形位公差及检测_精品文档.ppt

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项目三,形位公差及检测,内容:

形位误差和形位公差的基本概念，形位公差的标注及公差带的分析。

重点:

形位公差的标注，公差带四要素分析，公差原则。

难点:

形位公差带四要素分析，公差原则。

一、概述,组成机器的各种零件，在加工过程中，由于机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统存在误差以及其他各种因素的影响，致使加工后获得的实际零件，不仅产生尺寸误差，其形体与理想形体相比，在几何要素本身的形状及有关要素之间的相互位置上产生着差别，此差别即为形状和位置误差。

它们会影响机器、仪器、仪表、刀具、量具等各种机械产品的工作精度、联结强度、运动平稳性、密封性、耐磨性和使用寿命等，甚至还与机器在工作时的噪声大小有关。

因此，为了保证机械产品的质量，保证零部件的互换性，必须对形位误差加以控制，国标规定了形状和位置误差。

另外给定形状公差和位置公差，以限制形位误差。

轴套,加工后外圆的形状和位置误差,轴套的外圆可能产生以下误差：

外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）；外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）；外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）；,现行国家标准主要有：

GB/T11821996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法GB/T11841996形状和位置公差未注公差值GB/T42491996公差原则GB/T166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB133191991形状和位置公差位置度公差,形位误差对零件使用性能的影响如下：

1）影响零件的功能要求2）影响零件的配合性质3）影响零件的互换性,1、形位公差的研究对象,形位公差的研究对象：

构成零件几何特征的点、线、面等几何要素（简称要素）及要素本身精度及其相互间的位置精度。

如左图示的要素有点（球心、锥顶）、线（圆柱、圆锥的素线、轴线）、面（回转面、端面）等。

2、几何要素的分类,1）按结构特征分,

（1）轮廓要素：

构成零件外形的点、线、面各要素。

如上图所示的球面、圆锥面、圆柱面、端面、圆柱的素线等。

（2）中心要素：

轮廓要素对称中心所表示的点线面各要素。

如上图所示的轴线、球心。

2）按存在的状态分,

（1）实际要素：

常用测量所得到的要素来代替零件上实际存在的要素。

（2）理想要素：

不存在任何误差的几何意义要素，即几何的点、线、面。

机械图样上表示的要素均为理想要素。

（1）被测要素作为被检测对象且在图样上给出了形状或（和）位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。

3）按所处地位分,

（2）基准要素用来确定被测要素方向或（和）位置的要素。

理想的基准要素称为基准。

4）按功能关系分,

（1）单一要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素。

（2）关联要素与零件上其它要素有功能关系而给出位置公差的要素。

3、形位公差的分类、项目、符号,国家标准规定的形状公差的特征项目分为形状公差和位置公差两大类，共14个，它们的名称和符号如下表所示。

表形位公差分类、项目及其符号,4、形位公差的标注方法,形状公差框格共有两格，用带箭头的指引线将框格与被测要素相连框格中的内容，从左到右第一格填写公差特征项目符号，第二格填写用以毫米为单位表示的公差值和有关符号。

零件要素的形位公差要求，应按规定的方法表示在图样上对被测要素提出特定的形位公差要求时，国标规定采用形位公差框格对相关要素的形位精度要求进行标注，这种方框由两格或多格组成。

（一）、形位公差框格和基准符号,1）形状公差框格,2）位置公差框格位置公差框格有三格、四格和五格等几种用带箭头的指引线将框格与被测要素相连。

框格中的内容，从左到右第一格填写公差特征项目符号，第二格填写用以毫米为单位表示的公差值和有关符号，从第三格起填写被测要素的基准所使用的字母和有关符号，如下图所示。

3）基准符号基准符号由带小圆圈的英文大写字母用细线与粗的短横线相连而组成，如下图所示。

5、被测要素的标注方法,两格填写方法,三格填写方法,公差带形状是球形的标注,垂直放置框格填写方法,用带箭头的指引线将被测要素与公差框格的一端相连，指引线的箭头应指向公差带的宽度方向或直径方向。

对于水平放置的公差框格，指引线可以从框格的左端或右端引出；对于垂直放置公差框格，指引线可以从框格的上端或下端引出；指引线从框格引出时必须垂直于框格，而引向被测要素时允许弯折，但不得多于两次。

用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，按下列方法标注。

6、公差框格在图样上的标注,1）当公差涉及轮廓线或表面时，将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线，但必须与尺寸线明显地分开，如图所示。

2）当指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上，如图所示。

3）当公差涉及轴线、中心平面时，则箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合，如图所示。

4）当对同一要素有一个以上的公差特征项目要求时，为方便起见可将一个框格放在另一个框格的下方，如图所示。

5）当一个以上的要素作为被测要素，如6个要素，应在框格上方标明，如“6X”、“6槽”、如图所示,6）如果要求在公差带内进一步限定被测要素的形状，则应在公差值后面加注符号，见下表。

7）对几个表面有同一数值的公差带要求，其表示方法如图所示。

8）用同一公差带控制几个被测要素时，应在公差框格上注明“共面”或“共线”，如图所示。

.如对同一要素的公差值在全部被测要素内的任一部分有进一步限制时，该限制部分（长度或面积）的公差值要求应放在公差值的后面，用斜线相隔、这种限制要求可以直接放在表示全部被测要素公差要求的框格下面，如图所示。

9）局部限制的规定,.如仅要求要素某一部分的公差值，则用粗点划线表示其范围，并加注尺寸，如图所示。

.如仅要求要素的某一部分作为基准，则该部分应用粗点划线表示并加注尺寸，如图所示。

10）理论正确尺寸的标注。

对于要素的位置度、轮廓度和倾斜度，其尺寸由不带公差的理论正确位置、轮廓或角度确定，这种尺寸称“理论正确尺寸”。

理论正确尺寸应围以框格，零件实际尺寸仅是由在公差框格中位置度、轮廓度或倾斜度公差来限定，如图所示。

7、基准要素的标注方法,对基准要素应标注基准符号当基准要素为轮廓要素时，应把基准符号的粗短横线靠近置于该要素的轮廓线上或它的延长线上，并且粗短横线置放处必须与尺寸线明显错开，如下面图（a）和图（b）所示。

对于实际的基准表面，可以用带点的参考线把该表面引出，基准符号的粗短横线靠近置于这条参考线上，如图（c）所示的圆环形基准表面的标注方法。

当基准要素为圆锥轴线时，基准符号的细实线应与圆锥直径的尺寸线对齐，如左图所示；若圆锥采用角度标注，如右图所示，则基准符号的粗短横线应正对该角度的尺寸线。

对于由两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线、公共基准中心平面等公共基准，应对这两个同类要素分别标注基准符号（采用两个不同的基准字母），并且在被测要素位置公差框格第三格或其以后某格中填写用短横线隔开的这两个字母，如下图：

8、形位公差的简化标注方法,为了减少图样上公差框格或指引线的数量，简化绘图，在保证读图方便和不引起误解的前提下，可以简化形位公差的标注。

（）同一被测要素有几项形位公差要求时，可以将这几项要求的公差框格重叠画出，只用一条指引线引向被测要素例如下图所示。

（2）几个被测要素有同一形位公差带要求时，可以只使用一个公差框格，由该框格的一端引出一条指引线，从这条指引线上绘制几条带箭头的连线，分别与这几个被测要素相连，如下图中图（a）所示；或者在这个公差框格的上方注明被测要素的数量和代表这几个被测要素的字母，同时绘制几个冠以该字母。

如下图中图（b）所示。

（3）结构和尺寸分别相同的几个被测要素有同一形位公差带要求时，可以只对其中一个要素绘制公差框格，在该框格的上方写明要素的数量如下图中有三条具有相同宽度的刻线，刻线的中心线距离的位置度公差均为0.05mm。

二、形状公差,1）形状误差及其评定,形状误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量或称偏离量；一般是对单一要素而言的，仅考虑被测要素本身的形状的误差。

所谓最小条件是指确定理想要素位置时，应使理想要素与实际要素相接触，并使被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。

（1）形状误差的评定准则最小条件,形状误差评定时，理想要素的位置应符合最小条件。

1、形状公差与公差带,评定形状误差时，形状误差值的大小可用最小包容区域（简称最小区域）的宽度或直径表示。

所谓最小区域，是指包容被测实际要素时，具有最小宽度f或直径的包容区。

最小包容区域评定形状误差值的方法，称为最小区域法，最小区域法则是符合最小条件的评定形状误差的基本方法。

按最小区域法评定的形状误差值而且是唯一的，因而评定结果具有权威性。

（2）形状误差的评定方法最小区域法,2.形状公差及其公差带,形状公差是为了限制形状误差而设置的，除有基准要求的轮廓度外，形状公差用于单一要素；指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差有直线度、平面度、圆度和圆柱度四项。

另外和无基准要求的线、面轮廓度；被测要素为直线、平面、圆和圆柱面。

形状公差带的特点：

不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能控制被测要素形状误差的大小。

直线度是用以限制被测要素实际直线对其理想直线变动量的一项指标；是控制零件上被测要素的不直程度。

被限制的直线有平面内的直线，回转体（柱体、圆柱体）的素线，平面与平面的交线和轴线等等。

根据零件的功能要求不同，可分别提出给定平面内、给定方向上和任意方向上的直线度要求。

（1）、直线度,

（2）平面度,用以限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标；用于平面的形状精度要求。

公差带：

是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。

如右图示：

表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面内。

被测表面上任意100100的范围，必须位于距离为公差值0.1的两平行平面内。

（3）圆度,用以限制实际圆对其理想圆变动量的一项指标。

职能：

它是对圆柱面（圆锥面）的正截面和球体上通过球心的任一截面上提出的形状精度要求。

公差带：

是指在同一正截面上，半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。

如上图示：

在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。

（4）圆柱度,限制实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标。

它是对圆柱面所有正截面和纵向截面方向提出的综合性形状精度要求。

职能：

圆柱度公差可以同时控制圆度、素线直线度和两素线平行度等项目的误差。

公差带：

是指半径为t的两同轴圆柱面之间的区域。

如上图示：

被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.02的两同轴圆柱面之间。

GB/T1182-96中，将线轮廓度公差和面轮廓度公差归结为形状或位置公差，当轮廓度无基准时，属于形状公差，有基准时属于位置公差。

（5）轮廓度,公差带：

包络一系列直径为公差值0.04的圆的两包络线之间的域，诸圆圆心应位于理想轮廓线上。

1）线轮廓度：

限制实际曲线对其理想曲线变动量的一项指标。

注意：

理想要素需由理论正确尺寸确定。

无基准：

标注合格的实际曲线必须位于直径为公差值0.04mm的对称于理想曲线的两包络线之间，理想的曲线由R30、R15和R12来确定。

线轮廓度没有基准要求，属于形状公差。

有基准：

公差带的形状、大小与图完全一样，所不同的是理想的曲线由R30、R15和R12和基准A、B来确定，属于位置公差。

公差带：

包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球球心位于理想轮廓面上。

2）面轮廓度：

限制实际曲面对其理想曲面变动量的一项指标。

无基准：

理想轮廓面由理论正确尺寸来确定，属于形状误差。

有基准：

想轮廓面有基准和理论正确尺寸来确定。

属于位置误差。

三、位置公差,关联被测实际要素对其理想要素的变动量位置误差。

2）基准,用来确定被测要素方位的要素基准要素；在位置误差中，基准是指理想基准要素，是用来确定实际关联要素几何位置关系的参考对象，决定了被测要素的方向或位置。

图样上根据零件的功能要求标注的基准通常分以下三种情况：

1、位置误差与基准