公差1_第三章-形狀公差和位置公差課件

1、第三章形狀公差和位置公差第一節(jié)基本概念第二節(jié)形位誤差和形位公差第三節(jié)形位公差的標(biāo)注第四節(jié)形位誤差的檢測第一節(jié)基本概念一、形位公差標(biāo)準(zhǔn)二、形位公差的特征項目及其符號在GB/T11821996中規(guī)定了形位公差的特征項目及其符號，見表31。第一節(jié)基本概念表3-1形位公差的特征項目及其符號第一節(jié)基本概念表3-1形位公差的特征項目及其符號三、形位公差的代號標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在技術(shù)圖樣中，形位公差采用形位公差代號標(biāo)注。第一節(jié)基本概念圖3-1形位公差代號第一節(jié)基本概念圖3-2指引線標(biāo)注示例四、形位公差的基準(zhǔn)符號第一節(jié)基本概念圖3-3基準(zhǔn)符號五、零件的幾何要素第一節(jié)基本概念盡管零件形狀特征不同，但均可將其分解成若干個

2、基本幾何體。1.按存在的狀態(tài)分類(1)理想要素具有幾何學(xué)意義的要素。圖3-4零件的幾何要素第一節(jié)基本概念(2)實際要素零件上實際存在的要素。2.按在形位公差中所處的地位分類(1)被測要素給出了形狀或(和)位置公差的要素，即需要研究和測量的要素。圖3-5一臺階軸的形位公差第一節(jié)基本概念1)單一要素僅對其本身給出形狀公差要求的要素。2)關(guān)聯(lián)要素與其他要素有功能關(guān)系的要素。(2)基準(zhǔn)要素用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素。3.按幾何特征分類(1)輪廓要素構(gòu)成零件輪廓的點、線或面，圖3-4中的球面、圓錐面、圓柱面和棱錐面都是輪廓要素。(2)中心要素對稱要素的中心點、線、面或回轉(zhuǎn)表面的軸線。第二節(jié)

3、形位誤差和形位公差一、形狀誤差和形狀公差1.形狀誤差單一實際要素對其理想要素的變動量。圖3-6最小條件第二節(jié)形位誤差和形位公差2.形狀公差單一實際要素的形狀所允許的變動全量。二、位置誤差和位置公差1.位置誤差關(guān)聯(lián)實際要素對其理想要素的變動量。2.位置公差關(guān)聯(lián)實際要素的位置對基準(zhǔn)所允許的變動全量。三、形位公差帶1.形位公差帶的含義用以限制實際要素變動的區(qū)域。2.形位公差帶的組成形位公差帶由形狀、大小、方向和位置四個部分組成。第二節(jié)形位誤差和形位公差(1)形位公差帶的形狀根據(jù)構(gòu)成零件幾何要素的特征，形位公差帶的主要形狀有9種，見表3-2。表3-2形位公差帶形狀及其應(yīng)用范圍第二節(jié)形位誤差和形位公差表

4、3-2形位公差帶形狀及其應(yīng)用范圍第二節(jié)形位誤差和形位公差表3-2形位公差帶形狀及其應(yīng)用范圍第二節(jié)形位誤差和形位公差(2)形位公差帶的大小給定的公差值的大小，主要用以體現(xiàn)形位精度要求的高低，通常指形位公差帶的寬度或直徑。(3)形位公差帶的方向組成公差帶的幾何要素的延伸方向，可分為理論方向和實際方向兩種情況。圖3-7形狀公差帶方向a)理論方向b)實際方向第二節(jié)形位誤差和形位公差(4)形位公差帶的位置形位公差帶的位置分浮動和固定兩種。圖3-8位置公差帶方向a)理論方向b)實際方向第二節(jié)形位誤差和形位公差圖3-9形位公差帶位置浮動狀態(tài)第二節(jié)形位誤差和形位公差圖3-10形位公差帶位置固定狀態(tài)第三節(jié)形位公

5、差的標(biāo)注一、形位公差標(biāo)注的基本規(guī)定1.被測要素的標(biāo)注1)當(dāng)被測要素為輪廓要素時，將箭頭置于要素的可見輪廓線或輪廓線的延長線上，但必須與尺寸線明顯地錯開，如圖3-11所示。圖3-11被測要素為輪廓要素的標(biāo)注2)當(dāng)被測要素為中心要素時，第三節(jié)形位公差的標(biāo)注則指引線的箭頭應(yīng)與該要素的尺寸線對齊，如圖3-12所示。圖3-12被測要素為中心要素的標(biāo)注3)當(dāng)被測要素為視圖上局部表面時，箭頭可置于帶點的參考線上，該點指在實際表面上，如圖3-13所示。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-13被測要素為視圖上局部表面的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注4)當(dāng)幾個被測要素有相同形位公差要求時，可從框格引出的指引線上繪制出多個指示箭頭

6、，分別指向各被測要素，如圖3-14a、b、c所示，圖3-14c也可如圖3-14d所示，用符號進(jìn)行標(biāo)注。當(dāng)用同一公差帶控制幾個被測要素時，應(yīng)在框格上注明“共面”或“共線”，如圖314e、f所示。5)當(dāng)同一被測要素有多項形位公差要求且測量方向相同時，可將一個公差框格放在另一個框格的下方，用同一指引線指向被測要素，如圖3-15a所示。2.基準(zhǔn)要素的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注1)當(dāng)基準(zhǔn)要素是輪廓要素時，基準(zhǔn)符號的短橫線靠近基準(zhǔn)要素的輪廓線或其延長線，且與輪廓的尺寸線明顯錯開，如圖3-16所示。2)當(dāng)基準(zhǔn)要素為中心要素時，基準(zhǔn)符號中的短橫線與尺寸線對齊，如圖3-17a所示。3)當(dāng)基準(zhǔn)要素為視圖上局部表面時

7、，基準(zhǔn)符號可置于用圓點指向?qū)嶋H表面的投影的參考線上，如圖3-18所示。圖3-14不同被測要素有相同形位公差的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-15當(dāng)同一被測要素有多項形位公差要求的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-16基準(zhǔn)要素為輪廓要素的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-17基準(zhǔn)要素為中心要素的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注4)任選基準(zhǔn)的標(biāo)注：對于結(jié)構(gòu)上無法區(qū)分的兩個相同要素的位置公差，常常標(biāo)注任選基準(zhǔn)。5)基準(zhǔn)要素為公共基準(zhǔn)時的標(biāo)注：由兩個要素組成的公共基準(zhǔn)如圖3-20所示。圖3-19任選基準(zhǔn)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-20以兩圓柱的公共第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-20以兩圓柱的公共軸線為基準(zhǔn)的標(biāo)注第三節(jié)形位公差

8、的標(biāo)注圖3-21以中心孔的公共軸線為基準(zhǔn)的標(biāo)注3.公差數(shù)值及有關(guān)符號的標(biāo)注1)如果只要求要素某一部分的公差值，則用粗點劃線表示其范圍，并加注尺寸，如圖3-22所示。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-22限定被測要素或基準(zhǔn)要素的范圍第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-23被測要素為任一部分的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注2)如果給出被測要素任一部分的公差值時，其標(biāo)注方法如圖3-23所示。3)如不僅給出任一部分的公差值，還需給出整個部分的公差值時，其標(biāo)注方法如圖所示。4)如果要求在公差帶內(nèi)進(jìn)一步限定要素的形狀，則在公差值之后加注相應(yīng)符號，如圖3-25所示。圖3-24被測要素為任一部分和整個部分的標(biāo)注第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖

9、3-25用符號表示附加要求第三節(jié)形位公差的標(biāo)注5)全周(輪廓)符號的標(biāo)注：對適用于視圖所示的所有輪廓線或輪廓面的形位公差要求，可在公差框格指引線的彎折處畫一個細(xì)實線小圓圈，如圖3-26所示。圖3-26全周符號的標(biāo)注6)理論正確尺寸的標(biāo)注如圖3-27所示，在尺寸數(shù)字之外加細(xì)線方框。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-27理論正確尺寸的標(biāo)注4.被測要素有附加要求的標(biāo)注1)對被測要素進(jìn)行數(shù)量說明時，附加要求應(yīng)寫在公差框格的上方，如圖3-28所示。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-28附加要求是數(shù)量說明的標(biāo)注2)對被測要素進(jìn)行解釋性說明時，附加要求應(yīng)寫在公差框格的下方，如圖3-29所示。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注圖3-29附

10、加要求是解釋性說明的標(biāo)注二、形位公差的標(biāo)注示例各項形位公差標(biāo)注示例見表33表37。第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-3形狀公差和輪廓度公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-3形狀公差和輪廓度公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-3形狀公差和輪廓度公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-3形狀公差和輪廓度公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-3形狀公差和輪廓度公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：

11、mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-4定向公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-5定位公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-5定位公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-5定位公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-6圓跳動公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-6圓跳動公差標(biāo)注示例(單位：mm)第三節(jié)形位公差的標(biāo)注表3-7全跳動公差標(biāo)注示例(單位：mm)第四節(jié)形位誤差的檢測一、形位誤差的檢測原則形位誤差可以運用多種檢測

12、方法進(jìn)行檢測。1.與理想要素比較原則與理想要素比較原則是指測量時將被測實際要素與相應(yīng)的理想要素作比較，在比較過程中獲得數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)處理后，得到形位誤差值。圖3-30用刀口形直尺測量直線度誤差第四節(jié)形位誤差的檢測2.測量坐標(biāo)值原則測量坐標(biāo)值原則是通過測量被測要素的坐標(biāo)值(如直角坐標(biāo)值、極坐標(biāo)值、圓柱面坐標(biāo)值)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理而獲得形位誤差值。3.測量特征參數(shù)原則測量特征參數(shù)原則是指測量實際被測要素上具有代表性的參數(shù)，用它來表示形位誤差值。4.測量跳動原則跳動是按特定的測量方法來定義的位置誤差項目。5.理想邊界控制原則理想邊界控制原則是指通過檢驗被測實際要素是否超出最大實體實效邊界(詳見第四章第

13、一節(jié))，以判斷零件合格與否的原則。第四節(jié)形位誤差的檢測二、形位誤差的檢測1.形狀誤差的檢測按最小條件要求，用最小包容區(qū)域來評定形狀誤差具有惟一性和準(zhǔn)確性。下面介紹直線度誤差和平面度誤差的檢測方法。(1)直線度誤差的檢測1)用刀口形直尺檢測對較短的被測直線，可用刀口形直尺、平尺、平晶、精密短導(dǎo)軌等測量；對較長的被測直線，可用光軸、拉緊的優(yōu)質(zhì)鋼絲等測量。如圖330所示，用刀口形直尺檢測工件時，將刀口形直尺的刃口放在被測工件表面上。第四節(jié)形位誤差的檢測2)用水平儀檢測 最小包容區(qū)域法如圖3-31所示，由兩條平行直線包容實際被測線s時，s上至少有高低相間三個極點(高低高或低高低)分別與這兩條直線接觸，

14、這兩條平行直線之間的區(qū)域為最小包容區(qū)域，該區(qū)域的寬度即為直線度誤差。圖3-31最小包容區(qū)域法評定直線度誤差第四節(jié)形位誤差的檢測 兩端點連線法如圖3-32所示，以實際被測直線兩端點B和E的連線作為評定基準(zhǔn)，取各測點相對于它的最大、最小偏差值之差作為直線度誤差值。測點在兩端點連線上方時偏差值為正，在下方時為負(fù)，即f=hmax-hmin 最小二乘法如圖3-33所示，由各點坐標(biāo)值求最小二乘中線，測量直線上相對于最小二乘中線(見第五章第二節(jié))的最大、最小偏差之差，即為直線度誤差。測點在最小二乘中線上方時，偏差值為正，反之為負(fù)，即f=hmax-hmin第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-32兩端點連線法評定直線度誤

15、差第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-33最小二乘法評定直線度誤差例1為用分度值是0.02mm/m的水平儀測量導(dǎo)軌在給定平第四節(jié)形位誤差的檢測面內(nèi)的直線度誤差，導(dǎo)軌的長度為1000mm，使用的橋板跨距為200mm，測得5個測點的讀數(shù)(單位為格)依次為：-2，+4，+2，-7.5，+4.5。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分別按最小包容區(qū)域法和兩端點連線法，求解直線度誤差值。解a.算出各測點讀數(shù)的累積值(表3-8)表3-8各測點讀數(shù)的累積值第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-34誤差曲線圖(2)平面度誤差的檢測第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-35用平面平晶測量平面度誤差第四節(jié)形位誤差的檢測1)平面平晶法此種方法多用于測量高精度的小平面工件

16、。f=a/b/22)打表法此種方法是用帶有指示表的測量裝置，測出被測平面相對模擬理想平面的精密導(dǎo)軌或平板的偏差量來評定平面度誤差的方法。圖3-36測微表法第四節(jié)形位誤差的檢測3)斑點法此種方法是用一個標(biāo)準(zhǔn)平板檢查零件平面度的方法。4)用水平儀(包括測微表)用水平儀測量平面度誤差的方法，一般用最小包容區(qū)域法來評定。圖3-37平面度誤差評定的最小包容區(qū)域第四節(jié)形位誤差的檢測 三角形準(zhǔn)則一個最低點在上包容面上的投影位于三個最高點所形成的三角形內(nèi)；或一個最高點在下包容面上的投影位于三個最低點所形成的三角形內(nèi)，如圖3-37a所示。滿足上述條件，該兩平行平面就構(gòu)成最小包容區(qū)域，其寬度f即為該實際被測表面的

17、平面度誤差。 交叉準(zhǔn)則兩個最高點連線與兩個最低點的連線在包容面上的投影相交，如圖3-37b所示。滿足上述條件，該兩平行平面構(gòu)成最小包容區(qū)域，其寬度f即為該實際被測表面的平面度誤差。第四節(jié)形位誤差的檢測 直線準(zhǔn)則兩平行包容平面與實際被測表面接觸高低相間的三點，且它們在包容平面上的投影位于同一條直線上，如圖3-37c所示。滿足上述條件，則該兩平行平面構(gòu)成最小包容區(qū)域，其寬度f即為該實際被測表面的平面度誤差。例2被測零件表面等距布置九個測點。各測點相對于同一測量基準(zhǔn)的測得數(shù)據(jù)如圖所示(單位為m)，按旋轉(zhuǎn)法求解平面度誤差。第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-38旋轉(zhuǎn)法三角形準(zhǔn)則解由原始數(shù)據(jù)可看出被測表面中間最高

18、，應(yīng)設(shè)法找到3個最低等值以實現(xiàn)三角形準(zhǔn)則。首先，以(c1 a3)為轉(zhuǎn)軸，使b1(-30)與c2(-40)兩點等高。第四節(jié)形位誤差的檢測例3被測零件表面等距布置九個測點。各測點相對于同一測量基準(zhǔn)的測得數(shù)據(jù)如圖所示(單位為m)，按旋轉(zhuǎn)法求解平面度誤差。解第一次旋轉(zhuǎn)以-(c1 c3)為轉(zhuǎn)軸，使c1(-10)與a3(-4)兩點等高。旋轉(zhuǎn)量=-10m-(-4m)/2=-3m圖3-39旋轉(zhuǎn)法交叉準(zhǔn)則第四節(jié)形位誤差的檢測2.位置誤差的檢測(1)徑向圓跳動誤差的檢測如圖3-40所示，測量時，基準(zhǔn)軸線以V形架(套筒或兩頂尖)模擬，工件放在V形架上且軸向定位。圖3-40用V形架測量徑向圓跳動誤差第四節(jié)形位誤差的檢測(2)端面圓跳動誤差的檢測如圖3-41所示，測量時工件支撐在V形架上，并經(jīng)軸向定位。不能用檢測端面圓跳動的方法來代替垂直度誤差的檢測，因為端面圓跳動反映被測端面在某一直徑圓周上的形狀、位置誤差，垂直度則反映整個被測端面的形狀和位置誤差。圖3-41用V形架測量端面圓跳動誤差第四節(jié)形位誤差的檢測圖3-42端面圓跳動誤差為零而垂直度