几何公差及误差(2版机械).ppt

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1、第四章 几何公差及检测 P75,本章教学主要内容：1、几何公差（形状、位置公差）项目2、明确几何公差的功能要求3、明确几何误差的评定准则及测量方法。4、识别公差原则标注、应用场合、检测方 法及判断合格与否的条件。,形状和位置公差及检测,内容:几何公差的标注及公差带的分析；重点:几何公差的标注，公差带四要素分析，难点:几何公差带四要素分析，公差原则应用；实验:几何误差检测、评定；,4.1 概述,尺寸误差 形状误差 位置误差 微观形状误差,误差产生的原因:机床夹具刀具系统存在几何误差 加工中切削力、热变形、振动和磨损等影响,形状公差和位置公差,几何误差,几何公差研究对象 零件的几何要素,定义：构成

2、零件几何特征的点、线、面。,分类：（一）按结构特征分：轮廓要素、中心要素；,（二）按存在状态分：实际要素、公称要素；,（三）按所处地位分：被测要素、基准要素；,（四）按功能关系分：单一要素、关联要素。,几何公差的项目及符号(表4.1)P77,形状公差,平行度 垂直度倾斜度线轮廓度面轮廓度,直线度 平面度圆 度圆柱度线轮廓度面轮廓度,跳动公差,位置公差,方向公差,位置度 同心度同轴度对称度线轮廓度面轮廓度,径向圆跳动 端面圆跳动倾向圆跳动径向全跳动端面全跳动,圆跳动全跳动,几何公差的标注(一),公差特征符号 公差值 基准 指引线(从表4.2中选)(以mm为单位)(由基准字母表示)(指向被测要素)

3、注意:公差值 公差带为圆形或圆柱形，加注;球形，加注。基准 单一基准:“A、B”；公共基准:“A-B”；多基准:指引线 用细实线表示。指引线的方向一般是公差带的宽度方向。,以公差框格的形式标注（两格或多格）,0.05,A,错误标注：见P79-82，表中“说明处”中示例,形位公差标注（二）,重要提示：指引线指向被测要素时，区分“轮廓要素”和“中心要素”。基准要素也要区分“轮廓要素”和“中心要素”。,形状和位置公差带概述,大小:公差值 位置:相对零线的距离,尺寸公差带:,0,+,上偏差线,下偏差线,30,尺寸公差带的形状?,两条平行直线,几何公差带形状,4.2 形状公差 P108,直线度 平面度

4、圆 度 圆柱度,单一要素对其理想要素允许的变动量。其公差带只有大小和形状两个要素，无方向和位置的限制。,用于控制直线和轴线的形状误差。根据零件的功能要求，直线度可以分为 如下三种情况:,在给定平面内的直线度在给定方向内的直线度 任意方向上的直线度,直线度公差,例1：在给定平面内的直线度 P108,其公差带:形状：两平行直线大小：间距为公差值t,“给定平面”指 被测工件的任意铅垂截面。,0.02,例2.空间轴线在给定一个方向内的 直线度要求,被测是：实际轴线 公差带：形状：两平行平面；大小：间距为公差值0.02。,实际轴线,区别以下被测要素直线度公差标注的不同点：,0.02,0.02,（1）图：

5、给定截面的要求；,（2）图：空间轴线的一个方向要求。,0.02,（3）图：空间轴线的任意方向要求。,（1）图,（2）图,（3）图,例4.空间“线”在给定两个方向内的 直线度,被测要素是两个斜面相交的棱线，它是空间线。公差带：形状：两组两平行平面；大小：间距分别为 公差值0.01和0.02。,例5.空间“线”任意方向上的直线度,公差带：形状：圆柱；大小：直径为公差值 t。注“”：表示其公差带 为“圆柱体”。,明确被测要素直线度公差标注的公差带形状：,0.02,0.02,（1）图：给定截面的要求两平行直线；,（2）图：空间轴线的一个方向要求两平行平面,0.02,（3）图：空间轴线的任意方向要求 圆

6、柱,（1）图,（2）图,（3）图,平面度公差 P109,平面度公差带：形状：两平行平面；大小：间距 0.1。,0.01/100,表明：被测平面上任意100*100 面积内公差为0.01。,0.03（）,标注（2）,标注（3）,表明：被测表面 允许内凹。,多个表面相同的平面度公差要求的表示。见P99 续表4.6。,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”，见P99。下图,共面,上图：非共面,圆度公差,圆度公差带：形状：两同心圆；大小：半径差为公差值t=0.05。,0.05,公差带,实际圆轮廓,0.01,0.01,圆锥的圆度公差表示法。P109,圆度公差标注,圆度公差的错误标注

7、：,0.02,圆柱度公差,公差带：形状：两同轴圆柱面；大小：半径差为公差值。,=0.05,圆柱度公差,圆柱度公差是综合性指标。要求被测圆柱面：在正截面上形状是圆；在轴向截面上，（1）圆柱素线是直线（2）上、下素线平行,圆柱度公差带在不同截面上的形状,在正截面上是两同心圆，在轴向截面上是两组两平行直线，且它们相互平行。,正截面,轴向截面,圆度公差与圆柱度公差 控制误差的效果分析,圆度公差不能有效控制圆柱的锥形、马鞍形、腰鼓形误差，它们都属于圆柱度误差。锥形 马鞍形 腰鼓形,4.3 位置公差 P110,定向公差 1、平行度公差 2、垂直度公差 3、倾斜度公差 定位公差 1、同轴（心）度公差 2、对

8、称度公差 3、位置度公差,跳动公差 1、圆跳动公差 2、全跳动公差,（一）定向公差,被测要素 基准要素 线 线 面 面 表述：线对线；线对面；面对面；面对线,平行度（一）面对面,平行度公差控制被测要素对基准的方向误差。公差带：形状：两平行平面大小：间距为公差值方向：平行于基准平面,基准,被测实际平面,平行度(二)“轴线”对面 指导书P41,箱体零件图,平行度（一）公共轴线对面（一个方向）（P41）,公差带：形状：两平行平面 大小：间距为公差值方向：平行于基准平面,箱体试件图,测量“公共轴线”对底面的平行度误差 指导书 P10,公差带：两平行平面，与基准平行,B,A,平行度误差=,A-B,L,0

9、.1/200=t,平行度（二）线对线（两个方向要求）,公差带：形状：两组两平行平面大小：t1*t2；方向：平行于基准直线。,测量平行度误差(线对线，两个方向)指导书 P10,(平板),垂直度(一)“轴线”对箱体底面,箱体零件图指导书P41,垂直度（一）轴线对面（P41）（一个方向）,公差带：形状：两平行平面 大小：间距为公差值方向：垂直于基准平面,箱体试件图,指导书 P28-29：底孔30轴线对底面垂直度误差(一个方向)测量:,垂直度误差:,f=,f,垂直度（二）轴线对面（P112）（任意方向）,公差带：形状：圆柱；大小：直径为公差值t方向：圆柱轴线垂直于 基准平面,“平行度和垂直度公差带”方

10、向要求,平行度公差带的方向：公差带相对基准平行，即：公差带与基准的夹角为：0(理论正确角度)。注意：0与 0 不同，前者有角度公差，如：05。同理：垂直度公差带的方向是：公差带相对基准垂直即：公差带与基准的夹角为：90。,倾斜度（一）线对线 P113,公差带：形状：两平行平面；大小：间距为公差值t；方向：公差带与基准轴线 成理论正确角度60。注：标注时 60。,倾斜角度090之间,同轴度 轴线对轴线 P114,同轴度公差带:形状：圆柱；大小：0.1；方向位置：圆柱与基准轴线同轴标注应注意：1）在公差值前加“”；2）被测和基准要素均是中心要素，则：引线箭头指向尺寸线。,A,同轴度公差 轴线对公共

11、轴线,同轴度误差近似测量图,标注和公差带图,基准,被测轴线,（教材 P114）,（补充）,对称度 中心面对中心面,公差带：形状：两平行平面；大小：间距为0.1；方位：两平行平面相对 基准对称配置。,0.1,公差带,基准,同轴（心）度和对称度公差带与基准的 位置关系的共同点,公差带的对称中心 与基准重合。如：同轴度的公差带是圆柱，圆柱的对称中心是轴线，它与基准重合。同理：同心度的公差带是圆，圆的对称中心是圆心，它与基准（圆心）重合。,对称度公差带的对称中心面 与基准重合。,由侧视图看：基准与公差带之间关系。,0.1,基准,同轴度和对称度项目的公差带方位特点：,“重合”指：公差带对称中心与基准之间

12、 距离为（理论正确尺寸）夹角为（理论正确角度）若公差带的对称中心与基准之间不重合的话，则为：位置度公差。问：尺寸标注 0 与 0 相同吗？角度标注：0 与 0 相同吗？,0,0,位置度（一）,位置度用于控制被测要素（点、线、面）对基准的位置误差。位置度多用于控制孔的轴线在任意方向的位置误差。位置度公差带：形状：圆柱；大小：直径为公差值t；方位：轴线在理想位置上。,0.1 基准A平面 基准平面 C 基准平面 B,位置度（二）,位置度常用于控制孔组的位置误差。两个方面要求：（1）孔组相对于基准面的位置精度。（2）组内各孔间的位置精度采用复合位置度来明确对孔组的位置要求。,比较：直线度、平行度和位置

13、度公差带异 同点（在给定平面内）,直线度 平行度 位置度1、相同点：被测要素是线；公差带是两平行直线。,0.02,0.01,A,A,10-0.1,10-0.1,10,A,A,0.02,0,0,2、异点（直线度误差 f_、平行度误差 f2、位置度误差f3),10,f_,f2,f3,直线度公差带：无方位要求；平行度公差带：与基准平行；位置度公差带：对称在理想位置两侧。,基准A,例如：如下实际素线的三个包容区域：,10,A,B,C,形状公差t形状、定向公差t定向、定位公差t定位和尺寸公差T的关系：,形状公差 t形状 定向公差t定向 定位公差t定位 尺寸公差T例1、上图：直线度公差小于平行度公差；例2

14、、键槽对称中心面对轴线的对称度公差和平行度公差之间的关系。,A,A,0.01,0.02,18,0,0.043,60,+0.030,0,跳动公差,跳动公差用来控制跳动，是以特定的检测方式为依据的公差项目。关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量。跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置；可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。圆跳动 全跳动 1.径向圆跳动 2.端面圆跳动 1.径向全跳动 3.斜向圆跳动 2.端面全跳动,径向圆跳动,径向圆跳动：如图所示，d圆柱面绕基准轴线作无轴向移动回转时，在任一测量平面内的径向跳动量不得大于公差值0.05mm。注：被测要素为轮廓要素；第一基准要素为

15、中心要素。,A,B,工件分别在三个测量截面上，在V形块上旋转一圈以上，取三个跳动量中最大值为径向跳动量。,A,B,指示表,表座,V形块（成对）,平板,轴、套类零件测量径向跳动的方法:,测量径向圆跳动量：图为被测工件通过心轴安装在两同轴顶尖之间，两同轴顶尖孔的公共轴线体现基准轴线。,(A),被测件,心轴,顶尖,端面圆跳动,端面圆跳动：如图所示。当零件绕基准轴线作无轴向移动回转时，左端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。注：被测要素为轮廓要素；第一基准要素为中心要素。,基准轴线,端面圆跳动量测量:,图为V形块体现基准轴线，测量中，当被测工件绕基准回转一周中，指示表不作径向移

16、动时，可测得圆跳动。端面圆跳动量为各测量圆中最大跳动量。,V形块,端面圆跳动量获取:,如：半径为R1测量圆的读数：1023米则该测量圆跳动量为13微米；半径为R2测量圆的读数：817微米则该测量圆跳动量为9微米；半径为R3测量圆的读数：1628米则该测量圆跳动量为12微米；所以，该零件端面圆跳动量：13微米。,V形块,R,R1,R2,R3,“测量圆”示意图,斜向圆跳动,斜向圆跳动：如图所示，除特殊规定外，其测量方向是 被测面的法线方向。斜向圆跳动量为：任意轮廓法向测量的跳动量的最大值。,斜向圆跳动测量,斜向圆跳动量近似为：三个测量位的最大值。3 2 1 3 2 1,V形块,径向全跳动,径向全跳

17、动：如图所示d圆柱面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作平行于基准轴线的直线移动，在整个测量过程中，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。径向全跳动是被测圆柱面的圆柱度误差和同轴度误差的综合反映。,轴类零件径向跳动量和全跳动量区别:,实际测量中，多采用测量左、中、右三个截面的径向圆跳动量。截面 跳动范围（）跳动量1-1-12+82-2-2+161-1-5+19（1）该镗杆径向圆跳动量:f=max-min 截面=max=。（2）该镗杆径向全跳动量:f=Max-Min 三个截面=+19-（-12）=。,镗杆,顶尖,1,1,2,2,3,3,平板,20,18,24,端面全跳动,端面全跳动：如图所示，端面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作垂直于基准轴线的直线移动，在整个测量过程，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。,端面全跳动量测量:,测量中，当被测工件绕基准回转若干周中，指示表从被测端面外缘缓慢向中心作径向移动。指示表测头的轨迹是：阿基米德螺线指示表在整个过程中的指针变动的范围即为：端面全跳动量。,V形块,端面圆跳动公差无法控制车削端面所产生的 如下误差，端面全跳动公差则可控制,V形块,基准轴线,