形状和位置公差(1).ppt

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1、 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第1010章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n n第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述n n第二节第二节第二节第二节 形状公差与形状误差的检测形状公差与形状误差的检测形状公差与形状误差的检测形状公差与形状误差的检测n n第三节第三节第三节第三节 位置公差和位置误差测量位置公差和位置误差测量位置公差和位置误差测量位置公差和位置误差测量n n第四节第四节第四节第四节 形位公差与尺寸公差的相关性要求形位公差与尺寸公差的相关性要求形位公差与尺寸公差的相关性要求形位公差与尺寸公差的相关性要求n n第五节第五节第五

2、节第五节 形位公差的选用形位公差的选用形位公差的选用形位公差的选用 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第一节第一节 概述概述一、形位公差的含义及其影响一、形位公差的含义及其影响1、形位公差的含义：任何零件的加工过程中由于各种因素的影响总会产生形状、位置方面的误差。2、形位误差的定义：零件的实际形状、位置对其理想形状、位置的变动量。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3、形位误差的影响（1）影响配合的松紧程度，如圆度，轴线的直线度。（2）影响可装入性，如螺栓的位置度。（3）影响零件的其它功能。综上所述：形位误差的大小是衡量产品质量

3、的一项重要指标，为保证产品质量，实现互换性，应控制零件的形位误差，即规定公差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 二、零件的几何要素二、零件的几何要素几何要素的定义：代表零件几何形状特性的点、线、面。（1）中心要素：圆心、球心、中心线、轴线等。（2）轮廓要素：零件外形轮廓，圆柱面、球面、素线等（3）被测要素：给出形位公差要求的要素。（4）基准要素：用来确定被测要素方向、位置的要素。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 三、形位公差项目符号三、形位公差项目符号1、形状公差：2、位置公差：定向公差：定位公差：跳动公差：第第第第1010章

4、章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 四、形位公差的标注四、形位公差的标注1、公差框格0.02A第一格：公差项目；第二格：公差值；第三格：基准2、指引线：将框格与被测要素联系起来。说明：被测要素为中心要素时，指引线箭图与尺寸线对齐。2、基准符号位置公差必须标注基准。基准代号的注法：基准代号对准基准要素，无论基准方向如何，基准代号中字母必须顺正方向写。说明：基准为中心要素时，基准符号与尺寸线对齐。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 形位公差标注示例：第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 五、形位误差的检测原则五、形位误差的

5、检测原则国标将实现中应用的检测方案归纳为以下五种检测原则：1、与理想要素比较原则，如：自准直仪测直线度，平台上测平面度。2、测量坐标值原则。如：测量孔轴线的位置度误差。3、测量特征参数原则。如：两点法及三点法测圆度误差。4、测量跳动误差原则。如：（径向、端面圆全）跳动误差的测量。5、控制实效边界原则。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 小结小结1、了解形位公差的概念。、了解形位公差的概念。2、掌握被测要素和基准要素的内容。、掌握被测要素和基准要素的内容。3、掌握形位公差的项目符号及标注方法。、掌握形位公差的项目符号及标注方法。第第第第1010章章章章 形状和位置

6、公差及检测形状和位置公差及检测 第二节第二节 形状公差与形状误差的检测形状公差与形状误差的检测一、形状误差和形状公差一、形状误差和形状公差1、形状误差：被测要素实际形状对其理想形状的变动量2、形状公差：允许的最大形位公差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 二、形状误差及其评定二、形状误差及其评定1、评定形状误差的准则：最小条件评定形状误差时，理想要素的位置要符合最小条件，即：被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 2、各项形状公差及其误差的测量1）直线度：给定平面内直线，任意方向直线等。直

7、线度误差的检测：介绍水平仪的测量原理。图解法求直线度误差：测点序号：012345678水平仪读数：0+6+60-1.5-1.5+3+3+9累积值：0+6+12+12+10.5+9+12+15+24 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 直线度误差：f=18-9=9m 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 先解释累积值的得来：由于水平仪测量的是相临两点的高度差，作图时需将各点的读数都转换成相对坐标圆点的值。作图法求解必须以y方向作为评定误差的方向通过计算求得直线度误差。

8、第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 2）平面度：两平行平面之间的区域平面度误差的测量：对角线法按一定的布点方式测量0-381021平面度误差f=10-(-3)=13m800 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3)圆度：圆度公差带：半径之差为公差值的两同心圆之间的区域。圆度误差的测量：近似法测量，光学分度头上测量圆度误差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 4）圆柱度：圆柱度公差带：半径之差为公差值的两同轴线的圆面之间的区域。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 5）线

9、轮廓度、面轮廓度公差带简介：包络线的形成原理。说明：任意方向直线度在公差值前需加“”宽大平面用平面度，窄长平面用直线度。圆柱度是一项综合公差。小结：1、形状公差不涉及基准。2、形状公差值是包含实际要素的最小区域的宽度或直径来表示。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第三节第三节 位置公差和位置误差测量位置公差和位置误差测量一、位置误差与基准一、位置误差与基准1、位置误差：被测要素实际位置对其理想位置的变动量2、基准1)基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素。2)基准的分类：单一基准：由一个要素充当基准组合基准：公共基准基准体系：三基面体系模拟法体现基准：心轴

10、模拟基准轴线 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 二、位置公差及其误差测量二、位置公差及其误差测量位置公差分定向、定位、跳动三大类。1、定向公差：包括平行度、垂直度、倾斜度。a、平行度：平行度公差带有四种形式：面对线的平行度、线对线的平行度、面对面的平行度。平行度误差的检测：用平板、平台、心轴v型块来模拟基准平面、孔或轴的轴线。例如：轴线对轴线的平行度误差的测量：心轴模拟孔的轴线，调整I-I等高读数f=M1-M2，任意方向要求时：f=第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及

11、检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 b、垂直度垂直度公差带有四种形式：线对面的垂直度、线对线的垂直度。垂直度误差的检测：（实际测量方法较多，现举一例说明）线对线的垂直度的测量：转换成平行度误差的测量，用心轴模拟基准轴线。f=第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测

12、 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 c、倾斜度倾斜度公差带有三种形式：面对面的倾斜度、线对线的倾斜度、线对面的倾斜度。面对面的倾斜度标注示例：解释45度的含义。倾斜度误差的测量：转换成平行度误差的测量。方法：被测量件置与定角座上，调整被测件使表面读数差最小，则f=Mmax-Mmin定向公差小结：定向公差是一项综合公差，综合控制被测要素的定向误差，形状误差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 2、

13、定位公差同轴度：应用台阶轴同轴度公差带：直径为公差值t且与基准同轴线的小圆柱。检测：V形块模拟基准轴线，两指针调零。读数：对应点读数差M1-M2对称度：应用方格或键槽对称度公差带：相对基准对称度分布的两平行平面。检测：被测零件放置在平板上，测被测表面到平板的距离，取测量截面内对应点最大差值为误差值。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 位置度：应用孔轴线的位置度。孔轴线的位置度公差带：以理想位置为轴线的小圆柱。测量：测量坐标原则。

14、定位公差小结：定位公差是一项综合公差，可综合控制被测要素的位置误差、方向误差、形状误差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3、跳动公差a、圆跳动及测量方法径向圆跳动：指示器径向固定，被测要素绕基准回转一周时最大与最小读数差。端面圆跳动：指示器垂直端面固定，被测要素绕基准回转一周，最大与最小读数差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检

15、测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 b、全跳动径向全跳动：指示器沿径向放置，测量时指示器沿轴向移动，被测要素绕基准回转所测的最大与最小差值。端面全跳动：指示器垂直端面放置，测量时指示器由外端向圆心移动，被测要素绕基准回转，最大与最小读数差即为误差值测量时用导向套筒，中心顶尖，V形块模拟基准。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 c、跳动公差的特性及应用跳动公差是一项综合公差，测量方便，故广泛应用

16、于旋转类零件。各项跳动公差中被测要素，均为轮廓要素，基准要素均为中心要素。生产中有时用测量径向全跳动的方法测量同轴度。三、小结：三、小结：1、掌握各项定位公差的含义。2、掌握跳动误差的测量方法。3、了解形位误差的检测原则。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第四节第四节 形位公差与尺寸公差的相关性形位公差与尺寸公差的相关性一、基本概念一、基本概念1、作用尺寸：实际尺寸和形状误差综合后的尺寸。Dmda 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 2、最小、最大实体状态和实效

17、状态1）最大、最小实体状态合格零件拥有材料最多的状态称最大实体状态。合格零件拥有材料最少的状态称最小实体状态。最大实体尺寸：dmaxDmin最小实体尺寸：dminDmax2）实效状态：最大实体尺寸与实效尺寸综合后的尺寸。孔：Dvs=Dmin-t形位轴：dvs=dmax+t形位 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3、理想边界定义：具有理想形状的极限边界具体为：孔的理想边界为一具有理想形状的外表面（理想轴)轴的理想边界为一具有理想形状的内表面（理想孔）1）最大实体边界：尺寸为最大实体尺寸的理想边界。孔：具有Dmin的理想轴；轴：具有dmax理想孔2）实效边界孔：具

18、有Dmin-t形位的理想孔轴：具有dmax+t形位理想轴 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 二、独立原则二、独立原则尺寸公差与形位公差各自独立，测量时分别满足各自的公差要求。因独立原则时尺寸与形位误差检测较为方便，故应用广泛。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 三、包容原则三、包容原则1、单一要素的包容原则图样标注：尺寸公差后加10分析：最大实体边界：10的孔且垂直于基准。实际尺寸合格范围：9.810mm之间实际轴径9.8mm时，轴线垂直度公差0.2mm实际轴径10mm时，轴线垂直度公差0由以上分析总结：包容原则下形位公差包容在

19、尺寸公差之内。E 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 四、最大实体原则四、最大实体原则1、最大实体原则用于单一要素1）图样标注：100.12）分析：实效边界：尺寸为10.1mm的理想孔实际尺寸合格范围：9.810mm。实际尺寸为9.8mm时，轴线直线度公差0.3mm。实际尺寸为10mm时，轴线直线度公差0.1mm2、最大实体原则用于关联要素被测要素与基准要素同时对同轴度进行补偿M 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形

20、状和位置公差及检测 五、三种公差原则小结五、三种公差原则小结公差原则遵守的边界允许的形为公差应用独立原则t广泛包容原则最大实体边界0T配合性质要求严格最大实体原则实效边界tt+T只要求保证可装配性 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 第五节第五节 形位公差的选用形位公差的选用正确合理的选择形位公差，不仅直接反映产品量和寿命，而且关系到零件的加工难易程度。一、形位公差项目的选择一、形位公差项目的选择1、零件的几何特征如：圆柱零件：圆柱度、圆度圆锥形零件：圆度、素线直线度平面：平面度阶梯轴：同轴度槽：对称度 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公

21、差及检测 2、零件的使用要求只有对使用性能有显著影响的项目才规定形位公差，如：车床、磨床主轴轴颈同轴度、圆柱度误差的影响零件的回转精度和工作精度，故规定相应精度。齿轮箱体两孔轴线不平行，影响正常啮合，降低承载能力，故规定平行度公差。3、测量方便如：阶梯轴：可用径向全跳动代替圆柱度，同轴度误差4、形位公差的控制功能如：圆柱度公差可以控制圆度、素线的直线度误差。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 二、形位公差值的确定二、形位公差值的确定1、公差等级：1、2、3、.12。1级最高，12级最低，6、7级为基本级。总原则：在满足使用要求的前提下，选择最经济的公差值。2、选

22、择方法：类比法对照表3-33-19解释各项公差主参数的含义了解各项公差的应用。第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3、考虑的因素1）零件的结构特性细长轴（孔）、跨距较大的轴（孔）、宽度较大的表面加工时易产生误差，较正常情况低12级。2）协调形位公差与尺寸公差的关系同一要素：t形位t位置t尺寸3）形位公差与表面粗糙度的关系中等尺寸，中等精度Rz=（0.20.3）t形位高精度：小尺寸：Rz=（0.50.7）t形位 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 三、基准的选择三、基准的选择依据：零件的功能要求，同时尽量使设计、加工、检验各工序的基

23、准统一。例：图示零件：1）若以中间轴颈为支承，两端安装传动件，以中间为同轴度基准2）若以两端为支承，中间安装传动件，以两端公共轴线为基准 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n形位公差择的形位公差择的总原则：在保证零件功能要求的前提下，应尽量总原则：在保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益。使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益。n1 1、考虑零件的几何特征考虑零件的几何特征 如：圆柱形零件会产生圆柱度误差，如：圆柱形零件会产生圆柱度误差，槽类零件会产生对称度误差。槽类零件会产生对称度误差。n2 2

24、、考虑零件的使用功能考虑零件的使用功能 如如:气缸盖和缸体间要求密封，应气缸盖和缸体间要求密封，应规定平面度公差要求，机床导轨应规定直线度和平面度公差规定平面度公差要求，机床导轨应规定直线度和平面度公差,为为保证保证轴轴的运转精度，与滚动轴承相配合的轴颈应规定圆柱度公的运转精度，与滚动轴承相配合的轴颈应规定圆柱度公差，对其轴肩应规定端面跳动公差。差，对其轴肩应规定端面跳动公差。n3 3、考虑形位公差的控制功能考虑形位公差的控制功能 各项形位公差的控制功能不尽各项形位公差的控制功能不尽相同，选择时应尽量发挥能综合控制的公差项目的职能，以减相同，选择时应尽量发挥能综合控制的公差项目的职能，以减少形

25、位公差项目。少形位公差项目。一、形位公差项目的选择一、形位公差项目的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 10.3.210.3.2公差原则的选择公差原则的选择选用独立原则还是选用相关原则，主要考虑以下三方面：选用独立原则还是选用相关原则，主要考虑以下三方面：1 1、被测要素的功能要求；、被测要素的功能要求；2 2、各公差原则的应用场合；、各公差原则的应用场合；3 3、经济性。、经济性。4、考虑检测的方便性考虑检测的方便性 确定公差项目必须与检测条件相结合，考虑现有条确定公差项目必须与检测条件相结合，考虑现有条件检测的可能性与经济性。当同样满足零件的使用要求件

26、检测的可能性与经济性。当同样满足零件的使用要求时，应选用检测简便的项目。时，应选用检测简便的项目。10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n1 1、根据零件的功能要求和要素间的几何关系，零件的、根据零件的功能要求和要素间的几何关系，零件的结构特征选择基准，如：旋转的轴类零件，通常选择与结构特征选择基准，如：旋转的轴类零件，通常选择与轴承配合的轴颈为基准。轴承配合的轴颈为基准。n2 2、根据装配关系，选择相互配合、相互接触的表面作、根据装配关系，选择相互配合、相互接触的表面作为各自的基准，以保证装配要求，如：箱体类零件

27、的安为各自的基准，以保证装配要求，如：箱体类零件的安装面，盘类零件的端面等。装面，盘类零件的端面等。n3 3、从加工、检测角度考虑，应选择在夹具中定位的相从加工、检测角度考虑，应选择在夹具中定位的相应要素为基准，以使工艺基准、测量基准、设计基准统应要素为基准，以使工艺基准、测量基准、设计基准统一，消除基准不重合误差。一，消除基准不重合误差。10.3.310.3.3基基准要素的选择准要素的选择10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n 形位公差等级的选择原则与尺寸公差选用原则相同，形位公差等级的选择原则与尺寸公差选用原

28、则相同，即在满足零件使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。即在满足零件使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。n选择方法有计算法和类比法，一般多用类比法。选择方法有计算法和类比法，一般多用类比法。n采用类比法时，注意以下几方面：采用类比法时，注意以下几方面：n1 1、形位公差和尺寸公差的关系、形位公差和尺寸公差的关系n 一般满足关系式：一般满足关系式：T T形状形状 T T位置位置 T T尺寸尺寸n2 2、有配合要求时形状公差与尺寸公差的关系、有配合要求时形状公差与尺寸公差的关系nT T形状形状KTKT尺寸，在常用尺寸公差等级尺寸，在常用尺寸公差等级IT5IT5IT8IT8的范围内，的范围内

29、，通常取通常取K K25256565，一般按与尺寸公差同级选取即可达，一般按与尺寸公差同级选取即可达到要求。到要求。10.3.410.3.4形位公差等级形位公差等级(公差值公差值)的选择的选择10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 3 3、考虑零件的结构特点、考虑零件的结构特点刚性较差的零件，工艺性差，加工时易产生较大的形位误刚性较差的零件，工艺性差，加工时易产生较大的形位误差，应根据实际情况选较大的形位公差值。差，应根据实际情况选较大的形位公差值。4 4、形状公差与表面粗糙度的关系、形状公差与表面粗糙度的关系一般情

30、况下，表面粗糙度的一般情况下，表面粗糙度的R Ra a值约占形状公差值的值约占形状公差值的20202525。5 5、凡有关标准已对形位公差作出规定的，如与滚动轴承、凡有关标准已对形位公差作出规定的，如与滚动轴承相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等，都应按相应的标准确齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等，都应按相应的标准确定。定。10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 公差等级应用举例5、6、7应用范围较广的公差等级。用于形位精

31、度要求较高、尺寸公差等级为IT8及高于IT8的零件。5级常用于机床主轴轴颈，计量仪器的测杆，汽轮机主轴，柱塞油泵转子，高精度滚动轴承外圈，一般精度滚动轴承内圈；6、7级用于内燃机曲轴、凸轮轴轴颈、齿轮轴、水泵轴、汽车后轮输出轴，电机转子、印刷机传墨辊的轴颈、键槽等8、9常用于形位精度要求一般、尺寸公差等级为IT9至IT11的零件。8级用于拖拉机发动机分配轴轴颈，与9级精度以下齿轮相配的轴，水泵叶轮，离心泵体，棉花精梳机前后滚子，键槽等；9级用于内燃机气缸套配合面，自行车中轴等同轴度、对称度和跳动公差常用等级的应用举例同轴度、对称度和跳动公差常用等级的应用举例:10.3 10.3 形位公差的选择

32、形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n10.3.5未注形位公差的规定n 应用未注公差的总原则是：实际要素的功能允许形位公差等于或大于未注公差值，一般不需要单独注出，而采用未注公差。n 如果功能要求允许大于未注公差值，而这个较大的公差值会给工厂带来经济效益，则可将这个较大的公差值单独标注在要素上。n 精度要求较高时须标注形位公差。n 因此，未注公差值是一般机床或中等制造精度就能保证的形位精度，为了简化标注，不必在图样上注出的形位公差。10.3 10.3 形位公差的选择形位公差的选择 第第第第1010章章章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 四、小结四、小结1、了解形位公差项目的选择2、了解形位公差值的选择3、了解基准的选择