互换性与测量技术基础 教学课件作者 同长虹 第4章 形状和位置公差及检测.ppt
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1、互换性与测量技术基础 主编第4章形状和位置公差及检测4.1概述4.2形位公差标注4.3形位公差带与形位公差4.4公差原则与公差要求4.5形位公差的选择4.6形状和位置误差的检测4.1概述4.1.1形位误差及其对零件使用性能的影响零件在加工过程中,由于机床夹具刀具组成的工艺系统本身的误差,以及加工中工艺系统的受力和热变形、振动、刀具磨损等因素,都会使加工后零件的形状与其理想的形状不一致,以及零件各构成要素之间的位置与理想的位置存在一定的差异,前者称为形状误差,后者称为位置误差,两者合称为形位误差。(1)影响零件的配合性质如圆柱表面的形状误差,在有相对运动的间隙配合中,会使间隙大小沿结合面长度方向
2、分布不均,造成局部磨损加剧,从而降低运动精度和零件的寿命;在过盈配合中,会使结合面各处的过盈量大小不一,影响零件的连接强度。(2)影响零件的功能要求4.1概述(3)影响零件的可装配性如在轴孔配合中,轴的形状误差和位置误差都会使轴孔难以装配。图4-1零件的形位误差4.1.2形位公差的研究对象4.1概述图4-2零件的几何要素1.按结构特征分4.1概述(1)轮廓要素指构成零件外形的点、线、面。(2)中心要素指构成轮廓要素对称中心的点、线、面。2.按存在的状态分(1)实际要素指零件上实际存在的要素。(2)理想要素指具有几何学意义的要素。3.按所处地位分(1)被测要素指图样上给出了形状或(和)位置公差要
3、求的要素,也就是需要测量其形位误差的要素。(2)基准要素指图样上用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。4.按功能关系分(1)单一要素仅对被测要素本身提出形状公差要求的要素。4.1概述(2)关联要素相对基准要素有方向或(和)位置功能要求的被测要素。4.1.3形位公差的特征项目、符号表4-1形位公差特征项目及符号4.2形位公差标注4.2.1形位公差的代号形位公差的代号包括:公差框格、被测要素指引线、形位公差项目符号、形位公差值、基准符号和相关要求符号等,如图43所示。1.公差框格2.基准代号图4-3形位公差的代号4.2形位公差标注图4-4基准符号4.2.2形位公差的标注方法4.2形位公差标注1.
4、被测要素的标注1)当被测要素为轮廓线或为有积聚性投影的表面时,将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上,并与尺寸线明显地错开,如图4-5a、b所示。图4-5被测要素为轮廓要素时的标注2)当被测表面的投影为面时,箭头可置于带点的参考线上,该点指在表示实际表面的投影上,如图4-5c所示。4.2形位公差标注3)当被测要素为中心要素时,指引线的箭头应与确定中心要素的轮廓的尺寸线对齐,如图4-6所示。图4-6被测要素为中心要素时的标注4)当对同一要素有多项公差要求且测量方向相同时,可以多个框格公用同一指引线并指向被测要素,如图4-7a所示。4.2形位公差标注5)当不同的被测要素有相同的形位公差要求时,可
5、以公用同一框格,即从框格引出的指引线上绘制出多个指示箭头,分别指向各被测要素,如图4-8a、b所示。2.基准要素的标注1)当基准要素为轮廓线或有积聚性投影的表面时,将基准符号置于轮廓线上或轮廓线的延长线上,并使基准符号中的连线明显地与尺寸线错开,如图4-9a所示。图4-7同一被测要素有多项公差要求的标注4.2形位公差标注图4-8不同被测要素有相同形位公差的标注4.2形位公差标注图4-9基准要素为轮廓要素或中心要素的标注2)当基准要素的投影为面时,4.2形位公差标注基准符号可置于用圆点指向实际表面的投影的参考线上,如图4-9b所示。3)当基准要素为中心要素时,则基准符号中的连线应与确定中心要素的
6、轮廓的尺寸线对齐,如图4-9c、d、e所示。3.形位公差标注中的有关问题图4-10限定被测要素或基准要素范围的标注4.2形位公差标注(1)限定被测要素或基准要素的范围如仅对要素的某一部分给定形位公差要求,如图4-10a所示,或以要素的某一部分作基准时,如图4-10b所示,则应用粗点画线表示其范围并加注尺寸。(2)公差数值有附加说明时的标对公差数值在一定的范围内有附加的要求时,可采用图4-11的标注方法。图4-11公差值有附加说明时的标注4.2形位公差标注图4-12用符号表示附加要求的标注(3)形位公差有附加要求时的标注采用符号标注时,4.2形位公差标注可在相应的公差数值后加注有关符号,如图4-
7、12所示。(4)用文字说明简化标注为了说明公差框格中所标注的形位公差的其他附加要求,或为了简化标注方法,可以在公差框格的上方或下方附加文字说明。图4-13用文字说明附加要求的标注4.2形位公差标注图4-14全周符号(5)全周符号表示法形位公差项目如轮廓度公差适用于横截面内的整个外轮廓线(或面)时,应采用全周符号,即在公差框格的指引线上画上一个圆圈,如图4-14所示。(6)螺纹和齿轮的标注4.2形位公差标注1)标注螺纹被测要素或基准要素时,如图4-15所示,中径符号不标出,只有当为大径或小径时,可以在公差框格或基准代号圆圈下方标注字母“MD”(大径)或“LD”(小径)。图4-15螺纹的标注方法2
8、)当被测要素或基准要素为齿轮的节径时,应在公差框格或基准代号圆圈下方标注字母“PD”,若为大径则标注“MD”,4.2形位公差标注若为小径时则标注“LD”。4.2.3形位公差值及有关规定 图样上形位公差值的表示方法有两种:一种是用形位公差代号标注,在形位公差框格内注出公差值,称为注出形位公差;另一种是不用代号标注,图样上不注出公差值,而用形位公差的未注公差来控制。1.图样上注出公差值的规定表4-2直线度和平面度公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-3圆度和圆柱度公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-4平行度、垂直度和
9、倾斜度公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-4平行度、垂直度和倾斜度公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-5同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-5同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差值(摘自GB/T 11841996)(单位:m )4.2形位公差标注表4-6位置度系数(单位:m)2.形位公差的未注公差值的规定1)直线度、平面度的未注公差值共分H、K、L三个公差等级。表4-7直线度和平面度的未注公差值(单位:mm)2)圆度的未注公差值规定采用相应的
10、直径公差值,但不能大于表4-10中的径向圆跳动值。4.2形位公差标注3)圆柱度误差由圆度、轴线直线度、素线直线度和素线平行度组成。4)线轮廓度、面轮廓度未作规定,受线轮廓、面轮廓的线性尺寸或角度公差控制。5)平行度未注公差值等于相应的尺寸公差值。6)垂直度未注公差值见表4-8,分为H、K、L三个等级。7)对称度未注公差值见表4-9,分为H、K、L三个等级。8)位置度未注公差值未作规定,因为属于综合性误差,由分项公差值控制。9)圆跳动未注公差值见表4-10,分为H、K、L三个等级。4.2形位公差标注10)全跳动未注公差值未作规定,因为属于综合项目,故可通过圆跳动公差值、素线直线度公差值或其他注出
11、或未注出的尺寸公差值控制。表4-8垂直度的未注公差值(单位:mm)表4-9对称度的未注公差值(单位:mm)4.2形位公差标注表4-10圆跳动的未注公差值(单位:mm)3.未注公差的规定4.3形位公差带与形位公差4.3.1形位公差带 形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。图4-16形位公差带的形状4.3形位公差带与形位公差4.3.2形状公差 形状公差是为了限制形状误差而设置的。1.直线度公差(1)给定平面内的直线度公差带距离为公差值t的两平行直线之间的区域,如图所示,当零件的表面为平面时,其被测素线在给定平面内有直线度要求,则被测表面的素线必须位于平行于图样所示投影面且在公差值为0.1mm
12、的两平行直线内,如图4-17a所示。图4-17给定平面内的直线度公差带4.3形位公差带与形位公差(2)给定方向上的直线度公差带距离为公差值t的两平行平面之间的区域,如图所示,当被测实际圆柱表面的素线有直线度要求,如图4-18a所示,则被测圆柱面的任一素线必须位于公差值为0.02mm的两平行平面内。图4-18给定方向上的直线度(3)任意方向上的直线度公差带直径为公差值t的圆柱面内的区域4.3形位公差带与形位公差,如图4-19b所示,当圆柱面轴线有直线度要求,如图4-19a所示,根据直线度公差要求,圆柱体的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱内。图4-19任意方向上的直线度2.平面度公差4.
13、3形位公差带与形位公差图4-20平面度1)圆柱体素线直线度与圆柱体轴线的直线度之间既有联系又有区别。4.3形位公差带与形位公差2)平面度控制平面的形状误差,直线度可控制直线、平面、圆柱面以及圆锥面的形状误差。3)直线度公差带只控制直线本身,与其他要素无关;平面度公差带只控制平面本身,与其他要素无关。4)对于窄长平面(如龙门刨导轨面)的形状误差,可用直线度控制。3.圆度公差图4-21圆度4.3形位公差带与形位公差4.圆柱度公差图4-22圆柱度1)圆度和圆柱度一样,是用半径差来表示的,因为圆柱面旋转过程中是以半径的误差起作用的,是符合生产实际的,4.3形位公差带与形位公差所以是比较先进的、科学的指
14、标。2)圆柱度公差值只是指两圆柱面的半径差,未限定圆柱面的半径和圆心位置,因此,公差带不受直径大小和位置的约束,可以浮动。3)圆柱度公差用于对整体形状精度要求比较高的零件,如汽车起重机上的液压柱塞、精密机床的主轴颈等。4.3.3轮廓度公差1.线轮廓度公差图4-23线轮廓度4.3形位公差带与形位公差2.面轮廓度公差图4-24面轮廓度1)线轮廓度和面轮廓度均用于控制零件轮廓形状的精度,但两者控制的对象不同。2)由于工艺上的原因,有时也可用线轮廓度来控制曲面形状,即用线轮廓来解决面轮廓度问题。4.3形位公差带与形位公差3)当线、面轮廓度仅用于限制被测要素的形状时,不标注基准,其公差带的位置是浮动的。
15、4.3.4位置公差 位置公差是指关联实际要素的方向、位置对基准要素所允许的变动全量,可用于限制两个或两个以上要素在方向和位置关系上的误差。1.定向公差(1)平行度公差平行度公差是限制被测实际要素对基准在平行方向上变动量的一项指标,即用来控制零件上被测要素(平面或直线)相对于基准要素(平面或直线)的方向偏离0的程度。4.3形位公差带与形位公差图4-25面对线平行度公差4.3形位公差带与形位公差图4-26面对面平行度公差(2)垂直度公差垂直度公差是限制被测实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标,即用来控制零件上被测要素(平面或直线)4.3形位公差带与形位公差相对于基准要素(平面或直线)的方向偏
16、离90的程度。图4-27线对线垂直度公差4.3形位公差带与形位公差图4-28面对线垂直度公差4.3形位公差带与形位公差图4-29任意方向上线对面的垂直度(3)倾斜度公差倾斜度公差是限制被测实际要素对基准在倾斜方4.3形位公差带与形位公差向上变动量的一项指标,即用来控制零件上被测要素(平面或直线)相对于基准要素(平面或直线)的方向偏离某一给定角度(0 90)的程度。图4-30线对面的倾斜度公差4.3形位公差带与形位公差图4-31面对线的倾斜度公差1)定向公差带是控制被测要素的方向角,4.3形位公差带与形位公差同时也控制了形状误差。2)在保证功能要求的前提下,当对某一被测要素给出定向公差后,通常不
17、再对被测要素给出形状公差。3)标注倾斜度时,被测要素与基准要素间的夹角是不带偏差的理论正确角度,标注时要带方框。2.定位公差(1)同轴度公差同轴度公差是用以限制被测要素轴线对基准要素轴线的同轴位置误差的一项指标。图4-32同轴度公差4.3形位公差带与形位公差(2)对称度公差对称度公差是用以限制理论上要求共面的被测要素(中心平面、中心线或轴线)偏离基准要素(中心平面、中心线或轴线)的一项指标。图4-33对称度公差(3)位置度公差位置度公差是用以限制被测点、线、面的实际位置对其理想位置变动量的一项指标。4.3形位公差带与形位公差图4-34空间点的位置度4.3形位公差带与形位公差图4-35任意方向上
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