0.1 0.1 單位單位 ( 下圖中 ) 除整體形態公差外, 另加一限於特定長度內之公差, 例如 0.1/0.05/100 表示整個平面的平行度公差為 0.1, 而在該平面任一方向 100 100 單位長度內之平行度誤差不超過 0.05 0.05 單位單位 ( 下圖右 )
標註 : 最大實體狀況 當兩配合件各在其尺度最大實體狀況時, 兩配合件存在於最不利之極限, 以軸而言, 軸的最大實體狀況為軸的最大極限尺度, 以孔而言, 孔的最大實體狀況為孔的最小極限尺度 當兩配合件或其中之一實際尺度遠離其最大實體極限時, 其幾何公差超越原定之範圍, 而不致影響其功能與裝配, 此乃最大實體狀況之原理 當最大實體狀況應用於公差數值時, 將最大實體狀況符號加註在公差數值之後 當最大實體狀況應用於基準形態時, 將最大實體狀況符號加註在基準字母之後
範例 銷子的真直度公差為 Φ0.01, 且適用最大實體狀況 如果銷子的直徑作成 Φ9.99 時, 真直度公差可增加到 Φ0.02 如果銷子的直徑作成 Φ9.98 時, 真直度公差可增加到 Φ0.03 驗證前述 : 當兩配合件或其中之一實際尺度遠離其最大實體極限時, 其幾何公差超越原定之範圍, 而不致影響其功能與裝配,
幾何公差符號
幾何公差公差域
幾何公差公差域
幾何公差公差域
幾何公差公差域
幾何公差公差域
幾何公差範例
幾何公差範例
幾何公差範例
幾何公差範例
第十二章幾何公差範例說明 幾何公差範例 圖 例說 明 一 真直度公差 所劃的線須在該表面上兩個相距為 0.01mm 的 平行線間 圓柱體的表面上任何一部分必須介於兩個相距 0.03mm 的平行線之間 同一表面上兩個方向的直線的真直度不相同 在左視圖所示的方向的表面真直度公差區域為 0.05, 而在右視圖所示的方向的表面真直度公差區域為 0.1mm 在上面的視圖的投影平面上, 本件的軸線介於兩個相距 0.2mm 的平行線內 在上面的視圖的投影平面上, 本件的軸線介於兩個相距 0.1mm 的平行線內 而在下面的視圖的投影平面上, 本件的軸線介於兩個相距 0.2mm 的平行線內 本件右方部分的軸線必須在一直徑為 0.03mm 的圓柱形公差區域內 本件全部的軸線必須在一直徑為 0.04mm 的圓柱形公差區域內 12-1
第十二章幾何公差範例說明 二 真平度公差 箭頭所指平面必須介於兩個相距 0.03 的平行平面間 三 真圓度公差 在任一與軸線正交的剖面上, 其周圍必須介於兩個半徑差為 0.02mm 的同心圓之間 在任一與軸線正交的剖面上, 其周圍必須介於兩個半徑差為 0.03mm 的同心圓之間 在任一大圓的剖面上, 其周圍必須介於兩個半徑差為 0.04mm 的同心圓之間 四 圓柱度公差 本圓柱的表面必須介於兩個同軸線而半徑差為 0.02mm 的圓柱面之間 五 曲線輪廓度公差 12-2
第十二章幾何公差範例說明 在一個與本圖投影面平行的平面內, 實際輪廓曲線必須介於兩個曲線間, 此二曲線是以真確輪廓曲線上的各點為圓心, 以公差數值為直徑所作許多小圓的兩個包絡線 六 曲面線輪廓度公差 實際輪廓曲面必須介於兩個曲面間, 此二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小球的兩個包絡線 七 平行度公差 上方圓柱的軸線必須介於兩個與基準軸線平行且垂直相距為 0.1mm 的平面之間 上方圓柱的軸線必須介於兩個與基準軸線平行且水平相距為 0.02mm 的平面之間 12-3
第十二章幾何公差範例說明 上方圓柱的軸線必須在一長方體內, 此長方體的水平寬度為 0.2 mm, 垂直高度為 0.1mm, 且其邊與基準軸線平行 上方圓柱的軸線必須在一直徑為 0.03mm, 且其軸線與基準線相平行的圓柱內 本件的上表面必須介於兩個與孔的基準軸線平行且相距為 0.1mm 的兩平面間 孔的軸線必須介於兩個與基準面平行且相距為 0.03mm 的兩平面間 12-4
第十二章幾何公差範例說明 本件的上表面必須介於兩個與孔的基準軸線平行且相距為 0.03mm 的兩平面間 本件的上表面必須介於兩個與孔的基準軸線平行且相距為 0.05mm 的兩平面間 該表面上任何相距 100 的兩點必須介於兩個與基準面平行且相距為 0.02mm 的平面之間 八 垂直度公差 垂直孔的軸線必須介於兩個與基準面垂直且相距為 0.03mm 的平面之間 右方端面必須介於兩個與基準面垂直且相距為 0.04mm 的平面之間 直柱的軸線必須介於兩個與基準面垂直且相距為 0.1mm 的平面之間 12-5
第十二章幾何公差範例說明 直柱的軸線必須在一個 0.1 0.2, 且與基準面垂直的長方體公差區域之內 直柱的軸線必須在一個直徑為 0.03, 且軸線與基準面垂直的圓柱形公差區域之內 右方平面必須介於兩個與基準面垂直, 且相距為 0.05mm 的平面之間 九 傾斜度公差 斜孔的軸線必須介於兩個與基準軸線成 60 且相距為 0.08mm 的平行平面之間 本件的傾斜面必須介於兩個與基準軸線成 75 且相距為 0.1mm 的平行平面之間 12-6
第十二章幾何公差範例說明 斜孔的軸線必須在一個直徑為 0.6mm 且與基準面傾斜成 60 的圓柱形公差區域內 本件的傾斜面必須介於兩個與基準面成 39 且相距為 0.03mm 的平行平面之間 十 正位度公差 交點必須在一個直徑為 0.3mm 的圓形公差區域內, 此圓的圓心即為該交點的真確位置 一線的位置必須介於兩個在該表面上相距為 0.05mm 的平行線之間 此兩平行線係對稱的位於該線的真確位置的兩側 孔的軸線必須在一個直徑為 0.03mm 的圓柱形公差區域之內, 此圓柱的軸線即為孔軸線的真確位置 12-7
第十二章幾何公差範例說明 每一孔的軸線必須在一個長方體的公差區域內, 此長方體的端面為 0.2 0.05, 各對稱的位於孔軸線的真確位置的兩側 兩孔的軸線必須各在一個圓柱形公差區域內 此圓柱的直徑為 0.04mm, 且其軸線應垂直於基準面 A 並距離其基準軸線 B 為 30mm, 且兩圓柱軸線相距 40 傾斜表面必須介於兩個相距 0.05mm 的平行平面之間 此兩平行面係對稱的位於一個依據基準面 A 與基準軸線 B 為真確位置的平面之兩側 十一 同心度公差 外圓的中心必須在一個直徑為 0.01mm 且與基準圓 A 同心的小圓內 12-8
第十二章幾何公差範例說明 右方圓柱的軸線必須在一個圓柱形公差區域內, 此圓柱的直徑為 0.03mm, 其軸線與左方基準軸線 A 重合 左右兩個圓柱部分不分主從的關聯基準, 其軸線必須在一個圓柱形公差區域內, 該圓柱的直徑為 0.04mm 中間部分的軸線必須在一個圓柱形公差區域內, 該圓柱的直徑為 0.04mm, 且其軸線必須與左右兩端 AB 的軸線相重合 十二 對稱度公差 孔的軸線必須介於兩個平行平面之間 該兩平面相距 0.03 mm 且對稱於兩個基準槽的公有中心面 孔的軸線必須在一個長方體公差區域內 此長方體的端面為 0.1 0.05 且各對稱於槽 C D 的公有中心面及 A B 的公有中心面 12-9
第十二章幾何公差範例說明 右方槽的中心面必須介於兩個平行平面之間 該兩平面相距 0.04 且對稱於基準面 左槽的中心面與右槽的中心面必須同時介於相距 0.06mm 的平行平面之間 十三 偏轉度公差 在沿圓柱面上的任何一點所量得與基準軸線垂直方向的偏轉量不超過 0.1mm( 圍繞基準軸線 A B 旋轉 ) 在沿圓錐面上的任何一點所量得在與該面成法線方向的偏轉量不超過 0.1mm( 圍繞基準軸線 C 旋轉 ) 在右側平面上任何一點所量得與基準軸線平行之方向的偏轉量不超過 0.1mm( 圍繞基準軸線 D 旋轉 ) 12-10