项目七形状和位置公差的标注及其测量.docx

1、项目七形状和位置公差的标注及其测量项目7： 形状和位置公差的标注及其测量项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：0.5任务一 术语与定义目标知识目标熟悉形位公差的有关术语;技能目标理解；其它目标语言表达能力。教学重点与难点教学重点形位公差的有关术语。教学难点形位公差的有关术语的理解。教学条件1、学院公差与测量实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用多媒体讲解；学生：从不同角度进行理解。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：1任务二 符号及其标注目标知识

2、目标熟悉符号及标注方法;技能目标能进行标注；其它目标动手能力。教学重点与难点教学重点符号及标注方法。教学难点进行标注。教学条件1、学院公差与测量实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用多媒体讲解；学生：从不同角度进行理解。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：2任务三形状误差的测量目标知识目标熟悉形状误差的测量方法;技能目标能进行形状误差的测量；其它目标动手能力。教学重点与难点教学重点形状误差的测量方法。教学难点进行形状误差的测量。教学条件1、学院公差与测量

3、实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用现场实物测量；学生：进行现场操作。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：2任务四 位置误差的测量目标知识目标熟悉位置误差的测量方法;技能目标进行测量；其它目标动手能力。教学重点与难点教学重点位置误差的测量方法。教学难点位置误差的测量。教学条件1、学院公差与测量实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用实物现场测量；学生：学生进行现场操作练习。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互

4、提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：0.5任务五公差原则目标知识目标熟悉公差原则的有关术语;技能目标理解；其它目标语言表达能力。教学重点与难点教学重点公差原则的有关术语。教学难点公差原则的有关术语的理解。教学条件1、学院公差与测量实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用多媒体讲解；学生：从不同角度进行理解。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项 目 七形状和位置公差的标注及其测量 学时：1任务六 形位公差的选择目标知识目标熟悉形位公差的选择方

5、法;技能目标形位公差的选择方法的应用；其它目标语言表达能力。教学重点与难点教学重点形位公差的选择方法。教学难点形位公差的选择方法使用。教学条件1、学院公差与测量实训室。2、多媒体设备。教学方法互相交流法等教学设计及实施过程教师：用多媒体讲解；学生：从不同角度进行理解。效 果 评 价学生：学生分组汇报学习心得；组间相互提问； 教师：根据汇报提问、评价；进行任务总结； 项目7： 教学内容形状和位置公差及其误差的测量一、任务导入1、新任务导入：形位公差的术语与定义；2、新知识点简介：形位公差的标注与测量；3、形位公差的标注与测量及注意事项、文明生产、安全操作常识4、重点、难点提出形位公差的标注与测量

6、及注意事项，正确使用常用工具和专用工具。二、任务分解任务一 术语与定义(GBT 11821996、GBT4249一1996、GBT 166711996)一要素类要素：构成零件几何特征的点、线、面。图7-1 零件的几何要素理想要素：具有几何意义、没有任何误差的要素，可分为轮廓要素与中心要素。实际要素：零件上实际存在的要素，由无限个点组成，可分为实际轮廓要素和实际中心要素。轮廓要素：实际存在，能看到并触及的要素。分为理想轮廓要素和实际轮廓要素，如平面、球面、圆锥面、柱面、交点等。中心要素：实际不存在，由轮廓要素导出的要素。如圆心、球心、中心线、轴线、对称中心线、对称中心面等 。 被测要素：给出形状

7、和位置公差的要素。基准要素：用来确定被测要素的方向和(或)位置的要素。常见的有：单一基准要素、组合基准要素、三基面体系。二、形状公差类形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量(有基准要求的轮廓度除外)包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。包括定向公差、定位公差、跳动公差定向公差：关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。包括平行度、垂直度和倾斜度。定位公差：关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。包括同轴度、对称度和位置度。跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。包括圆跳动和全跳动，圆跳动

8、又分径向圆跳动、端面圆跳动和斜面圆跳动。形状和位置公差带：限制实际形状要素或实际位置要素的变动区域。公差带是一个给定的区域，是误差的最大允许值，它由大小、形状、方向和位置四个因素来决定。理论正确尺寸：确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。该尺寸不附带公差。如：中的数字即为理论正确尺寸。任务二 形位公差的符号及其标注（GB/T1182-1996）1、形位公差标注 标准规定，在技术图样中形位公差采用符号标注。如图7-2所示，基准代号如图7-3所示。 图7-2 公差框格 图7-3 基准符号 1.1 被测要素的标注方法 1.当被测要素为轮廓线或为有积聚性投影的表面时，如图7-4（a）、（b）所示。

9、 2.当被测表面的投影为面时，如图7-4（c）所示。 图7-4 被测要素为轮廓要素 3.当被测要素为中心要素即轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，如图7-5所示。 图7-5 被测要素为中心要素 4.当对同一要素有一个以上的公差特征项目要求且测量方向相同时，如图7-6（a）所示。如测量方向不完全相同，如图7-6（b）所示。 图7-6 同一被测要素有多项公差要求的标注 5.当不同的被测要素有相同的形位公差要求时，如图7-7（a）、（b）所示。当用同一公差带控制几个被测要素时，可采用图7-7（c）、（d）所示的方法。 图7-7 不同被测要素有相同形位公差的标注 1.2 基准要素的标注方法 1.

10、当基准要素为轮廓线或有积聚性投影的表面时，如图7-8（a）所示。 2.当基准要素的投影为面时，如图7-8（b）所示。 图7-8 基准要素为轮廓要素或中心要素 3.当基准要素为中心要素即轴线、中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，如图7-8所示。 1.3 形位公差标注中的有关问题 1.限定被测要素或基准要素的范围，如图7-9所示 图7-9 限定被测要素或基准要素的范围 2.对公差数值有附加说明时的标注 如对公差数值在一定的范围内有附加的要求时，可采用图7-10的标注方法。 图7-10公差值有附加说明时的标注 3.形位公差有附加要求时的标注 （1）用符号标注 采用符号标注时，可在相应的公差数值后加注

11、有关符号，如图7-11所示。 图7-11 用符号表示附加要求 （2）用文字说明 为了说明公差框格中所标注的形位公差的其他附加要求，在公差框格的上方或下方附加文字说明。如图7-12所示 图7-12 用文字说明附加要求 4.全周符号表示法，如图7-13所示。 5.螺纹和齿轮的标注 （1）标注螺纹被测要素或基准要素时，如图2-15所示。 图7-13 全周符号 图7-14 螺纹的标注方法任务三 形状公差带的定义、标注、解释（GB/T1182-1996）及形状误差的检测方法一、直线度直线度是限制实际直线对理想直线变动的一项指标。它是针对直线发生不直而提出的要求。1、直线度公差带根据被测直线的空间特性和零

12、件的使用要求，直线度公差带有给定平面内的给定一个方向上的、给定二个互相垂直方向上的和任意方向上的。直线度公差是限制被测实际直线对理想直线变动量的一项指标。 （1）如图7-15（b）所示，是在给定平面内的直线度公差带 图7-15 给定平面内的直线度公差带 （2）在给定方向上的直线度公差带，是距离为公差值t的两平行平面之间的区域，如图7-16（b）所示。 图7-16 给定方向上的直线度 （3）任意方向上的直线度公差带，是直径为公差值t的圆柱面内的区域，如图7-17（b）所示。 图7-17 任意方向上的直线度 2、直线度误差的检测指示器测量法：将被测零件安装于平行于平板的两顶尖之间。用带有两只指示器

13、的表架，沿铅垂轴截面的两条素线测量，同时分别记录两指示器在各自测点的读数M1和M2。取各测点读数差之半(即绝对值：（M 1M 2）/2)中的最大差值作为该截面轴线的直线度误差。将零件转位。按上述方法测量若干个截面，取其中最大的误差值作为被测零件轴线直线度误差。 水平仪法：水平仪法是用将水平仪放在被测表面上，沿被测要素按节距，逐段连续测量。对读数进行计算求得直线度误差值。也可采用作图法求得直线度的误差值。一般是在读数之前先将被测要素调成近似水平，以保证水平仪读数方便。测量时可在水平仪下面放入桥板，桥板长度可按被测要素的长度，以及测量精度要求决定。3、直线度误差测量数据的处理 用各种方法测量直线度

14、的误差时，应对所测得的读数进行数据处理后才能得Jl直线度的误差值。 图解法：当采用分段布点测量直线度误差时，采用图解法求出直线度误差是一种直观而易行的方法。根据相对测量基准的测得数据在直角坐标纸上按一定放大比例可以描绘出误差曲线的图象，然后按图象读出直线度误差。 例如，用水平仪测得下列数据，用图解法求解直线度误差(表中读数已为线性值，线性值水平仪角度值垫板长度)。 （um）测点序号 012345678水平仪读数00+5+5.5-1+1-1-0.5+7累计值00+5+10.5+9.5+10.5+9.5+9+16根据表列数据，从起始点“0”开始逐段累积作图。累计值相当于图中的y坐标值；测点序号相当

15、于图中x轴上分段各点。作图时，对于累计值来说，采用的是放大比例，根据值的大小，可以任意选取放大比例，以作图方便，读图清晰为准。横坐标是将被测长度按缩小的比例尺进行分段。一般地说，纵坐标在图上的放大比例和横坐标的缩小比例，两者之间并无必然的联系。但从绘图的要求来说，对于纵坐标在图上的分度以小于横坐标的分度为好。这样画出的图象在坐标系里比较直观形象，否则就把误差值过分夸大而使误差曲线严重歪曲。方法一：按最小区域法评定直线度误差时，可在绘制出的误差曲线图象上直接寻找 最高和最低点，需要找到最高和最低相间的三点。从上图中可知，该例的最低点为序号1和7的测点，而序号3为最高点。过这些点，可作两条平行线，

16、将直线度误差曲线全部包容在两平行线之内。由于接触的三点已符合规相间准则，于是，可沿y轴坐标方向量取两平行线之间的距离，并按y轴的分度值就可确定直线度误差，从图中可以取得9个分度，因分度值为lum，该例按最小区域法评定的直线度误差即为9um。方法二：按两端点连线法来评定该例的直线度误差则可在图中，把误差曲线的头尾连接成一条直线，该直线即为这种评定法的理想直线。相对于该理想直线来说，序号为3的测量点至两端点连线的距离为最大正值，而序号为7 点至两端点连线的距离为最大负值，这里所指的“距离”也是按Y轴方向，可在图上量取f 1=4.5um、f 2=5um。按两端点连线法评定直线度误差为f=9.5um如

17、上所述，用图解法求直线度误差时，必须沿坐标轴的方向量取距离，此时不能按最小区域法规定的垂直距离量取，这是因为绘时，纵坐标和横坐标采用了十分悬殊的比例。比例不同，虽然绘制的误差曲线在坐标系内倾斜不同，但坐标轴方向始终代表按相同比例绘制的误差曲线的垂直距离，与采用的比例无关。二、平面度1.平面度公差带平面度公差是限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标，用于对实际平面的形状精度提出要求，如图2-20所示。 图7-19 平面度 2平面度误差的检测及测得数数据据处理 7-20 平面度测量图 目前，能够符合最小条件的平面度测量方法，除精密的小平面可用干涉原理进行测量外，对于大平面的测量，都须先测得一组数

18、据后，经过数据处理，才可得出不平度误差值。现叙述如下； (1)初测数据：首先选一测量基面，在被测工件上，按一定均布的栅格(9、16、25格等)，测出每个栅格表面相对于测量基面的距离。目前生产中多用水平仪、准直仪或如上图所示的测量装置来进行。使用时移动表架，调整三个支承的千斤顶，使1、2两点调平；3、4两点调平(即所谓四点法)后，测得均布的一组数据(如上图右)。 (2)数据处理；按平面度定义，通过基面的相对转换，确定基面的位置后，即可得到符合最小条件的平面度误差值。这里仅就适用于车间和计量室采用的简便图解法作一介绍。其步骤如下： 建立包容面(或称零平面)，取得被测面相对零平面的平面度数据： (i

19、)将初测数据标注于示意图上； (ii)将各点数据减去其中的最大值，把结果标注在新的示意图中。 旋转被测面，多次变换被测面各点的平面度数据，直到出现符合判别准则规定的任一情况为止。具体步骤是： (i)确定转轴。选择通过最高点(数值为零的点)并最有利于减小最大平面度值的任一行、列或斜线(不在行与列方向上的任意两点的连线即为斜线)为转轴，用00标出转轴位置。 (ii)决定最低点的旋转量：原则是使其既不出现数值为正的点，又不出现大于原有最大负值的点。 如果转轴不位于任一边线的行或列上时，当转轴一侧的各点向零平面靠近，则转轴的另一侧各点必背离零平面，前者使负值减小，后者使负值增大。 (iii)计算各点的

20、不平度值：将位于各行(列或斜线)上备点的原有值加上(当该点向零平面靠近时)或减去(当该点向零平面背离时)该行(列或斜线)的旋转量0，即为各新的不平度值，并标注在新的示意图上。为了便于检查，可将各行(列或斜线)的旋转量标注在该行(列或斜线)的旁边。 iV)用准则进行判别：在每一新的示意图中，其数值凡出现下列三个判别准则之一的情况。其已符合最小条件，则就可获得平面度误差的值（既示意图中的最大值与最小值的差）。判别准则一：在被测平面的平面度示意图中，若有三个以上等值高（低）点所构成的三角形(或多边形)中或边上，至少有一个最低（高）点时，其最大平面度误差必定是最小值。 判别准则二：在被测面的平面度示意

21、图中，若至少有两个等值最高(低)点，分布在至少两等值最低(高)点连线的两侧或连线上时，其最大平面度误差，必定是最小值。 判别准则三：在被测面的平面度示意图中，若有一最高(低)点位于至少两等值最低(高)点的连线上时，最大平面度误差，必定是最小值。 现举例说明图解法的过程： 已初测平面度栅格值如图，求平面度值。 图 平面度测量数据处理 解：(1)建立上包容面：将上图(a)示意图中的各点减去其最大值(+20)，所得数据标于图(b)；观察该图不符合判别准则的任一情况。 (2)选择旋转轴：图(b)中最大负值点为(一35)，与其它数值相比较要大的多，故选择(-20，0，-20)作转轴最为有利。 (3)决定

22、旋转量：若将35转至零平面，即变为零，则同一列上的30，-20就会出现正值，故只能将-35减小为-15，即旋转量=-15-(-35)=+20；则第三列的旋转量为 +20而第二列的旋转量为 +10。第一列为转轴，旋转量为零。 (4)计算各点不平度值：各列的旋转量标注在图(b)示意图旁，将各点不平度值加该列的旋转量后取得新的不平度值，标注在图(c)中。 (5)用判别准则分析新得的不平度栅格数值(图c)，有最高点0位于两最低点-20的连线上，并且另有两个最高点位于两个最低点连线的一侧，它符合判别准则二，故其最大平面度=20，即为所求的最小值。 三、圆度1圆度公差带 圆度误差是指回转体零件，在同一正截

23、面上，被测实际圆对其理想圆的变动量。按最小区域法评定是用两同心圆包容被测实际轮廓时，至少应有四个点内、外相间地在两个圆周上接触，此时，两同心圆半径差为最小，其半径差即为圆度误差值。 圆度公差是限制实际圆对其理想圆变动量的一项指标，如图7-21所示。 图7-21 圆度 2圆度度误差的测量及结果处理 图7-221)在被测零件回转一周过程中，测量一个横截面上的最大与最小读数差之半为单个截面的圆度误差。 2)按(1)所述方法测量若干个横截面，取其中最大的误差值作为该零件的圆度误差。 四、圆柱度1圆柱度公差带圆柱度公差是限制实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标，如图7-23所示。 图7-23 圆柱度

24、 2圆柱度误差的测量及处理目前在生产上测量圆柱度误差，像测量圆度误差一样，多用测量特征参数的近似方法来测量圆柱度误差。如下图所示，将被测零件放在平板上，并紧靠直角座。 1)在被测零件回转一周过程中，测量一个横截面上的最大与最小读数。 2)按(1)所述方法测量若干个横截面，然后取各截面内所测得的所有读数中最大与最小读数差之半作为该零件的圆柱度误差。 图7-24五、线轮廓度1、线轮廓度的公差带 线轮廓度公差是限制实际平面曲线对其理想曲线变动量的一项指标，如图7-25所示。 图7-25 线轮廓度 2线轮廓度的误差的测量图7-26线轮廓度的测量 是用轮廓样板模拟理想轮廓曲线，与实际轮廓进行比较。如上图

25、所示，将轮廓样板按规定的方向放置在被测零件上，根据光隙法估读间隙的大小，取最大间隙作为该零件的线轮廓度误差。 六、面轮廓度1、面轮廓度的公差带 面轮廓度公差是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标，如图7-27所示。 图7-27面轮廓度2、面轮廓度的误差的测量是用坐标测量仪测量曲线或曲面上若干点的坐标值。如下图所示，将被测零件放置在仪器工作台上，并进行正确定位。测出实际曲面轮廓上若干个点的坐标值；并将测得的坐标值与理想轮廓的坐标值进行比较，取其中差值最大的绝对值的两倍作为该零件的面轮廓度。 图7-28面轮廓度的测量任务四 位置公差带的定义、标注、解释（GB/T1182-1996）及位置误差的检

26、测方法一、平行度1平行度的公差带1）线平行于线的平行度公差带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， 如图7-29所示。如图7-29所示，为面对面平行度公差。 图7-29 面对线平行度公差 图7-30 面对面平行度公差2平行度的误差的测量1)测量连杆两孔任意方向或互相垂直的两个方向的平行度可参考下图。基准轴线和被测轴线由心轴模拟。将被测零件放在等高支承上，在测量距离为L 2的两个位置上测得的读数分别为M1、M 2。则平行度误差为f=L/L * M 1-M 2） 图7-31在0180度范围内按上述方法测量若干个不同角度位置，取各测量位置所对应的值中最大值，作为该零件的平行

27、度误差。2）测量面对线的平行度用心轴模拟基准轴线。它的测量原理与测量面的平面度相似。图7-323）线与面的平行度的测量图7-334）面与面平行度的测量转化为测量面的平面度图7-34二、垂直度1、垂直度公差带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。如图7-35、7-35所示。 图7-35 线对线垂直度公差 图7-36 面对线垂直度公差 如图2-29（a）所示，在公差值前加注，则表示在任意方向上垂直度公差要求。 图7-37 任意方向上线对面的垂直度 2垂直度误差的测量 图7-38：面对面 图7-39：面对线 图7-40：线对线的垂直度误差的测量 的垂直度误差的测量 的垂直度

28、误差的测量 误差值为 误差值为 误差值为 （需计算得出）三、倾斜度1、倾斜度的公差带倾斜度公差是限制被测实际要素对基准在倾斜方向上变动量的一项指标。如图7-40、7-41所示。 图7-40 线对面的倾斜度公差 图7-41 面对线的倾斜度公差2、倾斜度的误差的测量图7-42一位置度1位置度的公差带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。 点的位置度是用以限制球心或圆心的位置误差，如图7-43所示。如图7-44所示，则为任意方向上线的位置度公差。 图7-43 空间点的位置度 图7-44 任意方向上线的位置度公差2位置度误差的测量 位置度误差的检测方法，通常应用的有以下两类： 一类是用测长量仪测量要素的实际位置尺寸，与理论正确尺寸比较，以最大差的两倍作为位置度误差。对于多孔的板件，特别适宜放在坐标测量仪上测量孔的坐标。如下图a所示，测量前要调整零件，使基准平面与仪器的坐标方向致。未给定基准时，可调整最远两孔的实际中心连线与坐标方向一致，如下图b所示。逐个地测量孔边的坐标，定出孔的位置度误差。 图7-45 另一类是用位置量规测量