互换性与技术测量课件.ppt
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1、互换性与技术测量互换性与技术测量曹春平曹春平机械工程学院机械工程学院 形状公差与公差带形状公差与公差带 形位误差的检测形位误差的检测 形位公差的选择形位公差的选择 形位公差的特点和标注形位公差的特点和标注 位置公差与公差带位置公差与公差带 公差原则尺寸公差与形位公差间的关系公差原则尺寸公差与形位公差间的关系本章主要内容本章主要内容学习要求学习要求掌握形位公差和形位误差的基本概念,熟悉形位公差国家标掌握形位公差和形位误差的基本概念,熟悉形位公差国家标准的基本内容,为合理选择形位公差打下基础。准的基本内容,为合理选择形位公差打下基础。掌握形位公差带的特征(形状、大小、方向和位置)以掌握形位公差带的
2、特征(形状、大小、方向和位置)以及形位公差在图样上的标注;及形位公差在图样上的标注;掌握形位误差的确定方法;掌握形位公差的选用原则;掌握形位误差的确定方法;掌握形位公差的选用原则;掌握公差原则(独立原则、相关要求)的特点和应用;掌握公差原则(独立原则、相关要求)的特点和应用;了解形位误差的检测原则。了解形位误差的检测原则。第四章第四章 形状与位置公差形状与位置公差l4.1 基本概念基本概念l4.2 公差带的标注方法公差带的标注方法l4.3 形状误差与公差形状误差与公差l4.4 位置误差与公差位置误差与公差l4.5 公差原则公差原则l4.6 形位公差设计的内容及方法形位公差设计的内容及方法l4.
3、1.1 概述概述l4.1.2 几何要素的分类几何要素的分类l4.1.3 形位公差带及形位公差形位公差带及形位公差l4.1.4 形位误差最小包容区域和形位误差形位误差最小包容区域和形位误差l4.1.5 理论正确尺寸理论正确尺寸l4.1.6 注出形位公差及未注形位公差注出形位公差及未注形位公差返回返回上一级菜单上一级菜单4.1.1 概述 加工后的零件不仅有尺寸误差,构成零件几加工后的零件不仅有尺寸误差,构成零件几何特征的何特征的点、线、面的点、线、面的实际形状或相互位置,与实际形状或相互位置,与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异,这种存在差
4、异,这种形状上的差异就是形状误差形状上的差异就是形状误差,而,而相互位置的差异就是位置误差相互位置的差异就是位置误差,统称为形位误差。,统称为形位误差。形位误差对零件使用性能的影响如下形位误差对零件使用性能的影响如下:1 1)影响零件的功能要求)影响零件的功能要求 2 2)影响零件的配合性质)影响零件的配合性质 3 3)影响零件的互换性)影响零件的互换性轴套的外圆可能产生以下误差:轴套的外圆可能产生以下误差:l外圆在垂直于轴线的正截面外圆在垂直于轴线的正截面上不圆(即圆度误差)上不圆(即圆度误差)l外圆柱面上任一素线(是外外圆柱面上任一素线(是外圆柱面与圆柱轴向截面的交圆柱面与圆柱轴向截面的交
5、线)不直(即直线度误差)线)不直(即直线度误差)l外圆柱面的轴心线与孔的轴外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合(即同轴度误差)心线不重合(即同轴度误差)轴套轴套加工后外圆的形状和位置误差加工后外圆的形状和位置误差 4.1.1 概述GB/T 11821996形状和位置公差形状和位置公差 通则、定义、符号通则、定义、符号和图样表示法和图样表示法GB/T 11841996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/T 42491996公差原则公差原则GB/T 166711996形状和位置公差形状和位置公差 最大实体要求、最最大实体要求、最小实体要求和可逆要求小实体要求和可逆要求GB1331
6、91991形状和位置公差形状和位置公差 位置度公差位置度公差现行国家标准主要有:现行国家标准主要有:返回上一级菜单返回上一级菜单4.1.2几何要素的分类几何要素的分类形位公差的形位公差的研究对象:研究对象:几何要素几何要素 构成零件构成零件几何特征的几何特征的点、线、面点、线、面统称为几何统称为几何要素要素(简称要简称要素素)4.1.2 几何要素的分类几何要素的分类l要素按存在状态分类要素按存在状态分类l要素按结构特征分类要素按结构特征分类l要素按检测关系分类要素按检测关系分类l要素按功能关系分类要素按功能关系分类1.1.要素要素按存在的状态分按存在的状态分(1)(1)理想要素理想要素 具有几
7、何意义的要素,即几何的点、线、面。它不存在任何误差,具有几何意义的要素,即几何的点、线、面。它不存在任何误差,是绝对正确的几何要素。是绝对正确的几何要素。(2)(2)实际要素实际要素 零件上实际存在的要素,即加工后得到的要素。测量时由测得的要零件上实际存在的要素,即加工后得到的要素。测量时由测得的要素所代替,可分为实际轮廓要素和实际中心要素。素所代替,可分为实际轮廓要素和实际中心要素。球心球心圆柱面圆柱面轴线轴线素线素线点点平面平面圆锥面圆锥面球面球面2 2 要素要素按结构特征分按结构特征分(1)(1)轮廓要素轮廓要素 轮廓要素指构成零件外形,能被人们直接感觉轮廓要素指构成零件外形,能被人们直
8、接感觉到的点、线、面。到的点、线、面。(2)(2)中心要素中心要素 指轮廓要素对称中心所表示的点、线,面,它指轮廓要素对称中心所表示的点、线,面,它们是人们假想的看不见、摸不着的几何要素。们是人们假想的看不见、摸不着的几何要素。轮廓要素轮廓要素中心要素中心要素3 3要素要素按检测关系分按检测关系分(1)(1)被测要素被测要素 指图样上给出了形状或指图样上给出了形状或(和和)位置公差的要素,即需要研位置公差的要素,即需要研究和测量的要素。究和测量的要素。(2)(2)基准要素基准要素 用来确定被测要素方向或用来确定被测要素方向或(和和)位置的参照要素。理想的位置的参照要素。理想的基准要素称为基准。
9、基准要素称为基准。A0.05A基基基基准准准准要要要要素素素素被被被被测测测测要要要要素素素素(1)单一要素单一要素 仅对被测要素本身给出形状公差要求的要素。它是独立的,仅对被测要素本身给出形状公差要求的要素。它是独立的,与基准要素无关。仅对本身的形状提出要求。与基准要素无关。仅对本身的形状提出要求。(2)关联要素关联要素 指对被测要素给出位置公差要求的要素,它相对基准要素指对被测要素给出位置公差要求的要素,它相对基准要素有位置关系,即与基准有关。有位置关系,即与基准有关。关联要素关联要素关联要素关联要素单一要素单一要素单一要素单一要素A0.03A0.024 4要素按功能要求分要素按功能要求分
10、1.1.形位公差的特征及其符号形位公差的特征及其符号形位公差形位公差被测要素的允许的变动全量被测要素的允许的变动全量形位误差形位误差零件几何要素的形状误差和位置误差零件几何要素的形状误差和位置误差4.1.3 形位公差及形位公差带形位公差及形位公差带单单一要素一要素无无基基准准要要求求关联要素关联要素有有基基准准要要求求形状公形状公差差 4种种位置公位置公差差 8种种轮廓度公差轮廓度公差 2种种1.1.形位公差和形位公差带的概念形位公差和形位公差带的概念形位公差形位公差(t t t t):):实际被测要素的实际被测要素的允许变动量允许变动量允许变动量允许变动量完工完工零件零件实际被实际被测要素测
11、要素投影图样投影图样技术要求技术要求0.01如何表如何表示该示该“允许变允许变量量”?形位公差带:形位公差带:限制实际被测要素变动的区域。限制实际被测要素变动的区域。轴侧图轴侧图投影图投影图技术要求技术要求实际被实际被测要素测要素形位公差形位公差t :形位公差带形位公差带的大小的大小t=0.01理想被测要理想被测要素素-平面平面0.01形位公差带形位公差带完工零件完工零件形位公差带:形位公差带:限制实际被测要素变动的区域。限制实际被测要素变动的区域。形状公差形状公差:实际实际单一单一单一单一被测要素被测要素形状形状形状形状的允的允 许变动量许变动量许变动量许变动量.位置公差位置公差:实际实际关
12、联关联关联关联被测要素相对其基被测要素相对其基 准要素准要素位置位置位置位置的的允许变动量允许变动量允许变动量允许变动量.形位公差形位公差形位公差带形位公差带形状公差形状公差带带:实际实际单一单一单一单一被测要素被测要素形状形状形状形状的允的允 许变动区域许变动区域许变动区域许变动区域.位置公差位置公差带带:实际实际关联关联关联关联被测要素相对其基被测要素相对其基 准要素准要素位置位置位置位置的的允许变动区域允许变动区域允许变动区域允许变动区域.形位公差带具有的四个特征:形位公差带具有的四个特征:1 1)形状)形状 2 2)大小)大小 3 3)方向)方向 4 4)位置)位置 0.01被测单一要
13、素被测单一要素t t形状公差带:形状公差带:大小、形状固定大小、形状固定方向、位置浮动方向、位置浮动有有大小、形状大小、形状大小、形状大小、形状二要素二要素2 2形位公差带的特点形位公差带的特点2 2形位公差带的特点形位公差带的特点0.02AA被测关联要素被测关联要素At t定向公差带:定向公差带:大小、形状、大小、形状、方向固定方向固定,位置浮动位置浮动有有大小、形状、大小、形状、大小、形状、大小、形状、方向方向方向方向三要素三要素2 2形位公差带的特点形位公差带的特点0.04AAL被测关联要素被测关联要素被测关联要素被测关联要素定位公差带定位公差带定位公差带定位公差带:大小、形状、大小、形
14、状、方向、位置皆方向、位置皆固定固定ALt t相对理想相对理想相对理想相对理想被测要素被测要素被测要素被测要素对称配置对称配置对称配置对称配置有有大小、形状、方大小、形状、方大小、形状、方大小、形状、方向、位置向、位置向、位置向、位置四要素四要素实际单一实际单一被测要素被测要素t=0.01形状公差带形状公差带t-公差值公差值实际关联被实际关联被测要素测要素At=0.02定向公差带定向公差带-与与基准要素基准要素A A平行平行A定位公差带定位公差带-与基准要素与基准要素A A相相距距 L L 距离距离 Lt=0.04实际关联实际关联被测要素被测要素3形位公差的特征和符号形位公差的特征和符号4.1
15、.4 4.1.4 形位误差最小包容区域和形位误差最小包容区域和形位误差形位误差形位公差形位公差t t t t :实际被测要素的实际被测要素的允许变动量允许变动量允许变动量允许变动量。形位误差形位误差f f :实际被测要素的实际被测要素的 变动量变动量变动量变动量。“允许变动量允许变动量允许变动量允许变动量”t t 用用区域区域区域区域-形形形形 位位位位 公公公公 差差差差 带带带带 的大小表示的大小表示.“变动量变动量变动量变动量”f f 也用也用区域区域区域区域-形位误差最小包容形位误差最小包容形位误差最小包容形位误差最小包容区域区域区域区域的大小表示的大小表示.形位误差最小包容区域形位误
16、差最小包容区域(简称简称:最小区域最小区域):):最小区域最小区域最小区域最小区域与与与与相应的形位公差带相应的形位公差带相应的形位公差带相应的形位公差带形状、方向、位置相形状、方向、位置相形状、方向、位置相形状、方向、位置相同,紧包被测要素同,紧包被测要素同,紧包被测要素同,紧包被测要素,且最小且最小且最小且最小。完工零件完工零件实际被实际被测要素测要素形位公差带形位公差带t tf f形位误差最小包容区域4.1.4 4.1.4 理论正确尺寸理论正确尺寸 A20880.05 A3刻度刻度理论正确尺寸理论正确尺寸-确定理想被测要素位置的尺寸。理想被确定理想被测要素位置的尺寸。理想被 测要素是不存
17、在任何误差的要素,所以测要素是不存在任何误差的要素,所以 理论正确尺寸不理论正确尺寸不附带公差,并标注在方框中附带公差,并标注在方框中 .4.1.5 4.1.5 注出形位公差和未注形位公差注出形位公差和未注形位公差 800.05A 50A 标题栏标题栏 技术要求技术要求1 2.未注形位公差未注形位公差未注形位公差未注形位公差按按3 为简化制图,对一般机床加为简化制图,对一般机床加工就能保证的形位精度,不工就能保证的形位精度,不必在图样上注出形位公差必在图样上注出形位公差例例注出形位注出形位注出形位注出形位公差公差公差公差,简简简简称称称称形位公形位公形位公形位公差差差差返回上一级菜单返回上一级
18、菜单4.2 公差带的标注方法公差带的标注方法 国家标准规定,在技术图样中形位公差应采用框格国家标准规定,在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。代号标注。无法采用框格代号标注时,才允许在技无法采用框格代号标注时,才允许在技术要求中用文字加以说明,但应做到内容完整,用术要求中用文字加以说明,但应做到内容完整,用词严谨。词严谨。公差框格分成两格或多格,框格内从左到右填写以公差框格分成两格或多格,框格内从左到右填写以下内容:下内容:(1)第一格第一格 形位公差项目的符号。形位公差项目的符号。(2)第二格第二格 形位公差数值和有关符号。形位公差数值和有关符号。(3)第三格和以后各格第三格和以后各格 基
19、准字母和有关符号。基准字母和有关符号。基准符号由基准字母、圆圈、连线和粗短线组成;基准符号由基准字母、圆圈、连线和粗短线组成;基准字母由大写的拉丁字母表示。基准字母由大写的拉丁字母表示。规定不得采用规定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和和R等九个字母。等九个字母。公差框格应尽量水平绘制,允许垂直绘制,其线型公差框格应尽量水平绘制,允许垂直绘制,其线型为细实线。为细实线。公差框格的标注公差框格的标注A表4.1 形位公差标注中的部分附加符号 用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连,用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连,指引线的箭头指向被测要素,指引线的箭头指向被测要素,箭头的方向为公差
20、带箭头的方向为公差带的宽度或直径方向的宽度或直径方向。2 2被测要素的标注被测要素的标注当被测要素为轮廓要素时,指引线的箭头应指在该当被测要素为轮廓要素时,指引线的箭头应指在该要素的轮廓线或其引出线上,并应明显地与尺寸线要素的轮廓线或其引出线上,并应明显地与尺寸线错开错开(应与尺寸线至少错开应与尺寸线至少错开4 4mmmm)。4mm图4-2 轮廓要素的标注 2.被测要素的主要标注方法:被测要素的主要标注方法:(2)(2)当被测要素为中心要素时,指引线的箭头应与当被测要素为中心要素时,指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐,当箭头与尺寸线的箭头重被测要素的尺寸线对齐,当箭头与尺寸线的箭头重叠时,可
21、代替尺寸线箭头,叠时,可代替尺寸线箭头,指引线的箭头不允许直指引线的箭头不允许直接指向中心线。接指向中心线。b图4-3 中心要素的标注(3)(3)当被测要素为圆锥体的轴线时,指引线的箭头当被测要素为圆锥体的轴线时,指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线应与圆锥体直径尺寸线(大端或小端大端或小端)对齐对齐,必要时也必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线,并将指引线的箭可在圆锥体内画出空白的尺寸线,并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐;头与该空白的尺寸线对齐;如圆锥体采用角度尺寸如圆锥体采用角度尺寸标注,则指引线的箭头与被测轴线垂直标注,则指引线的箭头与被测轴线垂直。图4-4 圆锥体轴线的标注ABC图4-
22、8 基准符号3.基准要素的标注方法基准符号由带圆圈的英文大写字母用细实线与基准符号由带圆圈的英文大写字母用细实线与粗的短横线相连组成,基准符号引向基准要素粗的短横线相连组成,基准符号引向基准要素时,无论基准符号在图样上的方向如何,圆圈时,无论基准符号在图样上的方向如何,圆圈内的字母均应水平书写。内的字母均应水平书写。(1)当基准要素为轮廓线和表面时,基准符号应置当基准要素为轮廓线和表面时,基准符号应置于该要素的轮廓线或其引出线标注,并应明显地与于该要素的轮廓线或其引出线标注,并应明显地与尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时,尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时,可以放置在引出线的任
23、一侧,可以放置在引出线的任一侧,但基准符号的短线不但基准符号的短线不能直接与公差框格相连。能直接与公差框格相连。AAB图4-9 轮廓基准要素的标注(2)(2)当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时,基准符号的连线应与该要素的尺寸素确定的点时,基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐,并且基准符号的细实线应与尺寸线对齐;线对齐,并且基准符号的细实线应与尺寸线对齐;见图见图4-104-10a a;当基准符号与尺寸线的箭头重叠时,可当基准符号与尺寸线的箭头重叠时,可代替尺寸线的一个箭头;代替尺寸线的一个箭头;BA图4-10 中心基准要素的标注(3)(
24、3)当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时,则按图当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时,则按图4-114-11所示方法标注。所示方法标注。ABAB4/7.5GB145-85AB4/7.5GB145-85图4-11 中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注(4)(4)任选基准的标注任选基准的标注 当被测要素与基准要素允许对调,而标注任选基当被测要素与基准要素允许对调,而标注任选基准时,准时,只要将原来的基准符号的粗短横线变为箭只要将原来的基准符号的粗短横线变为箭头即可。头即可。图4-12 任选基准的标注 0.03AA(5 5)凡是由两个或)凡是由两个或两个以上的要素构成两个以上的要素构成的一独立基准符号,的
25、一独立基准符号,都称为公共基准。公都称为公共基准。公共基准的表示是在组共基准的表示是在组成公共基准的两个或成公共基准的两个或两个以上同类基准代两个以上同类基准代号的字母之间加短横号的字母之间加短横线。线。(6)对于有两个)对于有两个同类要素构成而同类要素构成而作为一个基准使作为一个基准使用的公共基准轴用的公共基准轴线,应对这两个线,应对这两个同类要素分别标同类要素分别标准基准。准基准。形位公差的简化标注方法形位公差的简化标注方法l同一被测要素有几项形位公差要求的简化标注同一被测要素有几项形位公差要求的简化标注方法;方法;l几个被测要素有同一形位公差带要求的简化方几个被测要素有同一形位公差带要求
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