形位公差和表面粗糙度ppt课件.ppt

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1、复习,1、熟记14个形位公差特征项目的名称、符号、标注方法。2、掌握表面粗糙度标注方法。, 目的要求,形位公差和表面粗糙度,零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差。, 3.1 概 述,形位公差,图 3-1 车削形成的形状误差,图 3-2 钻削形成的位置误差, 3.1 概 述,形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联结强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。例如，圆柱表面的形状误差，在间隙配合中会使间隙大小分布不均，造成局部磨损加快，从而降低零件的使用寿命；平面的形

2、状误差，会减少配合零件的实际接触面积，增大单位面积压力，从而增加变形。再如，轴承盖上螺钉孔的位置不正确（属位置误差），会使螺钉装配不上；在齿轮传动中，两轴承孔的轴线平行度误差（也属位置误差）过大，会降低轮齿的接触精度， 影响使用寿命。, 3.1 概 述,形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。如图3-3所示的零件，可以分解成球面、球心、中心线、圆锥面、端平面、圆柱面、圆锥顶点(锥顶)、素线、轴线等要素。, 3.1.1 零件的几何要素及分类,图 3-3 几何要素, 3.1.1 零件的几何要素及分类,1.按几何结构特征分类,（1）轮廓要素 构成零件轮廓的可直接

3、触及的点、线、面。如图3-3所示的圆锥顶点、素线、圆柱面、圆锥面、端平面、球面等。,（2）中心要素 不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。如图3-3所示的球心、轴线等。,中心要素和轮廓要素均有理想与实际两种情况。,2.按存在状态分类,（1）理想要素 具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。,（2）实际要素 零件在加工后实际存在，有误差的要素。它通常由测得要素来代替。由于测量误差的存在，测得要素并非该要素的真实情况。,理想要素和实际要素都可分为轮廓要素和中心要素,3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类,(1) 被测要素 零件图中给出了形状或（和）位置

4、公差要求，即需要检测的要素。 (2) 基准要素 用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。 被测要素和基准要素可以是中心要素，也可以是轮廓要素，它们均有理想和实际两种情况。,3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类,(1）单一要素 仅对其本身给出形状公差要求的要素。(2）关联要素 对其他要素有功能关系的要素， 即规定位置公差的要素。,4.按功能关系分类,表3-1 形位公差特征项目和符号,注出形位公差在图样上的用形位公差框格、框格指引线和基准符号表示：, 3.1.3 形位公差的标注,1）形位公差框格,规则：水平放置 从左到右 项目符号 公差值 基准符号 其他附加符号,规则：竖直放置 从下到

5、上项目符号 公差值 基准符号 其他附加符号形状公差框-两格，位置公差框-三五格,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,第三格填写被测要素的基准所使用的字母和有关符号。,三格的位置公差框格中的内容填写示例,0.05,M,A,M,与基准要素有关的符号,基准符号字母,与被测要素有关的符号,公差值,公差项目,指引线,位置公差框格中的内容填写示例(五格）,必须指出，从公差框格第三格起填写基准字母时，基准的顺序在该框格中是固定的。,总是第三格填写第一基准,第四格和第五格填写第二基准和第三基准，,而与字母在字母表中的顺序无关,规则3:当公差带的形状是圆时，形位公差值的数

6、字前则加注“”。,当公差带的形状是圆球时，形位公差值的数字前则加注“S”。,2）带箭头的形位公差框格指引线,规则：指引线从形位公差框格两端垂直引出,指向被测要素,规则2：指引线引向被测要素时允许弯折,但不得多于两次.,规则3：当被测要素是轮廓要素时,指引线箭头指在轮廓要素或 其延长线上,箭头必须明显地与尺寸线错开。,例2:,规则4：当被测要素是中心要素时,指引线箭头指向该要素的 尺寸线，并与尺寸线的延长线重合.,规则5：指引线箭头指向被测要素公差带的宽度或直径方向,规则1: 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而组成。基准符号引向基准要素时，无论基准符号在图面上的方向如何，其

7、小圆圈中的字母应水平书写。,3)基准符号,方框为ISO标准的基准代号,(a)靠近轮廓线,(b)靠近轮廓线的延长线,规则2：表示基准的字母也要标注在相应被测要素的位置公差框格内,规则3：为了避免混淆和误解，基准所使用的字母不得采用E，F，I， J，L，M，O，P，R等九个字母,规则4：当基准要素为轮廓要素时，应把基准符号的粗短横线靠近于该要素的轮 廓线上(或延长线上)，并且粗短横线置放处必须与尺寸线明显错开,(a)靠近轮廓线,(b)靠近轮廓线的延长线,规则5：当基准要素为中心要素时，应把基准符号的粗短横线靠近置放于 基准轴线或基准平面中心所对应的轮廓要素的尺寸线的一个箭 头，并且基准符号的细实线

8、应与该尺寸线对齐.,规则6：公共基准的表示是在组成公共基准的两个或 两个以上同类基准代号的字母之间加短横线。,规则7: 对于有两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共 基准轴线，应对这两个同类要素分别标注基准符号,规则8：当被测要素与基准要素允许对调而标注任选基准时， 只要将原来的基准符号的粗短横线改为箭头即可。,规则9：若基准要素(或被测要素)为视图上的局部表面时，可将基准符号(公差 框格)标注在带圆点的参考线上，圆点标于基准面(被测面)上。,表面粗糙度,1.基本概念 零件表面的形貌可分为三种情况：,1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于 50。属于微观

9、几何形状误差。,2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于501000的不平程度称为波纹度。,3)形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高 之比大于1000的不平程度属于 形状误差。,2.表面粗糙度对零件性能的影响 影响零件的耐磨性。 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 影响零件的密封性。 对零件的外观、测量精度、表面光 学性能、导电导热性 能和胶合强度 等也有着不同程度的影响。,一、表面粗糙度的评定参数 1.表面粗糙度的基本术语,1）取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段 基准线长度。应与表面粗糙度 的大小相适应。,规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度

10、对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。,2）评定长度 ln： 为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。,评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。,一般情况下取 ln=5l。,若表面加工不均匀，应取ln5l 。,反之，取ln5l,3）评定表面粗糙度的基准线,为了计算粗糙度值时，所用的一条线。,轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小,轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。,基准线,轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓 上各点至一条该线的距离平方

11、和为最小。 即, 轮廓算术平均中线m ：在取样长度内，将 实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积 相等的直线 。 即： F1+F2+Fn= G1+G2+Gn,算术平均法在生产中常用它替代最小二乘法。,2.表面粗糙度的评定参数 国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。,1）轮廓算术平均偏差a 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至 轮廓中线距离绝对值的平均值，即:,Ra越大，表面越粗糙,2）微观不平度十点高度z 在取样长度内个最大的轮廓峰高ypi平均 值与5个最大轮廓谷深yvi平

12、均值之和。,Rz和Ra比较，测点少，故Ra更客观反映工件的表面实际情况。,3）轮廓最大高度y 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间 的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过 轮廓最高点和最低点。,在三个评定参数中，Ra最能客观反映工的表面实际 情况，常用表示零件表面粗糙度。,二、表面粗糙度的选用与标注 1.表面粗糙度（评定参数）的选择 评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用 高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分 反映零件表面轮廓的特征。,以下情况下例外：当表面过于粗糙（Ra6.3m）或过于光滑 （ Ra 0.025 m ）时，可选用Rz，因为此 范围便于选择用于测量Rz的仪器测量

13、。当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪 表的小元件的表面，可选用Ry值。,2.表面粗糙度（参数值）的选择 表面粗糙度参数值的选择原则是： 在满足零件表面功能要求的前提下，尽量 选取较大的参数值。,一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙 度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙 度值要小。,3.参数值的选用方法 可用类比法来确定。,一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。 如机床的手轮或手柄

14、。,一般情况下，它们之间有一定的对应关系， 设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关 系可参照以下对应关系： 若T0.6 IT， 则Ra0.05 IT； Rz 0.2 IT T0.4 IT， 则Ra0.025 IT； Rz 0.1 IT T0.25 IT， 则Ra0.012 IT； Rz 0.05 IT T0.25 IT， 则Ra0.15 T； Rz 0.6 T,4.表面粗糙度代号及标注 1）表面粗糙度的符号 在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： a 为基本符号，表示表面可以用任何方法获得； b 表示表面是用去除材料的方法获得的； c 表示表面是用不去除材料的方法获得的。,a,b,c,表面

15、粗糙度符号和代号,基本符号,表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、 气割等,表示表面是用不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）,表示所有表面具有相同的表面粗糙度 要求,2)表面粗糙度的代号 a1、a2 粗糙度高度 参数的允许值（m）； b 加工方法、镀涂 或其它表面处理； c 处标出取样长度（mm）； d 加工纹理方向符号； e 加工余量（mm）； f 间距参数值（mm） 或轮廓支承长度率。,a1,a2,b,c（f）,d,e,3)表面粗糙度的标注,标注时将其标注在可见轮廓线

16、、尺寸界线、引出 线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外 指向被注表面。,高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出其参 数值，“Ra”本身可以省略；当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出；,当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上 标注最大值或最小值。 取样长度：如按国标选用，则可省略标注；表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。,表面粗糙度高度参数值得标注示例及意义,表面粗糙度在图样上的标注方法,三、表面粗糙度的测量 比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接 进行比较，多用于车间，评定表面 粗糙度值较大的工件。,光切法：,利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜。常用于测量Rz为0.560m,干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微 镜测量。可测量Rz和Ry值。,针描法：利用触针直接在被测表面上 轻轻划过，从而测出表面的 粗糙度的Ra值。,印模法: 利用石腊、低熔点合金或其它印 模材料，压印在被测零件表面， 放在显微镜下间接地测量被测表 面的粗糙度。 适用于笨重零件及内表面。,小结,形位公差1、零件的几何要素及分类2、形位公差的特征项目和符号3、形位公差的标注表面粗糙度1、表面粗糙度的评定方法2、表面粗糙度的选用与标注3、表面粗糙度的测量,作业,P171项目三习题1、2,