公差原则及其应用.ppt
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1、公差原则及其应用一:基本概念1.1零件要素及其几何特征机械零件是由构成几何特征的点,线,面构成的,这些点,线,面统称几何要素,简称要素,根据零件的精度要求,对零件要素应分别标注和规定尺寸公差,形状和位置公差(形位公差)以及其他技术要求,以控制零件加工时各要素产生的尺寸偏差,形状和位置误差(形位误差)要素的分类按照几何特征可分为:1:1:组成要素(轮廓要素)组成要素(轮廓要素)2:2:导出要素(中心要素):由一个或几个组成要导出要素(中心要素):由一个或几个组成要素得到的中心点素得到的中心点,中心线或中心面,即组成要素对中心线或中心面,即组成要素对称中心所表示的点,线,面各要素,它们是从对称中心
2、所表示的点,线,面各要素,它们是从对应尺寸要素导出的要素应尺寸要素导出的要素被测要素:给出了公差要求的要素被测要素:给出了公差要求的要素单一要素:按本身功能要求给出形状公差的要素单一要素:按本身功能要求给出形状公差的要素关联要素:对零件上其他要素有功能关系而给出关联要素:对零件上其他要素有功能关系而给出位置公差的要素,其他要素即指基准要素位置公差的要素,其他要素即指基准要素基准:理想的基准要素称为基准基准:理想的基准要素称为基准单一基准:由一个理想要素建立的基准单一基准:由一个理想要素建立的基准组合基准:由两个及以上的理想要素建立的一个独立基准组合基准:由两个及以上的理想要素建立的一个独立基准
3、基准体系:即三基面体系基准体系:即三基面体系要素的几何特征大小 形状 方向 位置 孔的几何特征孔的几何特征在图样上用一组视图和标注尺寸来表示要素的几何特征,控制在图样上用一组视图和标注尺寸来表示要素的几何特征,控制它们则须注出公差,或者采用一般公差(未注公差)它们则须注出公差,或者采用一般公差(未注公差)1 1:大小:直径,半径,长度,厚度,高度或深度等定形尺寸,:大小:直径,半径,长度,厚度,高度或深度等定形尺寸,标注尺寸极限偏差或未注公差控制标注尺寸极限偏差或未注公差控制2 2:形状:要素本身所具有的形态:形状:要素本身所具有的形态,如直线如直线,曲线曲线,平面平面,圆柱面圆柱面,曲面等曲
4、面等,它们用一组视图来表示它们用一组视图来表示,标注形状公差或一般公差标注形状公差或一般公差,或者或者利用尺寸公差控制利用尺寸公差控制3:3:方向方向:与其它要素间的角度关系与其它要素间的角度关系,即呈平行即呈平行,垂直或倾斜的角度垂直或倾斜的角度关系关系,用一组视图加上定向尺寸表示用一组视图加上定向尺寸表示,标注定向公差或规定定向标注定向公差或规定定向公差的一般公差来控制公差的一般公差来控制4:4:位置位置:与其它要素间的距离与其它要素间的距离,通常用定位尺寸表示通常用定位尺寸表示,也用公共中也用公共中心线表示心线表示,标注定位公差或规定定位公差的一般公差来控制标注定位公差或规定定位公差的一
5、般公差来控制四种几何特征在图样上的表示方法和控制方法四种几何特征在图样上的表示方法和控制方法几何特征几何特征大小大小形状形状方向方向位置位置图样上的表示方法图样上的表示方法定形尺寸定形尺寸一组视图一组视图一组视图一组视图,定向尺定向尺寸寸定位尺寸定位尺寸,公共公共中心线中心线控控制制方方法法在图样上在图样上直接注出直接注出公差公差表示表示方法方法尺寸公差尺寸公差形状公差形状公差定向公差定向公差定位公差定位公差标注标注符号符号或代或代号号尺寸公差带代尺寸公差带代号或极限偏差号或极限偏差在图样上在图样上没有直接没有直接注出公差注出公差表示表示方法方法未注公差尺寸未注公差尺寸的一般公差的一般公差未注
6、形位公差的一般公差未注形位公差的一般公差1.2:形位公差带概念概念:形位公差指实际被测要素对图样上给定的理想形形位公差指实际被测要素对图样上给定的理想形状状,方位的允许变动量方位的允许变动量;形位公差带是用来限制实际被形位公差带是用来限制实际被测要素变动的区域测要素变动的区域,形状公差形状公差:实际单一要素的形状的允许变动量实际单一要素的形状的允许变动量位置公差位置公差:实际关联要素的方位对基准所允许的变动量实际关联要素的方位对基准所允许的变动量形位公差带要形式形位公差带要形式1.3:公差原则的概念和术语(1):公差原则:确定形位公差与尺寸公差之间关系的原则(相关或不相关)分类:独立原则,相关
7、要求(包容要求最大实体要求,最小实体要求等)相关要求应用的前提条件:被测要素或(和)基准要素必须是导出要素,它的形位公差与它对应的尺寸要素的尺寸公差相关(2)局部实际尺寸和作用尺寸局部实际尺寸:实际要素的任意截面上,两对应点之间测得的距离作用尺寸:不同零件上相配的实际要素的配合性质的判断,需要考虑要素的实际尺寸和形位误差的综合效应,理想孔与轴线弯曲的轴装配孔20H7(+0.021/0),轴20h6(0/-0.013)A:体外作用尺寸对实际孔,轴的装配状态同时起作用的实际尺寸和形状误差的综合效应,可以用假想与实际轴体外相接的最小理想圆柱面,或假想与实际孔体外相接的最大理想圆柱面来表示,该理想圆柱
8、面的直径称为体外作用尺寸单一要素的体外作用尺寸(a)(a)轴的体外作用尺寸轴的体外作用尺寸 (b)(b)孔的体外作用尺寸孔的体外作用尺寸1-1-实际被测轴实际被测轴;2-;2-最小的外接理想孔最小的外接理想孔;3-;3-实际被测孔实际被测孔;4-;4-最大的外接理想轴最大的外接理想轴d da a-轴的实际尺寸轴的实际尺寸,d dfefe-轴的体外作用尺寸轴的体外作用尺寸;D;Da a-孔的实际尺寸孔的实际尺寸,D Dfefe-孔的体外孔的体外作用尺寸作用尺寸B:体内作用尺寸在考虑对同一零件上相邻的实际内,外表面间的尺寸差值同时起作用的实际尺寸和形位误差的综合效应时,可以用假想与实际外表面体内相
9、接的最大理想面,或假想与实际内表面体内相接的最小理想面来表示,该理想面的直径或宽度称为体内作用尺寸圆环零件的最小壁厚外圆柱面:外圆柱面:80h980h9(0/-0.0740/-0.074),内孔),内孔60H960H9(+0.074/0+0.074/0),设计要求限),设计要求限定最小壁厚定最小壁厚理论上的最小壁厚理论上的最小壁厚X Xminmin=(79.926-60.07479.926-60.074)/2=9.926/2=9.926图图(b)(b)表示内孔形状正确表示内孔形状正确=60.074=60.074,外圆柱为椭圆,长轴,外圆柱为椭圆,长轴8080,短轴,短轴79.92679.926
10、,内外面还存在同轴度误差,这样最小壁厚,内外面还存在同轴度误差,这样最小壁厚X Xminmin就小于就小于9.9269.926单一要素的体内作用尺寸(a a)外表面的体内作用尺寸)外表面的体内作用尺寸 (b)(b)内表面的体内作用尺寸内表面的体内作用尺寸1-1-实际被测外表面实际被测外表面 ,2-2-最大的内接理想面,最大的内接理想面,3-3-实际被测内表面,实际被测内表面,4-4-最小最小的内接理想面,的内接理想面,d dfi fi,d,dfefe-外表面外表面1 1的体内,体外作用尺寸,的体内,体外作用尺寸,D Dfi fi,D,Dfefe-内表面内表面3 3的体内,体外作用尺寸的体内,体
11、外作用尺寸(3):各种状态下的极限尺寸1 1:最大实体状态和最大实体尺寸:最大实体状态和最大实体尺寸:最大实体状态最大实体状态(MMC):(MMC):实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最大(材料量最多)时的状态具有实体最大(材料量最多)时的状态最大实体尺寸:实际要素在最大实体状态的极限尺寸,最大实体尺寸:实际要素在最大实体状态的极限尺寸,外表面(轴)外表面(轴)d dMM=d dmaxmax,内表面(孔)内表面(孔)D DMM=D Dminmin最大实体状态仅涉及实体为最大时的那个极限尺寸,而不涉及被测要素的形状误差,最大实体状态仅涉及
12、实体为最大时的那个极限尺寸,而不涉及被测要素的形状误差,故在最大实体状态下的实际要素各部位的实际尺寸皆为最大实体尺寸,却不一定具有故在最大实体状态下的实际要素各部位的实际尺寸皆为最大实体尺寸,却不一定具有理想形状,在其横截面和轴向截面都允许存在形状误差理想形状,在其横截面和轴向截面都允许存在形状误差2:2:最小实体状态和最小实体尺寸最小实体状态和最小实体尺寸最小实体状态最小实体状态(LMC):(LMC):实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最小(材料量最少)时的状态具有实体最小(材料量最少)时的状态最小实体尺寸:实际要素在最小实体状态的极
13、限尺寸,最小实体尺寸:实际要素在最小实体状态的极限尺寸,外表面(轴)外表面(轴)d dMM=d dminmin,内表面(孔)内表面(孔)D DMM=D Dmaxmax同样地,最小实体状态仅涉及实体为最小时的那个极限尺寸,而不涉及被测要素的形同样地,最小实体状态仅涉及实体为最小时的那个极限尺寸,而不涉及被测要素的形状误差,故在最小实体状态下的实际要素各部位的实际尺寸皆为最小实体尺寸,却不状误差,故在最小实体状态下的实际要素各部位的实际尺寸皆为最小实体尺寸,却不一定具有理想形状,在其横截面和轴向截面都允许存在形状误差一定具有理想形状,在其横截面和轴向截面都允许存在形状误差3:最大实体实效状态和最大
14、实体实效尺寸最大实体实效状态和最大实体实效尺寸最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)(MMVC):实际要素在给定长度上处于最大实体状态,且其:实际要素在给定长度上处于最大实体状态,且其对应的导出要素的形位误差等于图样上标注的形位公差时的极限综合状态对应的导出要素的形位误差等于图样上标注的形位公差时的极限综合状态(标注符号(标注符号MM,表示某种相关要求,表示某种相关要求),),最大实体实效尺寸:在此情况下,假想与实际外要素体外相接的最大理想面,最大实体实效尺寸:在此情况下,假想与实际外要素体外相接的最大理想面,或假想与实际内要素体外相接的最小理想面的直径或宽度,即在该综合极限或假想与实际
15、内要素体外相接的最小理想面的直径或宽度,即在该综合极限状态下的实际要素的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸状态下的实际要素的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸外表面的最大实体实效尺寸:外表面的最大实体实效尺寸:d dMVMVd dmaxmax+带带MM的形位公差的形位公差 t t内表面的最大实体实效尺寸:内表面的最大实体实效尺寸:D DMVMVD Dminmin带带MM的形位公差的形位公差 t t4:最小实体实效状态和最小实体实效尺寸最小实体实效状态和最小实体实效尺寸最小实体实效状态最小实体实效状态(LMVC)(LMVC):实际要素在给定长度上处于最小实体状态,且其:实际要素在给定长度上处于最小实
16、体状态,且其对应的导出要素的形位误差等于图样上标注的形位公差时的极限综合状态对应的导出要素的形位误差等于图样上标注的形位公差时的极限综合状态(标注符号(标注符号L L,表示某种相关要求,表示某种相关要求),),最小实体实效尺寸:在此情况下,假想与实际外要素体内相接的最大理想面,最小实体实效尺寸:在此情况下,假想与实际外要素体内相接的最大理想面,或假想与实际内要素体内相接的最小理想面的直径或宽度,即在该综合极限或假想与实际内要素体内相接的最小理想面的直径或宽度,即在该综合极限状态下的实际要素的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸状态下的实际要素的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸外表面的最小实体实效尺
17、寸:外表面的最小实体实效尺寸:d dLVLVd dminmin带带L L的形位公差的形位公差 t t内表面的最小实体实效尺寸:内表面的最小实体实效尺寸:D DLVLVD Dmaxmax+带带L L的形位公差的形位公差 t t二:独立原则Regardless of Feature SizeRegardless of Feature Size 含义:零件图上对某要素给出的尺寸公差和形位公差各自独立,彼此含义:零件图上对某要素给出的尺寸公差和形位公差各自独立,彼此无关,分别满足各自要求的公差原则无关,分别满足各自要求的公差原则对于图样上不规定尺寸公差与形位公差相互关系的要素,其形位公差对于图样上不规
18、定尺寸公差与形位公差相互关系的要素,其形位公差的要求与其尺寸公差的要求无关,这两项要求应作为独立要求来处理。的要求与其尺寸公差的要求无关,这两项要求应作为独立要求来处理。如果需要尺寸公差与形位公差之间有特定的关系,则应在图样上予以如果需要尺寸公差与形位公差之间有特定的关系,则应在图样上予以明确规定明确规定应用独立原则能获得的效果:应用独立原则能获得的效果:1 1)图样要求具有统一的解释)图样要求具有统一的解释2 2)提高技术经济效益)提高技术经济效益3 3)消除设计与制造,检测的矛盾)消除设计与制造,检测的矛盾应用独立原则的图样表示法:图样上或技术文件中采用应用独立原则的图样表示法:图样上或技
19、术文件中采用GB/T4249-GB/T4249-1996 1996 公差原则公差原则规定的独立原则和相关要求时,应注明:规定的独立原则和相关要求时,应注明:公差原则按公差原则按 GB/T 4249GB/T 4249应用范围:应用范围:1 1)要素的尺寸公差与形位公差不必相关的场合)要素的尺寸公差与形位公差不必相关的场合2 2)要素的形位精度要求极高的场合)要素的形位精度要求极高的场合3 3)两要素的定形尺寸公差不可能控制它们之间的位置精度的场合)两要素的定形尺寸公差不可能控制它们之间的位置精度的场合4 4)零件上未注尺寸公差的场合)零件上未注尺寸公差的场合三:相关要求1:包容要求:包容要求 E
20、nvelope PrincipleEnvelope PrincipleA:A:包容要求的提出:起源于泰勒原则,泰勒原则出自于泰勒包容要求的提出:起源于泰勒原则,泰勒原则出自于泰勒(William(William Taylor)Taylor)在在19051905年提出的年提出的“螺纹量规的改进螺纹量规的改进”这一专利(英国专利这一专利(英国专利NO.6900-NO.6900-1905)1905)通规:上测头通规:上测头b b1 1,b,b2 2和下测头和下测头b b3 3 组成,止规:下测头组成,止规:下测头b b3 3 和测量销组成和测量销组成如果如果b b1 1,b,b2 2,b,b3 3
21、三个测头能够自由通过被测螺纹且下测头三个测头能够自由通过被测螺纹且下测头b b3 3与被测的螺纹小径与被测的螺纹小径接触时,测量销接触时,测量销C C不能进入量规的上部平面不能进入量规的上部平面P P与该螺纹小径之间的间隙,则与该螺纹小径之间的间隙,则判定该螺纹合格判定该螺纹合格当被测的螺纹螺距极小时,它就接近与一个光滑圆柱体,这种检验方法当被测的螺纹螺距极小时,它就接近与一个光滑圆柱体,这种检验方法经过改进,很快就推广应用于检验光滑圆柱体经过改进,很快就推广应用于检验光滑圆柱体该量规中,通规的检验相当于控制被测要素不得超出理想极限包容面该量规中,通规的检验相当于控制被测要素不得超出理想极限包
22、容面(最大实体边界),止规的检验采用两点法,只能控制被测要素的实际(最大实体边界),止规的检验采用两点法,只能控制被测要素的实际尺寸:包含在该专利中的这种概念,被人们称为泰勒原则尺寸:包含在该专利中的这种概念,被人们称为泰勒原则B B:包容要求的含义,图样表示法及图样解释:包容要求的含义,图样表示法及图样解释概念:要求单一尺寸要素的实际轮廓不得超出最大实体边界,且其实际尺寸概念:要求单一尺寸要素的实际轮廓不得超出最大实体边界,且其实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差原则不得超出最小实体尺寸的一种公差原则含义:含义:(1 1)只适用于圆柱面或两平行平面的单一尺寸要素(轮廓要素)只适用于圆柱面或
23、两平行平面的单一尺寸要素(轮廓要素)(2 2)在被测要素线性尺寸的极限偏差或公差带代号后标注)在被测要素线性尺寸的极限偏差或公差带代号后标注E E。这表示给出了。这表示给出了边界尺寸为最大实体尺寸的最大实体边界边界尺寸为最大实体尺寸的最大实体边界MMBMMB,以控制被测要素的实际尺寸,以控制被测要素的实际尺寸与形状误差的综合效应,该被测要素的实际轮廓与形状误差的综合效应,该被测要素的实际轮廓S S 不得超出该边界不得超出该边界(3 3)实际尺寸与形状误差相互依赖:被测要素的实际轮廓在给定的长度上应处)实际尺寸与形状误差相互依赖:被测要素的实际轮廓在给定的长度上应处处遵守最大实体边界,即体外作用
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- 关 键 词:
- 公差 原则 及其 应用
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