互换性第四章表面粗糙度及检测.ppt
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1、第四章第四章形状和位置公差及其检测形状和位置公差及其检测第一节第一节 概述概述第二节第二节 形状公差和误差形状公差和误差第三节第三节 位置公差和误差位置公差和误差第五节第五节 公差原则公差原则第六节第六节 形位公差的选择形位公差的选择第七节第七节 形位公差的标注形位公差的标注第四节第四节 形位误差的检測形位误差的检測 一一 标准标准 GB/T11821996 GB/T11821996 形状和位置公差形状和位置公差 通则、定义、通则、定义、符号和图样表示法符号和图样表示法 GB/T11841996 GB/T11841996 形状和位置公差形状和位置公差 未注公差值未注公差值 GB/T424919
2、96 GB/T42491996 公差原则公差原则 GB/T166711996 GB/T166711996 形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要最大实体要 求、最小实体要求和可逆要求求、最小实体要求和可逆要求第一节第一节 概述概述 二二 形位公差研究的对象形位公差研究的对象 要素要素:构成零件几何特征的点、构成零件几何特征的点、线、面线、面理想要素:具有几何学意义的要素理想要素:具有几何学意义的要素实际要素:实际存在的要素实际要素:实际存在的要素被测要素:被测要素:具有形位公差要求具有形位公差要求的要素的要素中心要素轮廓要素轮廓要素单一要素:单一要素:只对自身形状只对自身形状有要求的要素有要
3、求的要素关联要素:关联要素:对其它对其它要素有功能要素有功能要求的要素要求的要素基准要素:基准要素:确定其它要素方位确定其它要素方位的要素的要素三三 形位公差的分类形位公差的分类分类分类项项 目目 符号符号 分分 类类 项目项目符符号号 形形 状状 公公 差差 直线度直线度 位位 置置 公公 差差 定定 向向平行度平行度垂直度垂直度平面度平面度倾斜度倾斜度 圆圆 度度 定定 位位同轴度同轴度 圆柱度圆柱度对称度对称度位置度位置度线轮廓度线轮廓度 跳跳 动动圆跳动圆跳动面轮廓度面轮廓度全跳动全跳动 1 1 形状公差形状公差:单一实际要素的形状所允许的变动全量单一实际要素的形状所允许的变动全量 2
4、 2 形状误差形状误差:被测实际要素对理想要素的变动量被测实际要素对理想要素的变动量,理想理想 要素的位置应符合最小条件要素的位置应符合最小条件 3 3 最小条件最小条件:确定实际要素最大变动量为最小的理想确定实际要素最大变动量为最小的理想 要素位置要素位置 一一 基本概念基本概念第二节第二节 形状公差和误差形状公差和误差理想要素位置的确定理想要素位置的确定:对轮廓要素对轮廓要素被测实际要素被测实际要素f1f2f最小区域最小区域理想要素位置的确定理想要素位置的确定:对中心要素对中心要素4 4 最小包容区域最小包容区域:以理想要素为基准以理想要素为基准,包容实际要素包容实际要素,具有的最小高具有
5、的最小高 度或直径的区域度或直径的区域5 5 公差带的各项形状公差带的各项形状 二二 各项形状公差各项形状公差 (1)(1)给定平面内给定平面内1 1 直线度直线度:用于限定平面内或空间直线的形状误差用于限定平面内或空间直线的形状误差 二二 各项形状公差各项形状公差1 1 直线直线度度:用于限定平面内或空间直线的形状误差用于限定平面内或空间直线的形状误差(2)(2)给定一个方向给定一个方向 公差带的距离为公差值公差带的距离为公差值t t的两平的两平 行平面之间的区域行平面之间的区域 (1)(1)给定平面内给定平面内 公差带是距离为公差值公差带是距离为公差值t t的两平的两平(2)(2)行直线间
6、的距离行直线间的距离 二二 各项形状公差各项形状公差1 1 直线度直线度:用于限定平面内或空间直线的形状误差用于限定平面内或空间直线的形状误差(2)(2)给定一个方向给定一个方向(1)(1)给定平面内给定平面内(3)(3)给定二个方向给定二个方向 公差带是在给定两个方向上的公差带是在给定两个方向上的(4)(4)平行平面平行平面(5)(5)(3)(3)给定二个方向给定二个方向二二 各项各项形状公差形状公差1 1 直线度直线度:用于限定平面内或空间直线的形状误差用于限定平面内或空间直线的形状误差 (2)(2)给定一个方向给定一个方向(1)(1)给定平面内给定平面内(4)(4)在定任意方向在定任意方
7、向2 2 平面度平面度:限制平面的形状误差限制平面的形状误差 二二 各项各项形状公差形状公差1 1 直线度直线度:用于限定平面内或空间直线的形状误差用于限定平面内或空间直线的形状误差 0.033 3 圆度:限制回转体径向截面的形状误差圆度:限制回转体径向截面的形状误差 二二 各项各项形状公差形状公差4 4 圆柱度:限制整个圆柱表面的形状误差圆柱度:限制整个圆柱表面的形状误差二二 各项各项形状公差形状公差二二 各项各项形状公差形状公差5 5 线轮廓度线轮廓度:限制平面曲线或轮廓线的形状误差限制平面曲线或轮廓线的形状误差5 5 线轮廓度线轮廓度:限制平面曲线或轮廓线的形状误差限制平面曲线或轮廓线的
8、形状误差二二 各项各项形状公差形状公差6 6 面轮廓度面轮廓度:限制空间曲面或轮廓面的形状误差限制空间曲面或轮廓面的形状误差 一一 基准和基准体系基准和基准体系 1 1 基准基准:是确定被测要素方向或位置的依据是确定被测要素方向或位置的依据 2 2 基准要素的实现基准要素的实现 模拟法、分析法、直接法、目标模拟法、分析法、直接法、目标法法第三节第三节 位置公差和误差位置公差和误差模拟法模拟法直接法直接法目标法目标法 一一 基准和基准体系基准和基准体系2 2 基准要素的实现基准要素的实现:模拟法、分析法、直接法、目标法模拟法、分析法、直接法、目标法(1)(1)单一基准单一基准:由一个要素由一个要
9、素(一个平面、轴线一个平面、轴线)建立的基准建立的基准(2)(2)组合基准组合基准:由两个或两个以上的要素共同建立而作为由两个或两个以上的要素共同建立而作为(3)(3)单一基准使用的基准单一基准使用的基准(4)(4)(3)(3)多基准多基准:由两个或三个相互垂直的平面所构成的基由两个或三个相互垂直的平面所构成的基准准(4)(4)目标基准目标基准:在零件表面上指定一些点、线或局部表面在零件表面上指定一些点、线或局部表面(5)(5)作为基准作为基准1 1 基准基准:是确定被测要素方向或位置的依据是确定被测要素方向或位置的依据3 3 基准体系基准体系二二 位置公差位置公差 (一一)概述概述1 1 定
10、向公差定向公差:关联实际要素对基准关联实际要素对基准在方向在方向上允许的变动量上允许的变动量2 2 定位公差定位公差:关联实际要素对基准关联实际要素对基准在位置在位置上允许的变动量上允许的变动量3 3 定向误差定向误差:被测实际要素对一具有被测实际要素对一具有确定方向的理想要素确定方向的理想要素 的变动量,的变动量,理想要素的方向由基准确定理想要素的方向由基准确定4 4 定位误差定位误差:被测实际要素对一具有被测实际要素对一具有确定位置的理想要素确定位置的理想要素 的变动量的变动量,理想要素的位置由基准和理论正确理想要素的位置由基准和理论正确 尺寸确定尺寸确定 5 5 定向最小包容区域定向最小
11、包容区域:按理想要素的按理想要素的方向方向来包容被测实来包容被测实 际要素际要素,具有的最小宽度或直径具有的最小宽度或直径 6 6 定位最小包容区域定位最小包容区域:按理想要素按理想要素定位定位包容被测实际要包容被测实际要 素素,具有的最小宽度具有的最小宽度或直径或直径 定向最小包容区域定向最小包容区域:按理想要素的方向按理想要素的方向来包容被测实际要素来包容被测实际要素,具具 有的最小宽度或直径有的最小宽度或直径(二二)定向公差项目定向公差项目 二二 位置公差项目位置公差项目1 1 平行度平行度:控制被测要素相对于基准要素成控制被测要素相对于基准要素成0 0角角面对线平行度面对线平行度面对面
12、平行度面对面平行度线对线的平行度线对线的平行度一个方向一个方向二个方向二个方向线对线的平行度线对线的平行度任意方向任意方向线对线的平行度线对线的平行度2 2 垂直度垂直度:控制被测要素相对于基准要素成控制被测要素相对于基准要素成9090 角角(二二)定向公差项目定向公差项目 二二 位置公差项目位置公差项目面对面的垂直度面对面的垂直度面对线的垂直度面对线的垂直度线对面的垂直度线对面的垂直度一个方向一个方向二个方向二个方向线对面的垂直度线对面的垂直度任意方向任意方向线对面的垂直度线对面的垂直度 3 3 倾斜度倾斜度:控制被测要素相对于基准要素成控制被测要素相对于基准要素成0 09090 之间之间
13、某一确定角度的要求某一确定角度的要求(二二)定向公差项目定向公差项目 二二 位置公差项目位置公差项目 面对面的倾斜度面对面的倾斜度基准平面45454545线对面的倾斜度线对面的倾斜度线对面的倾斜度线对面的倾斜度(三三)定位公差项目定位公差项目(二二)定向公差项目定向公差项目 二二 位置公差项目位置公差项目(一一)概述概述1 1 同轴度同轴度:控制被测轴线与基准轴线同轴的要求控制被测轴线与基准轴线同轴的要求2 2 对称度对称度:控制被测中心与基准要素的共面性控制被测中心与基准要素的共面性3 3 位置度位置度:被测要素被测要素(点、线、面点、线、面)对基准的位置要求对基准的位置要求点的位置度公差点
14、的位置度公差,其公差带是以被测点的理想位置其公差带是以被测点的理想位置为球心为球心,以公差值以公差值 0.08mm0.08mm为直径的球内区域为直径的球内区域.位置度位置度:被测要素被测要素(点、线、面点、线、面)对基准的位置的要求对基准的位置的要求 位置度公差控制点的位置度误差位置度公差控制点的位置度误差(1 1)位置度公差控制点的位置度误差)位置度公差控制点的位置度误差(2)位置度公差控制位置度公差控制线的位置度误差线的位置度误差(3 3)位置度公差控制平面的位置度误差位置度公差控制平面的位置度误差5060第二基准t第一基准60A A(4 4)位置度公差控制孔组的位置度误差)位置度公差控制
15、孔组的位置度误差孔组:根据零件的功能要求,对一些孔需按一定孔组:根据零件的功能要求,对一些孔需按一定 的位置成组分布的位置成组分布 孔组内各孔之间的位置度精度要求孔组内各孔之间的位置度精度要求 孔组相对于基准的位置度精度要求孔组相对于基准的位置度精度要求对零件上孔组的位置度精度有两方面的要求对零件上孔组的位置度精度有两方面的要求:几何图框:确定一组理想要素之间和(或)它们与几何图框:确定一组理想要素之间和(或)它们与 基准之间正确几何关系的图形。基准之间正确几何关系的图形。用理论正确尺寸定位用理论正确尺寸定位其其几何图框相对于基准几何图框相对于基准A A、B B、C C的位置是唯一和确定的。的
16、位置是唯一和确定的。适用于各孔之间及各孔对基准面之间有同样严格位置要适用于各孔之间及各孔对基准面之间有同样严格位置要求的场合。求的场合。用尺寸公差定位用尺寸公差定位其其几何图框相对于两基准几何图框相对于两基准B B、C C的位置可浮动,即可平移或旋转。的位置可浮动,即可平移或旋转。适用于对孔组内各轴线间的位置关系要求较严格,而对基准面的适用于对孔组内各轴线间的位置关系要求较严格,而对基准面的方向、位置要求较宽松的场合。方向、位置要求较宽松的场合。用复合位置度定位用复合位置度定位复合位置度:用两个位置度公差联合控制孔组各孔复合位置度:用两个位置度公差联合控制孔组各孔 实际轴线的位置实际轴线的位置
17、几何图框可在小范围内平移和旋转几何图框可在小范围内平移和旋转(四四)跳动公差项目跳动公差项目 1 1 圆跳动圆跳动:被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转 一周时,由一周时,由位置固定的指示表位置固定的指示表在给定方向上在给定方向上 测得的最大与最小读数之差。测得的最大与最小读数之差。二二 位置公差项目位置公差项目2 2 全跳动:被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转,全跳动:被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转,同时同时指示表沿理想素线连续移动指示表沿理想素线连续移动,指示表在,指示表在 给定方向上测得的最大与最小读数之差。给定方向上测得的最大与最小读
18、数之差。(三三)定位公差项目定位公差项目 (二二)定向公差项目定向公差项目 (一一)概述概述 (1)(1)径向圆跳动径向圆跳动:圆柱回转体任一横截面上的跳动量圆柱回转体任一横截面上的跳动量(2)(2)端面圆跳动端面圆跳动:端面任一直径处端面任一直径处,在轴向方向的跳动量在轴向方向的跳动量按测量方向相对于基准轴线的不同:按测量方向相对于基准轴线的不同:(3)(3)斜向圆跳动斜向圆跳动:圆锥面在法向方向的跳动量圆锥面在法向方向的跳动量1 1 圆跳动圆跳动2 2 全跳动全跳动(1)(1)径向全跳动径向全跳动:整个被测要素相对于基准要素的跳动量整个被测要素相对于基准要素的跳动量 (2)(2)端面全跳动
19、端面全跳动:整个端面相对于基准要素的跳动量整个端面相对于基准要素的跳动量1 1 圆跳动圆跳动(1)(1)径向圆跳动径向圆跳动公差带的位置固定公差带的位置固定1 1 圆跳动圆跳动(2)(2)端面圆跳动端面圆跳动1 1 圆跳动圆跳动(3)(3)斜向圆跳动斜向圆跳动(1)(1)径向全跳动径向全跳动(2)2)端面全跳动端面全跳动2 2 全跳动全跳动第四节第四节 形位误差的检测形位误差的检测 检验原则:检验原则:与与理想要素比较原则理想要素比较原则测量坐标值原则测量坐标值原则测量特征参数原则测量特征参数原则测量跳动原则测量跳动原则控制实效边界原则控制实效边界原则GB1958-80(GB1958-80(形
20、状和位置误差检测规定)形状和位置误差检测规定)一一 与理想要素比较原则与理想要素比较原则1 1 直线度误差直线度误差节距法节距法桥板L被测零件被测零件将被测将被测要素调整到水平位置,水平仪按节距沿被测要要素调整到水平位置,水平仪按节距沿被测要素移动,并使水平仪首尾点相连。素移动,并使水平仪首尾点相连。水平仪(1)(1)直线度误差的检测直线度误差的检测 (2)(2)直线度误差的评定直线度误差的评定 根据建立评定基准的不同根据建立评定基准的不同,误差评定的方法有两种误差评定的方法有两种 两端点两端点连连线法线法近似法近似法 连连接接实实际际直直线线度度误误差差线线的的首首、尾尾两两端端点点。以以两
21、两端端点点连连线线作作为为理理想想直直线线的的方方向向,实实际际误误差差线线上上坐坐标标的最大正值或负值的绝对值之和的最大正值或负值的绝对值之和,即为直线度误差。即为直线度误差。在给定平面内,由两平行直线包容实际直线,形在给定平面内,由两平行直线包容实际直线,形成高低高或低高低相间的三点接触,即为最小包容区成高低高或低高低相间的三点接触,即为最小包容区域。域。最小条件法最小条件法两端点连两端点连线法线法f1+f2f1f2ohY误差误差(um)(um)长度长度(mm)(mm)x12最小条件法最小条件法L1L2f高低高三点接触高低高三点接触或低高低三点接触或低高低三点接触长度长度(mm)(mm)误
22、差误差(um)(um)xy0 00 0+2+2+2+2+1+1-2-2A AB BC CD DE EL L水平仪移动方向水平仪移动方向被测被测实际表面实际表面桥板桥板水平仪水平仪气泡位置气泡位置读数值(格)读数值(格)ABCDE例例1 1:分度值为分度值为0.02mm/m0.02mm/m的水平仪测量一的水平仪测量一500mm500mm导轨直线导轨直线度度,水平仪放在水平仪放在100mm100mm桥板上桥板上,求直线度误差。求直线度误差。I 1I 1I 2I 2012345格1 12 23 34 45 5 在坐标纸上以横坐标表示被测实际轮廓的长度在坐标纸上以横坐标表示被测实际轮廓的长度,按相应的
23、测量节按相应的测量节距等分为五段距等分为五段;纵坐标表示以纵坐标表示以“格格”为单位的误差值为单位的误差值;然后根据测得的然后根据测得的水平仪读数值水平仪读数值,在坐标纸上按累计法进行点图在坐标纸上按累计法进行点图由零点开始由零点开始A A点的水平仪读数为零点的水平仪读数为零,仍在零点的同一水平线上仍在零点的同一水平线上,B,B比比A A点高二格点高二格(+2),C(+2),C点点B B点高一格点高一格(+1),D(+1),D点比点比C C点高二格点高二格(+2),E(+2),E点比点比D D点低二格点低二格(-2);(-2);将将A A、B B、C C、D D、E E各点连接起来各点连接起来
24、,即得被测实际轮廓的直线度误差曲线即得被测实际轮廓的直线度误差曲线102345ABCDEI 1I 2I 2123450+2+2+1-2ABCDEL水平仪移动方向被测实际表面桥板水平仪气泡位置读数值(格)I 1012345ABCDEI 1I 2I 2分分度度值值为为0.02mm/m0.02mm/m的的水水平平仪仪,是是指指将将水水平平仪仪放放在在1m1m长长的的桥桥板板上上,当当桥桥板板前前端端升升高高0.02mm0.02mm时时,水水平平仪仪中中的的气气泡泡正正好好移移动动一一格格。若若实实测测时时桥桥板板节节距距长长度度为为L,L,水水平平仪仪读读数数值值为为a a格格,则则以以线性值表示的
25、直线度误差值按比例折算应为线性值表示的直线度误差值按比例折算应为f=L a 0.02/1000 f=L a 0.02/1000 (mmmm)f=100/10000.023.2=0.0064mm1 1 最小条件法:最小条件法:f=100/10000.022.75=0.0055mm2 2 两端点连线法两端点连线法:2 2 圆度误差的评定圆度误差的评定 (2)(2)最小外接圆法最小外接圆法 (1)(1)最小区域法最小区域法 (3)(3)最大内切圆法最大内切圆法适用于外圆表面适用于外圆表面适用于内圆表面适用于内圆表面近似法近似法(4)(4)最小二乘圆法最小二乘圆法 一一 基本概念基本概念 1 1 局部
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- 互换性 第四 表面 粗糙 检测
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