认识形位公差.ppt
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1、公差配合与测量技术,梁宁宁,烟台工程职业技术学院机械工程系,形状和位置公差及检验,任务一 认识形位公差,几何要素构成机械零件几何形状的点、线、面统 称为零件的几何要素。,一、零件的几何要素与形位误差,技术要求,调质处理235-265HBS,例2:箱体的尺寸、形状、位置精度要求的标注,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。通常由测得要素来代替。3)几何要素的误差:实际几何要素相对于理想几何要素的偏离。零件几何要素在形状和位置上所产生的误差称为形位误差。,几何要素,经过机械加工后的零件,由于机床、夹
2、具、刀具及工艺操作水平等因素的影响,零件的尺寸、形状及表面质量并不能做到完全理想而会出现加工误差。,二、形位误差的影响与规定相应公差的重要性,尺寸、形状误差,位置误差,在机器中,某些精度较高的机零件,如果仅确定它的尺寸公差,仍满足不了该零件的使用要求,亦不能保证装配中的互换性,形状和位置误差对装配互换性的影响,泵体、泵盖、主、从动齿轮及轴、螺钉、螺母等装配起来,若干零件按一定的要求装配成机器 或部件,形状公差和位置公差简称形位公差,是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置的允许变动量。为了满足零件的使用要求,设计时必须合理控制机器零件的形位误差,才能提高机器的精度及延长使用寿命,保证零
3、件具有互换性与制造的经济性,标准相应规定了14项形位公差项目,形位公差的新国家标准GBT 11821996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法(旧)(新)GBT 11841996形状和位置公差未注公差值GBT 42491996公差原则GBT166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求(新)GB19582004形状和位置公差检测规定,三、形位公差项目及符号,四、形位公差的标注,1按形位公差国家标准的规定,在图样上标注形位公差时,应采用代号标注。无法采用代号标注时,允许在技术条件中用文字加以说明。形位公差的代号包括:形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号
4、以及其他有关符号。图4-3、图4-4示,形位公差的标注,公差框格中的公差值为公差带的宽度或直径,若给定的公差带为园或圆柱时公差数值前加“”,为球时“S”。,公差框格 公差要求在矩形框格中给出,必须按标准标注。,形位公差代号、基准代号含义,2形位公差的标注 公差框格:形位公差的框格有两格或多格组成。第一格填写公差项目的符号;第二格填写公差值及有关符号;第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号,框格指引线标注时指引线可由公差框格的一端引出,并与框格端线垂直,箭头指向被测要素,箭头的方向是公差带宽度方向或直径方向。,基准 基准代号的字母采用大写拉丁字母。为避免混淆,标准规定不许采用E、I、J、M、
5、O、P、L、R、F等字母。基准的顺序在公差框格中是固定的。,无论基准符号在图样上的方向如何,圆圈内的字母要水平书写。,用于任选基准,几何要素按在形位公差中所处的地位分被测要素和基准要素,单一要素和关联要素,按被测要素的功能关系分,轮廓要素和中心要素,按几何特征分:,1、当被测定的要素为线或表面时,从框格引出的指引线箭头应指在该要素的轮廓线或其延长线上。,5.形位公差标注示例,其他标注,如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。,形位公差标注中应注意的问题1)对单一要素轴线或多要素的公共轴线,不能将箭头直接指向轴线,而必须与尺寸线相连,如图4-6。,2)表示基准要素的粗
6、短线不能直接与轮廓或其延长线、尺寸线、公共轴线、中心孔锥面角度的尺寸线相连、图4-7a、b、c、d、e。,t,3)相互平行的两平面,标注平行度时,公差框格两两端不能用箭头与两个平面直接相连,图4-8,应按图4-9标注。,图4-8,图4-9,任选基准的标注方法:,有相对位置要求的两要素中,基准可以任意选定。主要用于两要素的形状、尺寸和技术要求完全相同的零件,或在设计要求中,各要素之间的基准有可以互换的条件,从而使零件无论上下、反正、颠倒装配仍能满足互换性要求,任选基准,图4-10 a)不正确 b)正确,4)公差框格的注法 图4-10 a)不正确 b)正确,5)相同要求的被测要素的数量的注法,a)
7、不正确 b)正确,图4-13 共面要求的两种简化标注方法,6)某些特殊表面常采用的标注方法,共面要求的标注方法,图414,螺纹、花键、齿轮的标注方法,标注螺纹被测要素或基准要素时,中径轴线不标注,当为大径、小径时可在公差框格、基准符号圆圈下方标注字母“MD”或“LD”如图414,花键、齿轮的标注方法:除标注字母“MD”或“LD”,节圆标注“PD”。,6)某些特殊表面常采用的标注方法,全周符号的标注方法 图416,图416,5、形位公差标注示例的含意解释,标注形位公差时,指引线的箭头要指向被测要素的轮廓线或其延长线上;当被测要素是轴线时,指引线的箭头应与该要素尺寸线的箭头对齐。基准要素是轴线时,
8、要将基准符号与该要素的尺寸线对齐。,形状公差表示d圆柱表面的任意素线的直线度公差为0.02。,形状公差表示d圆柱体轴线的直线度公差为 0.02。,位置公差表示被测左端面对于d轴线的垂直度公差为0.05。,位置公差表示d孔的轴线对于底面的平行度公差为0.03。,六.形位公差综合标注示例(练习),表示122的右端面对基准A的垂直度公差为0.025mm,表示32f12圆柱面的圆柱度误差为0.005mm,表示M121的轴线对基准A的同轴度误差为0.1mm,表示24的端面对基准A的端面圆跳动公差为0.1mm,五、形位误差的检测原则,国标GB/T 19582004形状和位置公差检测规定整理出一套检测方案
9、概况出五种检测原则:第一种 与理想要素比较的原则 第二种 测量坐标值原则 第三种 测量特征参数原则 第四种 测量跳动原则 第五种 控制实效边界原则,各项形状误差符合最小条件的判断准则:1)直线度误差:实际直线与包容直线至少应高低高(低高低)三点接触。2)圆度误差:实际圆至少有内、外交替的四点与包容圆接触。,六、形位误差的评定原则1.形状误差的评定,评定形状误差须在实际要素上找出理想要素的位置,即理想要素应符合最小条件,a.对于轮廓要素:指理想要素位于实体之外与实际要素相接触并使实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。,h1为直线度误差,最小条件,中心要素的最小条件,b.对于中心要素:其最小条件
10、为理想要素 应穿过实际中心要素,并使实际中心要素对理想要素的最大变动量为最小。,r1为圆度误差,2、位置误差的评定 指关联被测实际要素对其理想要素的变动量。,基准是确定要素之间几何方位关系的依据,即被测要素方向或位置的依据,必须是理想要素。为排除形状误差的应向,基准的位置也应符合最小条件。,七、三基面体系,形状误差是指单一实际被测要素的形状对其理想要素的变动量。(通过测量获得)形状公差是指单一实际被测要素的形状所允许的变动全量,是为限制形状误差而设置的。(规定的)形状误差共有四种,直线度误差、平面度误差、圆度误差和圆柱度误差。判断零件形状误差的合格条件为形状误差值小于等于其相应的形状公差值,即
11、:ft或ft。,第二节 形状公差和形状误差检测,国家标准对平面、回转面和曲面制定了六项指标:平面:平面度、平面内的直线度;圆柱面:圆柱度、横截面上的圆度、轴截面上的素 线的直线度(或轴线的直线度)。圆锥面:横截面上的圆度、轴截面上的素线的直线度。球面:圆度平面曲线或空间曲面:线轮廓度、面轮廓度。,一、直线度与平面度,(一)直线度公差限制实际直线对理想直线变动量的一项指标 用来控制圆(锥)柱体的素线、轴线、平面内的直线误差1、直线度公差带 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。,在给定平面内的公差带,是距离为公差值t的两平行线之间的区域。,机床导轨平面
12、在纵、横截面内的素线有不同的直线度要求,当直线度限制的要素是空间直线时。需要明确限制的方向。通常,按零件的功能的要求可给定一个方向或给定两个互相垂直方向的直线度。给定一个方向时,直线度的公差带垂直于此方向的距离为公差值t的两平行面之间的区域。,在给定方向上的公差带,如图表示刀口尺的棱线必须位于箭头所示方向距离为0.02mm的两平行面内。,如图表示圆柱面的任一素线必须位于纵截面内距离为公差值0.1mm 的两平行平面之间。,如图表示三棱尺的棱线必须位于水平方向距离为公差值0.2mm垂直方向距离为公差值0.1mm的四棱柱内。当给定相互垂直的两个方向时,直线度公差带是正截面为公差值t1t2的四棱柱内的
13、区域。,如图所示,d圆柱体的轴线必须位于直径公差值0.04mm的圆柱内。由于任意方向直线度的公差值是圆柱形公差带的直径值,因此,标柱时必须在公差值t前加 注直径符号,即d。,在任意方向上的公差带,任意方向上直线度的公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。,图4-32 平面度公差带,2、平面度公差,平面度公差是限制实际平面对理想平面的变动量的一项指标。平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。,0.01(-),2.平面度公差,合格条件:平面度误差et,e,例1,例2,(三)直线度与平面度应用说明,1)对于任意方向直线度公差值前面要加“”。,3)圆柱体素线直线度与轴线直线度的区别与联系,
14、轴线直线度公差只控制弯曲。,2)轴线在任意方向上的直线度,代替了过去(老标准)轴线的弯曲度。,4)直线度与平面度的区别:平面度控制平面的形状误差,直线度可控制直线、平面、圆柱面及圆锥面的形状误差。,5)对于窄长平面可用直线度控制;宽大平面可用平面度控制。,6)直线度与平面度公差只控制要素本身。,0.05,二、圆度与圆柱度(一)圆度:是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标1、圆度公差带圆度公差带是在同一(圆柱面、圆锥面、球面)正截面上半径差为公差值t的两同心圆间的区域。,如图被测圆锥面任一正截面的轮廓必须位于半径差为公差值0.05mm的两同心圆间区域内。,(二)圆柱度圆柱度公差是限制实际圆柱面对理
15、想圆柱面变动量的一项指标。用来控制被测实际圆柱面的形状误差(包括横截面与轴截面内各项形状误差)。1、圆柱度公差带圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面间的区域。,被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.05mm两同轴圆柱面间的区域内。,圆柱度公差可以对圆柱表面的纵、横截面的各种形状误差进行综合控制,如正截面的圆度、素线的直线度、过轴线纵向截面上两条素线的平行度误差等。,圆柱度误差的特特殊形式:,如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。,(三)圆度与圆柱度应用说明,1)圆度和圆柱度公差一样,都是用半径差表示,但 圆度公差是控制横截面误差,而圆柱度公差是控 制横截面和
16、轴截面的综合公差。,2)圆柱度公差值是指两圆柱面的半径差,未限定圆 柱面的半径和圆心位置,因此,公差带不受直径 大小和位置的约束,可以浮动。,线轮廓度是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。面轮廓度是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标。,三、线轮廓和面轮廓,线轮廓度公差,1)线轮廓度公差未标注基准(属形状公差),确定被测要素的理想形状、理想方向或理想位置的尺寸。该尺寸不带公差,标注在方框中。,线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域,而各圆的圆心位于理想轮廓上。理想轮廓线的位置由理论正确尺寸确定。,在平行于正投影面的任一截面内,被测实际要素的实际轮廓线必须位于距离
17、为0.04mm、对理想轮廓线对称分布的两等距曲线间区域内。理想轮廓线由R25、2R10 和22 确定。公差带位置浮动。,线轮廓度公差,线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域,而各圆的圆心位于理想轮廓上。理想轮廓线的位置由理论正确尺寸和基准确定。,2)线轮廓度公差标注基准(属位置公差),在平行于正投影面的任一截面内,被测实际要素的实际轮廓线必须位于距离为0.04mm、对理想轮廓线对称分布的两等距曲线间区域内。理想轮廓线由R30、R15 和 22确定,而其位置由基准A、B和理论正确尺寸12 和 25确定,公差带位置固定。,面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包
18、络面之间的区域,各球的球心应位于理想轮廓面上。理想轮廓面位置由理论正确尺寸确定,而其位置是浮动的。,1)面轮廓度公差未标注基准(属形状公差),2)被测实际要素的实际轮廓线必须位于距离为0.02mm、对理想轮廓面对称分布的两等距曲面间区域内。理想轮廓面由SR35确定,而其位置可在尺寸400.2范围内浮动。,2面轮廓度公差带,面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域,各球的球心应位于理想轮廓面上。理想轮廓面的位置由理论正确尺寸和基准确定。,2)面轮廓度公差标注基准(属位置公差),被测实际要素的实际轮廓面必须位于距离为0.02mm、对理想轮廓面对称分布的两等距曲面间区域内。理
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