形位公差知识要点.docx

1、形位公差知识要点项目三 形位误差检测教学目标 通过本项目学习和实践，使学生掌握形位公差的项目；了解各形位公差项目的公差带区域；掌握形位公差的标注、形位公差的选择（包括形位公差项目的选择、基准的选择以及形位公差数值的选择）；掌握形位误差的测量方法，能正确使用百分表、平板、角尺、偏摆仪、V型铁、厚薄规、半径规等量具和量仪；掌握轴键槽和轮毂键槽的尺寸及形位误差的检测。教学重点和难点 重点：形位公差的项目、形位公差的标注、形位公差的选择、形位误差的测量、轴键槽和轮毂键槽的尺寸及形位误差的检测等。难点：形位公差的标注、形位公差的选择、正确使用百分表、平板、角尺、偏摆仪、V型铁、厚薄规、半径规等量具和量仪

2、测量形位误差，并正确处理测量数据。学时分配序号教学内容学时数1形位公差概述12形状公差与公差带13位置公差与公差带24形位公差的选择15键的公差16实训：形位误差的测量37实训：键槽尺寸及形位误差检测1 教学内容一、概述1零件的要素任何一个零件都是由点、线、面组成，所以，点、线面称为要素。（1）按结构特征分：轮廓要素和中心要素；（2）按存在状态分：理想要素和实际要素；（3）按所处地位分：被测要素和基准要素；（4）按功能要求分：单一要素和关联要素。2形位公差项目及代号共14个形位公差项目（见表）3形位公差的含义和特征（1）含义：形位公差是一个以理想要素为边界的平面或空间的区域，公差即为实际要素不

3、要超过该区域。（2）特征：包含公差带区域的形状、大小、方向和位置。4形位公差的标注（1）标注内容（以图3-1为例讲解）图3-1框格指引线箭头项目(平行度等)形位公差数值基准符号及基准代号（2）书写方式 在图纸中可以水平或垂直放置，一般以水平放置为主；框格内容从左到右的顺序：公差项目、公差值、基准代号；公差值的单位mm；项目用代号；指引线要垂直于框格，可弯折，但不超过二次；指引线箭头的位置箭头和尺寸线对齐表示中心要素箭头和尺寸线错开表示轮廓要素；基准的表示方法细实线和尺寸线对齐表示中心要素细实线和尺寸线错开表示轮廓要素；可简化的标注：同一要素有多项要求；不同要素有同一要求结构相同的几个要素有相同

4、要求。二、形状公差与公差带（举例说明标注、解释及公差带）1直线度圆柱面素线的直线度公差、圆柱体轴线的直线度公差，如图3-2所示。 图3-22平面度平面的平面度公差，如图3-3所示。图3-33圆度圆柱面的圆度公差、圆锥面的圆度公差，如图3-4所示。 图3-44圆柱度圆柱体的圆柱度公差，如图3-5所示图3-55线轮廓度轮廓线的线轮廓度公差，如图3-6所示。图3-66面轮廓度轮廓面的面轮廓度公差，如图3-7所示。图3-7 三、位置公差1基准是确定其他要素和该要素间的几何关系的依据。举例说明以下基准（1）单一基准（2）组合基准（3）基准体系2定向的位置公差（举例说明标注、解释及公差带）（1）平行度面对

5、面的平行度公差、线对线的平行度公差，如图3-8所示。 图3-8（2）垂直度面对线的垂直度公差、线对面的垂直度公差，如图3-9所示。 图3-9（3）倾斜度面对线的垂直度公差，如图3-10所示。图3-10平行度、垂直度可以看成是倾斜度的特殊情况。（4）定向公差特点定向公差给出后,同时也限制了被测要素的形状公差,所以，一旦被测要素给出定向公差后,一般不再设定形状公差,若要设形状公差，其值要小于定向公差值。3定位的位置公差（1）同轴度圆柱中心轴线对公共基准的同轴度公差，如图3-11所示。图3-11（2）对称度普通槽对称中心面对基准平面的对称度公差、键槽的对称中心面对圆柱轴线的对称度公差，如图3-12所

6、示。 图3-12（3）位置度圆柱孔轴线对基准体系的位置度公差，如图3-13所示。图3-13（4）定位公差特点总结：定位公差包含了定向公差和形状公差，故设计时，一般给出定位公差后，不再给出定向公差和形状公差。设计时，T尺寸T定向T形状4跳动公差属于定位公差的一种，它是针对特定的测量方法来定义。1圆跳动 被测要素在某一测量截面内相对于基准轴线的最大变动量。（1）径向圆跳动圆柱面对公共基准的径向圆跳动公差，如图3-14所示。 图3-14 图3-15（2）端面圆跳动圆柱端面对基准轴线的端面径向圆跳动公差，如图3-15所示。（3）斜向圆跳动一般情况下，斜向圆跳动的测量圆锥面是指与基准轴线同轴的法向圆锥面

7、2全跳动在圆跳动的基础上，被测要素还要作轴向移动（1）径向全跳动圆柱面对公共基准的径向全跳动公差，如图3-16所示。 图3-16 图3-17（2）端面全跳动圆柱端面对基准轴线的端面全跳动公差，如图3-17所示。四、形位公差的选择1选择范围：选择公差项目、公差数值、基准以及正确的标注。（1）公差项目的选择形状公差轴类零件圆柱度，考虑经济性，也可以用圆度+直线度箱体类零件平面度位置公差阶梯轴同轴度或径向圆跳动+端面圆跳动箱体类零件平行度、垂直度（2）基准要素的选择（3）公差数值的选择（表3-73-10）举例说明查表过程2未注形位公差（1）圆度未注公差值等于其尺寸公差值；（2）平行度等于其尺寸公差值

8、或直线度未注公差值；（3）圆柱度、同轴度未作规定；（4）直线度、平面度、垂直度、对称度、圆跳动、分别规定了未注公差值表，按H、K、L等级。五、键的公差1键的作用联接零件、传递扭矩和动力举例：齿轮和轴的联接、凸轮和轴的联接、联轴器和轴的联接、带轮和轴的联接等2键的分类（1）平键普通平键有A、B、C三种形式，其中A型平键两端为半圆形，适用于轴中间。（2）半圆键该键对轴的削弱较大，所以用于轻载或锥形轴 （3）切向键 一般成对使用3平键（1）普通平键（2）导向平键（3）薄型平键4平键的公差与配合（1）尺寸公差键的国标代号GB1096，键的宽度为工作尺寸，键宽度b公差带代号h8。轴键槽（如图3-18所示

9、）的公差带代号较松键联接H9正常键联接N9较紧键联接P9 图3-18 图3-19轮毂槽（如图3-19所示）的公差带代号较松键联接D10正常键联接Js9较紧键联接P9（2）形位公差（如图3-20所示） 图3-20对称度对称度公差值得选取以b为主要参数，按8级精度选取。平行度主要由机床精度来保证，有时可以不标注。（3）表面粗糙度（一般）轴键槽、轮毂槽的两侧面取Ra3.2，底面取Ra12.5。六、形位误差的检测原则1与理想要素比较原则2测量坐标值原则3才测量特征参数原则4测量跳动原则5控制实效边界原则七、形位误差测量1实训目的（1）掌握平行度、垂直度、圆跳动、同轴度和平面度误差测量的方法；（2）掌握

10、百分表、平板、角尺、偏摆仪、V型铁、厚薄规、半径规等的使用方法；（3）轴键槽和轮毂槽尺寸、形位误差检测。2测量方法（1）平行度误差测量：平行度误差常用的方法有打表法和水平仪法。（2）垂直度误差测量: 常用的方法有光隙法（透光法）、打表法、水平仪法、闭合测量法等。本次以光隙法测量。（3）跳动误差测量：跳动误差是被测表面绕基准轴线回转时，测头与被测面作法向接触的指示表上最大值与最小值的差值。（4）平面度误差测量：主要有间隙法、打表法、光轴法和干涉法。本次实训主要以打表法测量。 3平行度误差测量步骤（1）测量前，擦净检验平板2和被测零件1，然后按图3-21将被测零件基准放在平板2上,并使被测零件的基

11、准面与平板工作面贴合，（最薄的厚薄规不能塞入两面之间为准）；图3-21（2）将百分表装入磁性表座3，把百分表测量头放在被测平面上，预压百分表0.30.5mm。并将指示表指针调至零；（3）移动表座3，沿被测平面多个方向移动，此时，被测平面对基准的平行度由百分表（千分表）读出，记录百分表（千分表）在不同位置的读数；（4）所有读数中的最大值减去最小值，即为平行度误差；（5）判断零件的合格性。4垂直度误差测量步骤（1）按图3-22所示，将被测零件的基准和宽座角尺放在检验平板上，并用塞尺（厚薄规）检查是否接触良好（以最薄的塞尺不能插入为准）；图3-22（2） 移动宽座角尺，对着被测表面轻轻靠近，观察光隙

12、部位的光隙大小，或用厚薄规检查最大和最小光隙尺寸值，也可以用目测估计出最大和最小光隙值，并将其值记录下来；（3）最大光隙值减去最小光隙值即为垂直度误差；（4）判断零件的合格性。5跳动误差测量步骤（1）根据图纸中的跳动要求，直接将被测工件放在V型铁上；（2）如果零件一端有圆锥孔，用莫氏塞规插入被测件的锥孔中（或），擦净偏摆仪顶尖和零件中心孔，利用两端中心孔将其装在偏摆仪上，锁紧偏摆仪的紧定螺钉。此时被测零件不能轴向窜动但能转动自如；（3）将百分表或千分表装在磁性表座上，把百分表或千分表的测量头轻轻放在零件的被测面35 0 -0.039 (或40 0 -0.039)上，并压表0.2-0.4mm，然

13、后将指示表指针调到零；（4）轻轻转动被测零件一圈,从指示表中读出最大值和最小值并记录,其最大和最小值代数差即为该截面的跳动误差；（5）移动磁性表座，测量被测表面的不同截面，重复步骤（3）；（6）得出实测结果。6平面度误差测量步骤（1）如图3-23所示，将被测工件放在检验平板上，用对角线法，将被测件平面两对角线的对角点分别调平（即指示表示值相同）；也可以用三远点法，即选择平面上三个较远的点，调平这三点，即三点指示表读数相同； 图3-23 图3-24 （2）在被测面按图3-24的布点形式进行测量，测量时，四周的布点应离被测平面边缘10mm，并记录数据；（3）数据处理举例说明：如图3-25为一平面相

14、对检验平板的坐标值，求平面度误差。 0 +4 +6-5 +20 -9-10 -3 +8图3-25解1：三点法 任取三点+4，-9，-10按图3-26的规律列出三点等值方程0 P 2P nP Q P+Q 2P+Q nP+Q 2Q P+2Q 2P+2Q nP+2Q. . . . . . . . . . . . . . . nQ P+nQ 2P+nQ nP+nQ图3-26+4+P=-9+2P+Q -10+2Q=+4+P 由上式解出P= +4，Q= +9，可以将P、Q值转换被测平面的坐标值，同时可以按三点法计算测量结果，如图3-27所示。0 +4+P +6+2P-5+Q +20+P+Q -9+2P+Q

15、 -10+2Q -3+P+2Q +8+2P+2Q 0 +8 +14+4 +33 +8+8 +19 +34图3-27所以，平面度误差为：（+34）-0=34m解2：对角线法：按规律列出两等值对角点的等值方程：0=+8+2P+2Q +6+2P=-10+2Q 解得P= -6，Q= +2 。按规律和P、Q值转换被测平面的坐标值得到图3-28所示的结果 0 +2 -6-3 +16 -19-6 -5 0图3-28其平面度误差为：（+16）-（-19）=35m7键槽尺寸、形位误差检测（1）尺寸检测槽宽测量量具内侧千分尺或游标卡尺槽深测量量具外径千分尺或游标卡尺（2）形位误差检测对称度检测量具键槽对称度检查仪、量规（适用于批量生产的检测）