公差-形状位置公差及检测.ppt

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1、互换性与技术测量,(第五版) 主编 廖念钊 中国计量出版社,第三章,形状和位置公差及其检测,主要内容：,有关形状和位置公差的术语及定义； 国标规定的形位公差项目及其标注； 公差原则； 形位误差的检测。 要求： 在工程图上正确地标注形位公差，并在理解公差原则的基础上来协调尺寸公差、形位公差及表面粗糙度间的关系。,第3.1节 概 述,为什么要控制零件的形位误差？ 保证装配互换； 保证使用性能.,第3.1节 概 述,第3.1节 概 述,二、形位公差的研究对象几何要素 几何要素 组成零件的点、线、面。 几何要素的分类 理想要素和实际要素 单一要素和关联要素 被测要素和基准要素 中心要素和轮廓要素,曲轴

2、,注：同一个要素从不同的角度可有不同的名称。,第3.1节 概 述,三、形位公差带的概念 形位公差带的概念 限制被测实际要素的形状和位置变动的区域. 形位公差带与尺寸公差带的区别,尺寸公差带的特征 公差带的大小 标准公差 公差带的位置 基本偏差,按“最小原则”确定的最小包容区域的宽度或直径。,形状公差带：符合“最小条件”； 位置公差带：由基准要素确定。,第3.1节 概 述,四、形位公差的标注 形状公差的公差框格,第3.1节 概 述,四、形位公差的标注 位置公差的公差框格,第3.1节 概 述,四、形位公差的标注 指引线的画法,箭头为细实线，标注 时箭头指向被测要素；,第3.2节 各项形状公差及其公

3、差带,一、直线度 在给定平面内的直线度要求 在给定方向上的直线度要求 一个方向 两个垂直方向 任意方向,用来控制圆柱(圆锥)表面的素线或狭长平面内任意直线的形状精度。,用来控制两平面的交线或轴线的形状精度。,滚子,第3.2节 各项形状公差及其公差带,二、平面度,平板,第3.2节 各项形状公差及其公差带,三、圆度,进气阀,用于有严格的配合精度、运动精度、密封要求的圆柱、圆锥、球形表面。,第3.2节 各项形状公差及其公差带,四、圆柱度,活塞销,配气机构,自动车床上的走刀装置,分度转位机构,第3.2节 各项形状公差及其公差带,五、线轮廓度,配气凸轮,用来确定被测实际要素的理想形状、方向和 位置的尺寸

4、。标注：,12,R45,第3.2节 各项形状公差及其公差带,六、面轮廓度,本节小结,六项形状公差项目 直线度、圆度和线轮廓度分别对直线、圆形线和任意曲线进行形状误差的控制； 平面度、圆柱度和面轮廓度分别对平面、圆柱面和任意曲面进行形状误差的控制。 形状公差的标注及其公差值的协调 注意在圆锥表面上圆度公差的标注； 若同一被测要素同时规定线的形状公差和由该线形成的面的公差时，线的形状公差应小于面的公差（如图）。,第3.3节 各项位置公差及其公差带,一、定向公差 平行度 面对基准平面 线对基准平面 面对基准直线 线对基准直线 给定一个方向 给定两个方向 给定任意方向,冲模模板,轴承支架,连杆,连杆,

5、第3.3节 各项位置公差及其公差带,一、定向公差 垂直度 面对基准平面 面对基准直线 线对基准直线 线对基准平面 给定一个方向 给定两个方向 给定任意方向,方铁,连杆,第3.3节 各项位置公差及其公差带,一、定向公差 倾斜度 面对基准平面 面对基准直线 线对基准平面 线对基准直线,斜铁,第3.3节 各项位置公差及其公差带,二、定位公差 同轴度,第3.3节 各项位置公差及其公差带,二、定位公差 对称度 中心面对基准中心面 中心面对基准轴线 轴线对基准中心面 轴线对基准轴线,V形块,轴上键槽,第3.3节 各项位置公差及其公差带,二、定位公差 位置度 点的位置度 线的位置度 给定两个方向 给定任意方

6、向 面的位置度,与倾斜度有什么区别？,第3.3节 各项位置公差及其公差带,三、跳动公差 圆跳动 径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动,与圆度有什么区别？,特点: 1、检测简单、方便； 2、综合控制:形状公差+位置公差,第3.3节 各项位置公差及其公差带,三、跳动公差 全跳动 径向全跳动 端面全跳动,第3.3节 各项位置公差及其公差带,区别: 端面对轴线的垂直度 、端面圆跳动、端面全跳动 端面全跳动可完全代替端面对轴线的垂直度的要 求.,垂直度,本节小结,定向公差 倾斜度：被测要素的理想方向由与基准形成的理论正 确角度确定； 定位公差 对称度：其公差带是相对于基准中心要素对称分布的 两个平行平面。

7、 位置度：在图样上标注时，首先应由基准和理论正确 尺寸将被测要素的理想位置标注出来。 跳动公差 由特定的检测方式规定的位置公差项目，可综合地控 制被测回转表面的轮廓要素的形位误差及其轴线的同 轴度误差。,本节小结,形位公差的标注及其公差值的协调 同一要素的形状公差值应小于其定向、定位公差值。 对同一基准，同一要素的定向公差值应小于其定位公差值。,t1t2,本节小结,形位公差的标注及其公差值的协调 对同一基准，同一要素的圆跳动公差值应小于其全跳动公差值（P76，图35a） 。 回转表面及其素线、轴线的形位公差值应小于相应的跳动公差值。 端面全跳动和端面对轴线的垂直度控制形位误差的效果相同。,第3

8、.4节 公 差 原 则,一、概念与分类,第3.4节 公 差 原 则,实体状态和实体尺寸 最大实体状态和最大实体尺寸 DMMS= Dmin， dMMS=dmax 最小实体状态和最小实体尺寸 DLMS=Dmax ， dLMS= dmin,二、与公差原则有关的术语及定义,第3.4节 公 差 原 则,作用尺寸 体外作用尺寸（Dfe /dfe ）,二、与公差原则有关的术语及定义,孔的体外作用尺寸（Dfe） 在配合长度上，与实际孔能 装配的最大的理想轴的直径。 轴的体外作用尺寸（dfe ） 在配合长度上，与实际轴能装 配的最小的理想孔的直径。,实际孔,实际轴,第3.4节 公 差 原 则,作用尺寸 体外作用

9、尺寸（Dfe /dfe ）,二、与公差原则有关的术语及定义,与实际尺寸的关系 DfeDa； dfeda 理 解 是对实际零件定义的，反映实际孔和轴的配合性质或装配状态。 体外作用尺寸=实际尺寸形状误差；是假想的理想尺寸。 零件不同其体外作用尺寸也可能不同。,第3.4节 公 差 原 则,作用尺寸 体内作用尺寸（Dfi /dfi ）,二、与公差原则有关的术语及定义,DfiDa dfida,第3.4节 公 差 原 则,实效状态和实效尺寸 最大实体实效状态 最大实体实效尺寸（DMV/dMV）,二、与公差原则有关的术语及定义,孔或轴的尺寸为最大实体尺寸，同时其形位误差也达到图样给定值时的一种极限状态。,

10、孔的最大实体实效尺寸 DMV=DMMS-t给定=Dmin - t给定 轴的最大实体实效尺寸 dMV=dMMS+t给定=dmax + t给定,孔或轴在最大实体实效状态下所形成的体外作用尺寸。,第3.4节 公 差 原 则,实效状态和实效尺寸 最小实体实效状态 最小实体实效尺寸（DLV/dLV）,二、与公差原则有关的术语及定义,孔或轴的尺寸为最小实体尺寸，同时其形位误差达到图样给定值时的一种极限状态。,孔的最小实体实效尺寸 DLV=DLMS+t给定=Dmax + t给定 轴的最小实体实效尺寸 dLV=dLMS-t给定=dmin - t给定,孔或轴在最小实体实效状态下所形成的体内作用尺寸。,第3.4节

11、 公 差 原 则,理想边界 概念 分类,二、与公差原则有关的术语及定义,具有一定尺寸大小和正确几何形状的理想包容面。,最大实体边界 最小实体边界 最大实体实效边界 最小实体实效边界,DMMS= Dmin， dMMS=dmax,DLMS=Dmax ，dLMS= dmin,DMV=DMMS-t给定=Dmin - t给定 dMV=dMMS+t给定=dmax + t给定,DLV=DLMS+t给定=Dmax + t给定 dLV=dLMS-t给定=dmin - t给定,第3.4节 公 差 原 则,（一）独立原则 合格零件的尺寸与形位公差要求 dmin da dmax ta t给定 应用范围 尺寸和形位公差

12、要求分别得到满足的场合； 未注公差。,三、公差原则,（二）相关原则 1、包容原则 包容原则 要求被测实际要素遵守最大实体边界。 孔： Dfe DMMS ； Da DLMS 轴： dfedMMS ； da dLMS,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,孔：DMMS= Dmin 轴：dMMS = dmax,10,dMMS,0.036,0.020,0,9.964,9.980,10,合格轴应满足的要求,da,dmax=10,da=9.980,dmin=9.964,dmax=10,能否保证 配合要求？,（二）相关原则 1、包容原则 合格零件的实际尺寸与形状公差间的关系 孔： Dmin Da Dma

13、x 0 tDa Da-DMMS 轴： dmin da dmax 0 tda da-dMMS,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,（二）相关原则 1、包容原则 适用范围 仅用于形状公差，保证孔、轴的装配互换 和配合性质。 标 注 在尺寸公差后加注 。 举 例,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,E,分析图示标注方法所表示的要求有何区别？ （从采用的公差原则、理想边界尺寸、允许的最大直线度误差）,（二）相关原则 2、最大实体原则 最大实体原则 要求被测实际要素遵守最大实体实效边界。 孔： Dfe DMV ； DMMS DaDLMS 轴： dfedMV ； dMMS dadLMS,第3.

14、4节 公 差 原 则,三、公差原则,孔： DMV=DMMS-t给定=Dmin - t给定 轴： dMV=dMMS+t给定=dmax + t给定,能否保证 的装配互换?,dmax=20,da=19.90,dmin=19.48,tmax=0.1+0,tmax=0.1+0.1,tmax=0.1+0.52,（二）相关原则 2、最大实体原则 合格零件的实际尺寸与形位公差间的关系 孔： Dmin Da Dmax 0 tDa t给定 +Da-DMMS 轴： dmin da dmax 0 tda t给定 +da-dMMS,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,（二）相关原则 2、最大实体原则 标注 在形位

15、公差值或基准符号后加注符号 。 适用范围 仅用于中心要素，保证 孔、轴的装配互换。 举例,M,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,分析图示标注方法所表示的要求有何区别？（从采用的公差原则、理想边界尺寸、允许的最大形位公差值）,一、最大实体原则用于被测要素，在该被测要素的公 差框格中公差值后加注 符号。,M,二、最大实体原则用于基准要素,M,分析图示标注方法所表示的要求有何区别？ （从采用的公差原则、理想边界尺寸、允许的最大形位公差值）,分析图示标注方法所表示的要求有何区别？ （从采用的公差原则、理想边界尺寸、允许的最大形位公差值）,分析图示标注方法所表示的要求有何区别？ （从采用的公差原

16、则、理想边界尺寸、允许的最大形位公差值）,（二）相关原则 3、最小实体要求 最小实体要求 要求被测实际要素遵守最小实体实效边界。 孔： Dfi DLV ； DMMS Da DLMS 轴： dfi dLV ； dLMS da dMMS,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,孔：DLV=DLMS+t给定=Dmax + t给定 轴： dLV=dLMS-t给定=dmin - t给定,（二）相关原则 3、最小实体要求 合格零件的实际尺寸与形位公差间的关系 孔： Dmin Da Dmax 0 tDa t给定 +Da-DLMS 轴： dmin da dmax 0 tda t给定 +da-dLMS,第3.

17、4节 公 差 原 则,三、公差原则,（二）相关原则 3、最小实体要求 标注 在形位公差值或基准符号后加注符号 。 适用范围 仅用于中心要素，保证 零件的最小壁厚和设计 强度。,L,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,第3.4节 公 差 原 则,4、可逆要求 可逆要求+最大实体原则 实际轮廓控制在最大实体实效边界内。 实际尺寸偏离最大实体尺寸时，零件的形位误差可按最大实体原则得到补偿。 形位误差小于图样上给定的值时，零件的实际尺寸可超出其最大实体尺寸而得到补偿。,三、公差原则,（二）相关原则,在最大实体实效边界内，形位公差与尺寸公差相互补偿。,4、可逆要求 标注 在符号 后加注 符号。 适

18、用范围 仅保证孔、轴的装配互换。,M,第3.4节 公 差 原 则,三、公差原则,（二）相关原则,一、选择原则 在满足使用要求的条件下，选用最经济的公差值。 二、国标规定 形位公差分112级。 圆度与圆柱度多一0级。 未注形位公差按国标GB/T11841996确定。,第3.5节 形位公差值的选择,第3.5节 形位公差值的选择,三、常用方法能达到的直线度、平面度、同轴度公差,第3.5节 形位公差值的选择,四、同一被测要素上的尺寸和形位公差值的协调 t尺寸t位置 t形状 Ra t定位 t定向(同一被测要素对同一基准) t全跳动 t圆跳动(同一被测要素对同一基准) t综合 t单项 t圆柱度 t圆度 ；

19、 t圆柱度 t直线度 t径向圆跳动 t同轴度 ； t径向圆跳动 t圆度 t径向全跳动 t同轴度 ； t径向全跳动 t圆柱度 t径向全跳动 t素线直线度,五、形位公差标注举例,例：在不改变形位公差项目和被测要素的前提下，对下 图的标注进行改错。,A,0.03,0.05,A,第3.6节 形状误差的检测,一、形状误差评定的准则 形状误差 是指被测要素的实际形状 对其理想形状的变动量。 形状误差评定的准则 最小条件 最小条件是指使实际被测 要素对其理想要素的最大 变动量为最小。,h1 h3 h2,第3.6节 形状误差的检测,给定平面内的直线度误差的评定 测量方法 评定方法及其判别方法 最小区域法 两端

20、点连线法 数据处理方法,平面度误差的评定 测量方法 评定方法及其判别方法 最小区域法 对角线法 数据处理方法 举例说明,二、形状误差的评定,例题1：用水平仪采用节距法测量某导轨的直线度误 差，依次测得各点读数见表，试用最小包容 区域法和两端点连线法评定其直线度误差值。,解：作图最小包容区域法,直线度误差曲线,例题1：用水平仪采用节距法测量某导轨的直线度误 差，依次测得各点读数见表，试用最小包容 区域法和两端点连线法评定其直线度误差值。,解：作图两端点连线法,例题2： 设用千分表以精密平板为基准，测 得某小平板上 九点读数(单位：微 米)，试分别按最小包容区域法和对 角线法评定平面度误差。,+15 +10.5 +20 +9 -16.5 +2 +10 +21.5 +9,解：按基面转换原理旋转基面 最小包容区域法 判别方法: 三高一低的三角形准则。,+15 +10.5 +20 +9 -16.5 +2 +10 +21.5 +9,解：按基面转换原理旋转基面对角线法,+15 +10.5 +20 +9 -16.5 +2 +10 +21.5 +9,作 业： P233235：5、6、10,轴类零件形位公差的设计,轴类零件形位公差的设计,