精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)第2章形狀和位置精度及互換性1ppt課件

1、.第二章 外形和位置精度及互換性 1. 概述 2. 外形誤差及公差 3. 位置誤差及公差 4. 尺寸公差與形位公差的關(guān)系-公差原那么 5. 外形和位置精度的設(shè)計(jì) 6. 外形和位置誤差的丈量.本章主要內(nèi)容：1、外形和位置誤差的根本概念及其對零件運(yùn)用性能的影響。2、外形和位置公差工程及形位公差帶。3、處置形位公差與尺寸公差關(guān)系的公差原那么。4、形位誤差的檢測原那么與評定方法。5、形位公差的圖樣標(biāo)注.如下圖：零件的幾何誤差A(yù)、A1、A2-實(shí)踐尺寸；e-偏心。2.1 概述.1、形位誤差的產(chǎn)生2、形位誤差對零件性能的影響1影響零件的功能要求2影響零件的配合性質(zhì)3影響零件的自在裝配性質(zhì)一、形位誤差的產(chǎn)生及

2、其對零件性能的影響.1、幾何要素定義： 任何機(jī)械零件都是由點(diǎn)、線、面組成的，這些構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面就稱作幾何要素。2、外形的要素的分類1 按構(gòu)造的特征來分 輪廓要素和中心要素二、形位誤差研討對象幾何要素簡稱要素).二、形位誤差研討對象幾何要素簡稱要素)2 按所處的位置來分 被測要素和基準(zhǔn)要素3 按存在的形狀來分 實(shí)踐要素和理想要素4 按要素與其它要素能否存在功能關(guān)系來分 單一要素和關(guān)聯(lián)要素.1 按構(gòu)造的特征來分輪廓要素： 構(gòu)成零件輪廓的點(diǎn)、線、面稱為輪廓要素。中心要素： 對稱要素的中心點(diǎn)、線、面或軸線等稱為中心要素。.2按所處的位置來分被測要素： 零件圖紙上給出了外形或位置公差要求的

3、要素，也就是需求研討和丈量的對象。基準(zhǔn)要素： 用來確定被測要素的方向和位置的要素。.(3) 按存在的形狀來分實(shí)踐要素： 零件上實(shí)踐存在的要素稱為實(shí)踐要素。由于不可防止地存在加工誤差，所以實(shí)踐要素總是偏離其理想要素的，丈量時(shí)由測定的要素來替代實(shí)踐要素。理想要素： 具有幾何學(xué)意義的要素稱為理想要素，理想要素也即是沒有任何誤差的純幾何學(xué)意義上的點(diǎn)、線、面。 .4按要素與其它要素能否存在功能關(guān)系來分單一要素： 僅對要素本身外形提出公差要求的要素。關(guān)聯(lián)要素： 對其它要素有功能關(guān)系要求的要素。 .表2-2 形位公差各工程及符號三、形位公差工程跳動(dòng).( )( )A表2-3 形位公差其他有關(guān)符號符號(+)(-

4、)( )( )解釋闡明標(biāo)注例如0.050.05A0.01(+)0.01(-)假設(shè)被測要素有誤差,那么只允許中間部分向資料外凸起。假設(shè)被測要素有誤差,那么只允許中間部分向資料外凹下。假設(shè)被測要素有誤差,那么只允許按符號方向(小端)逐漸減少假設(shè)被測要素有誤差,那么只允許按符號方向小端逐漸減少。.2.2 外形公差及誤差 2.2.1 外形公差 外形公差：單一實(shí)踐要素的外形所允許的變動(dòng)全量，稱為外形公差。外形誤差允許的范圍是用單一實(shí)踐要素的外形公差來表示的。構(gòu)成零件幾何特征的實(shí)踐要素必需在此區(qū)域內(nèi)才合格。 外形公差特征工程有6個(gè):直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。.2.2 外形公差及誤差

5、2.2.2 外形誤差 1、外形誤差：單一實(shí)踐要素的外形對理想要素的外形變動(dòng)量。 2、理想要素位置如何確定？ 理想要素位置不同，實(shí)踐要素相對理想要素的變動(dòng)量也不同，因此，評定外形誤差時(shí)，理想要素相對于實(shí)踐要素的位置必需有一個(gè)評定準(zhǔn)那么。即:最小條件 最小條件：指被測實(shí)踐要素對理想要素的最大變動(dòng)量為最小。. 國家規(guī)范規(guī)定：最小條件是評定外形誤差的根本準(zhǔn)那么，它具有獨(dú)一性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)。 對于輪廓要素線、面輪廓度除外 “最小條件就是理想要素位于零件實(shí)體之外與實(shí)踐要素接觸，并使被測要素對理想要素的最大變動(dòng)量為最小。 . 對于中心要素軸線、對稱中心面等 “最小條件就是理想要素應(yīng)穿過實(shí)踐中心要素，并使實(shí)踐

6、中心要素對理想要素的最大變動(dòng)量為最小。.3.外形誤差數(shù)值的評定按最小條件確定理想要素位置后，對于輪廓要素，外形誤差等于實(shí)踐要素相對理想要素的最大變動(dòng)量；對于中心要素，外形誤差為包容實(shí)踐中心要素的最小包容區(qū)域的寬度或直徑。. 外形誤差數(shù)值的評定常用最小包容區(qū)域法簡稱最小區(qū)域法來評定。 最小包容區(qū)域：即理想要素包容被測實(shí)踐要素時(shí)，具有最小寬度f或直徑f的那個(gè)包容區(qū)。 很顯然，最小包容區(qū)域法簡稱最小區(qū)域法是符合最小條件的。 .2.2.2 各項(xiàng)外形公差、公差帶和誤差值一、直線度 1、在給定平面內(nèi)的直線度 1公差帶定義 在給定平面內(nèi)的直線度的公差帶是以間隔為公差值t 的兩平行直線之間的區(qū)域。 2誤差值的

7、評定方法 在給定平面內(nèi)的直線度誤差值主要有兩種評定方法。 最小包容區(qū)域法 兩端點(diǎn)連線法.2、在給定方向上的直線度 在給定方向上的直線度分為兩種方式：一是給定一個(gè)方向的直線度，另外是給定兩個(gè)方向的直線度。 1公差帶定義 當(dāng)給定一個(gè)方向時(shí)，公差帶是以間隔為公差值 t 的兩平行平面之間的區(qū)域。. 當(dāng)給定兩個(gè)方向相互垂直的時(shí)，公差帶是正截面尺寸為公差值 t 1 t2的四棱柱內(nèi)的區(qū)域。2誤差值的評定方法 在給定方向上的直線度的誤差值，是以與給定方向相垂直的兩平行平面構(gòu)成的最小包容區(qū)域?qū)挾葋肀硎镜摹?3、在恣意方向的直線度1公差帶定義 在恣意方向的直線度公差帶是直徑為公差值 t 的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。 留意：

8、恣意方向的公差帶在公差框格中的公差值前面要加 。 2誤差值的評定方法 按最小包容區(qū)域法評定恣意方向的直線度誤差值時(shí)，其最小包容區(qū)域的直徑f 即為恣意方向的直線度誤差值。.二、平面度 1公差帶定義 公差帶是間隔為公差值 t 的兩平行平面之間的區(qū)域。 平面度是一項(xiàng)綜合的形狀公差工程，它既可以限制平面度誤差，又可以限制被測實(shí)踐平面上任一方向的直線度誤差。2誤差值的評定方法 除按最小包容區(qū)域法評定外，還有些近似的方法：.最小包容區(qū)域法 三角形準(zhǔn)那么 交叉準(zhǔn)那么 直線準(zhǔn)那么 對角線法 基準(zhǔn)平面經(jīng)過被測實(shí)踐面的一條對角線，且平行另一條對角線，實(shí)踐面上距該基準(zhǔn)平面的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之代數(shù)差為平面度誤差。三點(diǎn)法

9、 基準(zhǔn)平面經(jīng)過被測實(shí)踐面上最遠(yuǎn)且不在一條直線上的三點(diǎn)通常為三個(gè)高點(diǎn)，實(shí)踐面上距此基準(zhǔn)平面的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之代數(shù)差為平面度誤差。.三、圓度1公差帶定義 公差帶是同一正截面上半徑差為公差值 t 的兩同心圓之間的區(qū)域。 .2誤差值的評定方法 圓度誤差值可以在圓度儀上丈量。有轉(zhuǎn)軸式和轉(zhuǎn)臺(tái)式。 掃描出被測實(shí)踐輪廓。也可以用簡易的圓度儀得到被測實(shí)踐輪廓。 根據(jù)被測實(shí)踐輪廓的記錄圖來評定圓度誤差方法有：轉(zhuǎn)臺(tái)式簡易的圓度儀.最小包容區(qū)域法： 包容被測實(shí)踐輪廓、且半徑差為最小的兩同心圓之間的區(qū)域，此兩同心圓的半徑差即為圓度誤差值。 最小包容區(qū)域的判別準(zhǔn)那么：由兩同心圓包容被測實(shí)際輪廓時(shí)，至少有4個(gè)實(shí)測點(diǎn)內(nèi)外相間

10、位置于兩個(gè)包容圓的圓周上。.最小外接圓法 作包容實(shí)踐輪廓、且直徑為最小的外接圓，再以該圓的圓心為圓心作實(shí)踐輪廓的內(nèi)切圓，兩圓的半徑差即為圓度誤差值。 最大內(nèi)接圓法 作包容實(shí)踐輪廓最大內(nèi)切圓、再以該圓的圓心為圓心作實(shí)踐輪廓的外接圓，兩圓的半徑差即為圓度誤差值。 .最小二乘法 從最小二乘圓圓心作包容實(shí)踐輪廓的內(nèi)、外包容圓，兩圓的半徑差即為圓度誤差值。 最小二乘圓是從實(shí)踐輪廓上各點(diǎn)到該圓的間隔平方和為最小。.四、圓柱度1公差帶定義 圓柱度公差帶是半徑差為公差值 t 的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。 圓度公差是控制圓柱形、圓錐形等回轉(zhuǎn)體截面的外形誤差；圓柱度公差那么是控制圓柱面整個(gè)外表的外形誤差，對圓柱面縱

11、橫截面各種輪廓誤差進(jìn)展綜合控制。.2圓柱度誤差值 近似法評定圓柱度的誤差值，就是將測得的實(shí)踐輪廓投影與測得軸線相垂直的平面上，然后按評定圓度誤差的方法去評定。 我們知道，實(shí)際上最小區(qū)域是半徑差為最小的兩同軸圓柱面包容被測實(shí)踐輪廓所構(gòu)成的區(qū)域，其徑向?qū)挾燃礊閳A柱度誤差值，但實(shí)踐上最小區(qū)域的檢測與認(rèn)定是很困難的。 圓柱度誤差由三個(gè)部分組成：圓度誤差、直線度誤差和相對素線的平行度誤差。 所以用前面的近似法評定圓柱度的誤差值采用投影以后略有增大。.五、線輪廓度： 用于限制平面曲線或曲面截面輪廓的外形誤差。 1公差帶定義 線輪廓度公差帶是包絡(luò)一系列直徑為公差值 t 的同心圓的兩包絡(luò)線之間的區(qū)域，諸圓的圓

12、心位于具有實(shí)際正確幾何外形的曲線上。 而該輪廓理想外形由圖中標(biāo)注的實(shí)際正確尺寸確定。. 所謂“實(shí)際正確尺寸是用以確定被測要素的理想外形、方向、位置的尺寸。它僅表達(dá)設(shè)計(jì)時(shí)對被測要素的理想要求，故該尺寸不附帶公差，而要素的外形、方向、位置那么由給定的形位公差來控制。 實(shí)踐丈量時(shí)，實(shí)際正確尺寸是用計(jì)量器具的尺寸來表達(dá)。. 以下圖分別是無基準(zhǔn)要求和有基準(zhǔn)要求的線輪廓度公差。圖中框格中標(biāo)注的0.04的意思是：在平行于圖樣所示投影面的任一正截面上，被測輪廓線必需位于包絡(luò)一系列直徑為公差值 0.04 mm且圓心位于具有實(shí)際正確幾何外形曲線上的兩包絡(luò)線之間。.無基準(zhǔn)要求線輪廓度：無基準(zhǔn)要求的理想輪廓線用尺寸并且加注公差來控制，這時(shí)理想輪廓線的位置是不定的，可在尺寸220.1內(nèi)浮動(dòng)。.有基準(zhǔn)要求線輪廓度. 有基準(zhǔn)要求的理想輪廓線用實(shí)際正確尺寸加注基準(zhǔn)來控制，這時(shí)理想輪廓線的理想位置是獨(dú)一的，不能挪動(dòng)，而且這時(shí)線輪廓度公差帶既控制實(shí)踐輪廓線的外形，又控制其位置