幾何精度設(shè)計(jì)和檢測(cè)

1、關(guān)于幾何精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)第一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月1第4章 幾何精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) 4.1 概 述 幾何公差是控制幾何誤差的：t幾何f幾何 。 幾何誤差是指零件加工后的實(shí)際形狀、方向和相互位置與理想形狀、方向和相互位置的差異。在形狀上的差異稱形狀誤差，在方向上的差異稱方向誤差，在相互位置上的差異稱位置誤差。圖4.1 零件的形狀、方向誤差 如圖4.1 所示，加工后的零件存在形狀誤差和方向誤差。第二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月24.1.1 幾何誤差的產(chǎn)生及其影響 1. 幾何誤差的產(chǎn)生（1）由于零件在加工中，機(jī)床、夾具和刀具等 工藝系統(tǒng)本身有誤差; （2）加工過程中有受力變形

2、、振動(dòng)和磨損等因 素產(chǎn)生誤差。 2. f幾何對(duì)零件使用性能的影響 (1) f幾何 影響零件的功能要求 例如機(jī)床導(dǎo)軌直線度、平面度有誤差，將影響機(jī)床刀架的運(yùn)動(dòng)精度。第三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月3(2) f幾何 影響零件的配合性質(zhì) 例如軸承蓋上各螺釘孔的位置不正確，在用螺栓固定時(shí)，就會(huì)影響自由裝配。(3) f幾何 影響零件的自由裝配 例如孔、軸結(jié)合的間隙配合，孔軸表面有形狀誤差，將會(huì)使間隙分布不均，運(yùn)動(dòng)時(shí)磨損加快，影響壽命和精度。 總之，零件幾何誤差對(duì)其工作性能的影響很大，它是衡量機(jī)器、儀器產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。第四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月4圖4.2 零件的幾何要素4

3、.1.2 幾何誤差的研究對(duì)象幾何要素 構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面稱為幾何要素。如圖4.2 所示的零件就是由多種幾何要素組成的。第五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月5幾何要素分類：1. 按結(jié)構(gòu)特征分（1）組成要素（輪廓要素）組成要素是指零件的表面或表面上的線。 例如圖4.2中的球面、圓柱面、圓錐面、端平面和圓柱面、圓錐面的素線。圖4.2 零件的幾何要素第六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月6組成要素中按存在的狀態(tài)又可分為：（a） 公稱組成要素是指由技術(shù)制圖或其他方法 確定的理論正確組成要素。如圖4.3（a)所示。（b） 實(shí)際（組成）要素是指由接近實(shí)際（組成） 要素所限定的工件實(shí)際

4、表面的組成要素部分。 如圖4.3（b)所示。圖4.3 幾何要素定義之間的相互關(guān)系第七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月7 在評(píng)定幾何誤差時(shí)，通常以提取組成要素代替實(shí)際（組成）要素。 提取組成要素是指按規(guī)定的方法由實(shí)際（組成）要素提取有限數(shù)目的點(diǎn)所形成的實(shí)際要素的近似替代。如圖4.3（c）中的提取組成要素。圖4.3 幾何要素定義之間的相互關(guān)系第八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月8（2） 導(dǎo)出要素（中心要素） 導(dǎo)出要素是指由一個(gè)或幾個(gè)組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線或中心面。圖4.2 零件的幾何要素 如圖4.2中球心是由組成要素球面得到的導(dǎo)出要素（中心點(diǎn)）、軸線是由組成要素圓柱面和圓錐面

5、得到的導(dǎo)出要素（中心線）。第九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月9 （b） 提取導(dǎo)出要素是指由一個(gè)或幾個(gè)提取組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線或中心面。如圖4.3（c)所示。導(dǎo)出要素中按存在狀態(tài)又可分為： （a） 公稱導(dǎo)出要素是指由一個(gè)或幾個(gè)公稱組成要素導(dǎo)出的中心點(diǎn)、軸線或中心面。如圖4.3（a) 所示。圖4.3 幾何要素定義之間的相互關(guān)系第十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月102. 按檢測(cè)關(guān)系分 圖樣給出了幾何公差要求的要素。(1) 被測(cè)要素：如圖4.1中所示。圖4.1（a）被測(cè)要素按其功能要求又可分為：(a) 單一要素是指對(duì)要素 本身提出形狀公差要求 的被測(cè)要素。 如圖4.1（a）

6、中的。(b) 關(guān)聯(lián)要素是指相對(duì)基準(zhǔn)要素有方向或（和）位 置功能要求而給出方向或位置公差要求的被測(cè)要素。 如圖4.1(a)中 d1的軸線。第十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月11（2）基準(zhǔn)要素：是指圖樣上規(guī)定用來確定被測(cè)要素的方向或位置的要素。 如圖4.1（a）中d2的左端面 。 基準(zhǔn)理想的基 準(zhǔn)要素。圖4.1（a）圖4.1（a）基準(zhǔn)要素 應(yīng)當(dāng)指出，基準(zhǔn)要素本身按其功能要求可以是單一要素或關(guān)聯(lián)要素。第十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月124.1.3 幾何公差的幾何特征、符號(hào)和附加符號(hào) 1. 幾何公差的類型、幾何特征及其符號(hào)如表4.1所示。第十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于202

7、2年6月13 由表4.1可見幾何公差分為形狀公差(6項(xiàng))、方向公差（5項(xiàng)）、位置公差（6項(xiàng)）和跳動(dòng)公差（2項(xiàng)）共四類（19項(xiàng)）。 其中形狀公差是對(duì)單一要素提出的幾何特征，因此，無基準(zhǔn)要求。 方向公差、位置公差和跳動(dòng)公差是對(duì)關(guān)聯(lián)要素提出的幾何特征，因此，在大多數(shù)情況下都有基準(zhǔn)要求。第十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月142. 幾何公差的附加符號(hào) 如表4.2所示第十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月154.2 幾何公差的標(biāo)注及其公差帶 4.2.1 幾何公差的標(biāo)注 若無法用符號(hào)標(biāo)注，或用符號(hào)標(biāo)注很繁瑣時(shí)，可在技術(shù)要求中用文字說明或列表注明。 在技術(shù)圖樣中一般都應(yīng)用符號(hào)標(biāo)注。 進(jìn)行幾

8、何公差標(biāo)注時(shí)，應(yīng)繪制公差框格，注明幾何公差數(shù)值，并使用表4.1和表4.2中的有關(guān)符號(hào)。1. 公差框格 用公差框格標(biāo)注時(shí)，公差要求標(biāo)注在劃分成兩格或多格的矩形框格內(nèi)。框格中的內(nèi)容從左至右順序填寫，如圖4.4所示。第十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月16圖4.4 公 差 框 格(1) 幾何特征符號(hào)(2) 公差值以線性尺寸單位表示的量值。 如果公差帶形狀為圓形或圓柱形，公差值前應(yīng)加注符號(hào)“”,如圖4.4（d)所示； 如果公差帶形狀為球形，公差值前應(yīng)加注符號(hào)“S”如圖4.4（e)所示。第十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月17（3）基準(zhǔn)用一個(gè)字母表示單一基準(zhǔn)，如圖4.4（b）所示。用

9、兩個(gè)或三個(gè)字母表示基準(zhǔn)體系，如圖4.4（c）、（d）所示。用兩個(gè)字母中間用連字號(hào)“一”隔開，表示公共基準(zhǔn)，如圖4.4（f）所示。圖4.4圖4.4圖4.4圖4.4第十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月18（4） 幾何公差補(bǔ)充要求的注寫位置 當(dāng)某項(xiàng)幾何公差用于幾個(gè)相同要素時(shí)，應(yīng)在公差框格的上方被測(cè)要素的尺寸之前注明要素的個(gè)數(shù)，并在兩者之間加上符號(hào)“”。如圖4.4（g）所示。 如果需要限制被測(cè)要素在公差帶內(nèi)的形狀，應(yīng)在公差框格的下方注明。如圖4.4（h）所示為被測(cè)要素的平面度誤差不允許凸起。 如果需要就某個(gè)要素給出幾種幾何特征的公差，可將一個(gè)公差框格放在另一個(gè)的下面。如圖4.4（i）所示。圖

10、4.4 圖4.4 圖4.4 第十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月19 例如若同一要素有直線度要求，又有該要素對(duì)下表面的平行度要求時(shí)的標(biāo)注示例。標(biāo)注方法（重疊）BB第二十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月202.被測(cè)要素的標(biāo)注方法 用帶箭頭的指引線從框格的任意一側(cè)引出，并且必需垂直該框格，它的箭頭與被測(cè)要素相連。指引線引向被測(cè)要素時(shí)，可以彎折，一般只彎折一次。（1）被測(cè)要素為組成要素時(shí)指引線尺寸線 當(dāng)幾何公差涉及輪廓線或輪廓面時(shí)，箭頭指向該要素的輪廓線或其延長(zhǎng)線（箭頭必須與尺寸線明顯錯(cuò)開）。 如圖4.5 （a）、（b）所示。圖4.5 (a)圖4.5 (b)第二十一張，PPT共四十

11、頁，創(chuàng)作于2022年6月21 箭頭也可指向引出線的水平線，引出線引自被測(cè)面，如圖4.5（c）所示。圖4.5（c）被測(cè)表面（2）被測(cè)要素為導(dǎo)出要素的標(biāo)注 當(dāng)幾何公差涉及要素的中心線、中心面或中心點(diǎn)時(shí)，箭頭應(yīng)位于相應(yīng)尺寸線的延長(zhǎng)線上，如圖4.6所示。如圖4.6（a）如圖4.6（b）如圖4.6（c）第二十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月22 需要指明被測(cè)要素的形式（是線而不是面）時(shí)，應(yīng)在公差框格附近用符號(hào)“LE”注明，如圖4.7所示被測(cè)要素為線素。(3) 被測(cè)要素為線素的標(biāo)注如圖4.7 被測(cè)要素為線素第二十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月233. 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注方法 在技術(shù)圖樣中

12、，相對(duì)于被測(cè)要素的基準(zhǔn)采用基準(zhǔn)符號(hào)標(biāo)注。 基準(zhǔn)符號(hào)由一個(gè)標(biāo)注在基準(zhǔn)方框內(nèi)的大寫字母，用細(xì)實(shí)線與一個(gè)涂黑（或空白）的三角形相連而組成，如圖4.8所示。 在技術(shù)圖樣中，無論基準(zhǔn)要素的方向如何，基準(zhǔn)方格中的字母都應(yīng)水平書寫，如圖4.8中（c）、（d）所示。表示基準(zhǔn)的字母也要標(biāo)注在相應(yīng)被測(cè)要素的公差框格內(nèi)。圖 4.8 基準(zhǔn)符號(hào)第二十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月24該表面為基準(zhǔn)表面(1) 基準(zhǔn)要素為組成要素的標(biāo)注 當(dāng)基準(zhǔn)要素是輪廓線或輪廓面時(shí)，基準(zhǔn)三角形放置在要素的輪廓線或其延長(zhǎng)線上（與尺寸線明顯錯(cuò)開）如圖4.9（a）所示。圖4.9 （a）圖4.9 （b） 基準(zhǔn)三角形也可放置在該輪廓面引出

13、線的水平線上，如圖4.9（b）所示。第二十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月25(2) 基準(zhǔn)要素為導(dǎo)出要素的標(biāo)注 當(dāng)基準(zhǔn)要素是尺寸要素確定的軸線、中心平面或中心點(diǎn)時(shí)，基準(zhǔn)三角形放置在該尺寸線的延長(zhǎng)線上，如圖4.10所示。圖 4.10 （a）圖 4.10 （b）圖 4.10 （c） 如果沒有足夠的位置標(biāo)注基準(zhǔn)要素尺寸的兩個(gè)尺寸箭頭，則其中一個(gè)箭頭可用基準(zhǔn)三角形代替如圖4.10（c）。軸線中心平面第二十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月26(3) 基準(zhǔn)種類 根據(jù)需要，關(guān)聯(lián)要素的方向或位置由基準(zhǔn)或基準(zhǔn)體系來確定?；鶞?zhǔn)分為單一基準(zhǔn)、公共基準(zhǔn)（組合基準(zhǔn)）和三基面體系三類。 單一基準(zhǔn)是由單

14、個(gè)要素建立的基準(zhǔn)，用一個(gè)大寫字母表示，如圖4.11（a）所示。圖4.11（a）圖4.11（b）圖4.11（c） 公共基準(zhǔn)是由兩個(gè)要素建立的一個(gè)組合基準(zhǔn)，用中間加連字符“”的兩個(gè)大寫字母表示，如圖4.11（b）所示。 多基準(zhǔn)是由兩個(gè)或三個(gè)基準(zhǔn)建立的基準(zhǔn)體系，表示基準(zhǔn)的大寫字母按基準(zhǔn)的優(yōu)先順序自左至右填寫在公差框格內(nèi)，如圖4.11（c）所示。第二十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月274. 附加規(guī)定的標(biāo)注方法（1）全周符號(hào)的標(biāo)注 如果輪廓度特征適用橫截面的整周輪廓或由該輪廓所示的整周表面時(shí)，應(yīng)采用全周符號(hào)表示，如圖4.12（a）、（c）所示。圖4.12 （a）圖4.12 （b）圖4.12

15、（c）圖4.12 （d）第二十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月28圖4.12 （a）圖4.12 （b）圖4.12 （c）圖4.12 （d） 全周符號(hào)并不包括整個(gè)工件的所有表面，只包括由輪廓和公差標(biāo)注所表示的各個(gè)表面，如圖4.12（b）、（d）所示。橫截面內(nèi)整周輪廓線不包括表面a和b的所有表面第二十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月29（2）螺紋、齒輪和花鍵軸線的標(biāo)注 否則應(yīng)加說明，例如用“MD”表示大徑，用“LD”表示小徑，如圖4.13所示。以螺紋軸線為被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素時(shí)，默認(rèn)為螺紋中徑。 圖4.13 （a）大徑軸線的標(biāo)注圖4.13 （b）小徑軸線的標(biāo)注 以齒輪、花鍵軸線為

16、被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素時(shí)，需說明所指的要素，例如用“PD”表示節(jié)徑，用“MD”表示大徑，用“LD”表示小徑。第三十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月30（3）限定性規(guī)定的標(biāo)注 如果需要對(duì)整個(gè)被測(cè)要素上任意范圍標(biāo)注同樣幾何特征的公差時(shí)，可在公差值的后面加注限定范圍的線性尺寸值，并在兩者之間用斜線隔開，如圖4.14（a）所示。圖4.14 （a） 如果標(biāo)注的是兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上同樣幾何特征的公差，可直接在整個(gè)要素公差框格的下方放置另一個(gè)公差框格，如圖4.14（b）所示。圖4.14（b)第三十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月31 如果給出的公差僅適用于要素的某一指定局部，應(yīng)采用粗點(diǎn)畫線示出該局

17、部的范圍，并加注尺寸，如圖4.15（a）、（b）所示。 如果只以要素的某一指定局部作基準(zhǔn)，應(yīng)采用粗點(diǎn)畫線示出該局部的范圍，并加注尺寸，如圖4.15（c）所示。圖4.15 （a）圖4.15 （b）圖4.15 （c）第三十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月32（4）理論正確尺寸（理論正確角度）的標(biāo)注 當(dāng)給出一個(gè)或一組要素的位置、方向或輪廓度公差時(shí)，分別用來確定其理論正確位置、方向或輪廓的尺寸（TED），理論正確尺寸沒有公差，并標(biāo)注在一個(gè)方框中，如圖4.16所示。圖4.16（a）理論正確尺寸的標(biāo)注圖4.16 理論正確角度的標(biāo)注實(shí)際要素的位置、方向或輪廓由其框格中的公差限制。第三十三張，PPT

18、共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月33（5）延伸公差帶 延伸公差帶是指將被測(cè)要素的公差帶延伸到工件實(shí)體之外，以保證相配件與該零件配合時(shí)能順利裝入。 延伸公差帶用規(guī)范的附加符號(hào) 表示，并注出其延伸的范圍，如圖4.17所示。P圖 4.17 延伸公差帶的標(biāo)注第三十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月34（6）簡(jiǎn)化標(biāo)注 用一個(gè)公共公差框格可以表示若干個(gè)分離要素給出的單一公差帶，標(biāo)注時(shí)，應(yīng)在公差框格內(nèi)公差值后加注公共公差帶符號(hào)“CZ”, 如圖4.19所示。 圖 4.19 公共公差帶的標(biāo)注 用一個(gè)公差框格可以表示具有相同幾何特征和公差值的若干個(gè)分離要素，如圖4.18所示。第三十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月35（8）最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求的標(biāo)注（7）自由狀態(tài)的標(biāo)注 對(duì)于非剛性零件的自由狀態(tài)下的公差要求，應(yīng)采用規(guī)范的附加符號(hào) 。 此符號(hào)標(biāo)注在相應(yīng)公差