極限配合第四章課件

1、第四章形狀和位置公差及檢測(cè)第一節(jié)形位公差的項(xiàng)目和標(biāo)注方法零件在加工過程中不僅有尺寸誤差,而且還會(huì)產(chǎn)生形狀誤差和位置誤差。形狀誤差和位置誤差合稱為形位誤差。形位誤差會(huì)影響機(jī)器、儀表、刀具、量具等各種機(jī)械產(chǎn)品的工作精度、連接強(qiáng)度,以及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、密封性、耐磨性和使用壽命等。 一、零件的幾何要素及其分類形狀公差和位置公差簡(jiǎn)稱形位公差,是表示對(duì)零件某個(gè)要素的幾何形狀和要素與要素之間的相互位置的要求。圖4-1零件的幾何要素1.按結(jié)構(gòu)特征分組成(輪廓)要素:指構(gòu)成零件輪廓的線或面各要素。2.按存在狀態(tài)分提取(實(shí)際)要素:指零件實(shí)際存在的要素。3. 按在形位公差中所處的地位分被測(cè)要素:指圖樣上給出形狀或(和

2、)位置公差要求的要素,是檢測(cè)的對(duì)象4. 按被測(cè)要素的功能關(guān)系分單一要素:指僅對(duì)要素本身提出功能要求,而給出形狀公差的要素。二、形位公差的項(xiàng)目及符號(hào)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,形位公差共十四個(gè)項(xiàng)目,分兩大類,各個(gè)項(xiàng)目的名稱及符號(hào)見表4-1。表4-1形狀和位置公差的項(xiàng)目及符號(hào)三、形位公差的標(biāo)注在技術(shù)圖樣上,形位公差應(yīng)采用代號(hào)標(biāo)注。圖4-3公差框格填寫圖4-4基準(zhǔn)符號(hào)1.被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素為組成要素時(shí)的標(biāo)注當(dāng)被測(cè)要素為組成要素時(shí),指引線的箭頭指向該組成要素或其引出線上,并與尺寸線明顯錯(cuò)開,如圖4-5所示。四、形位公差標(biāo)注應(yīng)注意的事項(xiàng)圖4-5被測(cè)要素為組成要素時(shí)的標(biāo)注示例圖4-6基準(zhǔn)要素為組成要素時(shí)的標(biāo)注示例2.

3、被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素為導(dǎo)出要素時(shí)的標(biāo)注當(dāng)被測(cè)要素為導(dǎo)出要素時(shí),指引線的箭頭應(yīng)與該尺寸線對(duì)齊。圖4-7被測(cè)要素為導(dǎo)出要素時(shí)的標(biāo)注示例圖4-8基準(zhǔn)要素為導(dǎo)出要素時(shí)的標(biāo)注示例圖4-9基準(zhǔn)要素為公共基準(zhǔn)軸線時(shí)的標(biāo)注示例3. 識(shí)別形位公差框格中與公差值有關(guān)的符號(hào)標(biāo)注對(duì)公差值在一定范圍內(nèi)有附加要求時(shí),采用圖4-10所示的標(biāo)注方法。圖4-10公差值有附加說明時(shí)的標(biāo)注示例圖4-11用符號(hào)表示附加要求的標(biāo)注示例4.正確掌握形位公差的特殊標(biāo)注(1)同一被測(cè)要素有多項(xiàng)形位公差要求對(duì)同一被測(cè)要素有一項(xiàng)以上的形位公差要求,且標(biāo)注方法一致時(shí),可將框格并在一起,用同一指引線指向被測(cè)要素,如圖4-12b所示。圖4-12同一被測(cè)

4、要素有多項(xiàng)形位公差要求時(shí)的標(biāo)注示例圖4-13不同被測(cè)要素有相同形位公差要求時(shí)的標(biāo)注示例圖4-14附加文字說明5.全周符號(hào)當(dāng)被測(cè)要素為整個(gè)視圖上的輪廓線(面)時(shí),應(yīng)在指引線的轉(zhuǎn)折處加注全周符號(hào),如圖4-15所示。圖4-15全周符號(hào)第二節(jié)形位公差的基本概念一、形位誤差與形位公差1.形狀誤差和形狀公差形狀誤差是指被測(cè)提取要素對(duì)其擬合要素形狀的變動(dòng)量。2.位置誤差和位置公差位置誤差是指被測(cè)提取要素對(duì)其擬合要素位置的變動(dòng)量,而擬合要素的位置由或相對(duì)于基準(zhǔn)而確定的。 二、形位公差的公差帶形位公差帶是用來限制被測(cè)提取要素變動(dòng)的區(qū)域。1.公差帶的形狀公差帶的形狀由被測(cè)要素的幾何特征和設(shè)計(jì)要求來確定的。2.公差

5、帶的大小公差帶的大小是用于體現(xiàn)形位精度的高低,是由圖樣上給定的形位公差值t確定的。 3.公差帶的方向和位置形位公差帶的方向和位置有兩種情況:固定和浮動(dòng)。圖4-16形位公差帶的形狀三、形位公差值形位公差的大小由形位公差等級(jí)并依據(jù)主參數(shù)的大小來確定。表4-2直線度、平面度公差值(單位: m)表4-2直線度、平面度公差值(單位: m)表4-3圓度、 圓柱度公差值(單位: m)表4-4平行度、 垂直度、 傾斜度公差值(單位: m)表4-5同軸度、 對(duì)稱度、 圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)公差值 (單位: m)表4-6位置度數(shù)系表第三節(jié)形狀公差帶的定義、標(biāo)注與解讀一、形狀公差與公差帶形狀公差包括直線度、平面度、圓度、圓

6、柱度等項(xiàng)目。1.直線度直線度是用以限制被測(cè)實(shí)際直線對(duì)理想直線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),被限制的直線有平面內(nèi)的直線、回轉(zhuǎn)體(圓柱或圓錐)上的母線、平面與平面的交線(空間直線)和軸線等。2.平面度平面度是限制被測(cè)提取平面對(duì)擬合平面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),它同時(shí)可以控制被測(cè)平面上任一母線的直線度誤差。3.圓度圓度是限制被測(cè)提取圓對(duì)擬合圓變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),是對(duì)具有圓柱面(包括圓錐面,球面)的零件,在任一正截面內(nèi)的圓形輪廓的要求。4.圓柱度圓柱度是限制被測(cè)提取圓柱圓柱面對(duì)理想圓柱面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。二、輪廓度公差及公差帶輪廓度公差分為線輪廓度和面輪廓度。表4-7形狀公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-7形狀公差標(biāo)注、公差

7、帶定義及解讀表4-7形狀公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀用于對(duì)零件上的非圓曲線提出的形狀精度要求。2.面輪廓度面輪廓度是限制實(shí)際曲面對(duì)其理想曲面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),用于對(duì)零件上曲面提出形狀精度要求。1.線輪廓度線輪廓度是限制實(shí)際平面曲線對(duì)其理想曲線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo), 表4-8輪廓度的標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-8輪廓度的標(biāo)注、公差帶定義及解讀第四節(jié)位置公差帶的定義、標(biāo)注與解讀一、定向公差與公差帶定向公差包括平行度、垂直度和傾斜度三項(xiàng),用于控制關(guān)聯(lián)被測(cè)提取要素對(duì)基準(zhǔn)要素在方向上的誤差。圖4-17同時(shí)給出定向公差和形狀公差示例1.平行度平行度是限制被測(cè)提取要素對(duì)基準(zhǔn)在平行方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。2.垂直度

8、垂直度是限制被測(cè)提取要素對(duì)基準(zhǔn)在垂直方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。3.傾斜度傾斜度是限制被測(cè)提取要素對(duì)基準(zhǔn)在傾斜方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-9定向公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀二、定位公差與公差帶定位公差包括同軸度、對(duì)稱度和位置度三項(xiàng),用于控制關(guān)聯(lián)提取要素對(duì)基準(zhǔn)在方位上的誤差。1.同軸度同軸度是限制被測(cè)軸線偏離基準(zhǔn)軸線的一項(xiàng)指標(biāo)。對(duì)稱度是限制被測(cè)導(dǎo)出要素相對(duì)于基準(zhǔn)導(dǎo)出要素的位置偏離量的一項(xiàng)指標(biāo)。3.位置度位置度是限

9、制被測(cè)提取要素相對(duì)于其理想位置變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。2.對(duì)稱度 表4-10定位公差的標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-10定位公差的標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-10定位公差的標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-10定位公差的標(biāo)注、公差帶定義及解讀跳動(dòng)公差包括圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)兩項(xiàng)。1.圓跳動(dòng)圓跳動(dòng)是限制被測(cè)提取要素繞基準(zhǔn)軸線做無軸向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),任一測(cè)量面內(nèi)的指示器最大與最小讀數(shù)之差,按跳動(dòng)的檢測(cè)方向與基準(zhǔn)軸線之間的位置關(guān)系不同,分徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和斜向圓跳動(dòng)。三、跳動(dòng)公差與公差帶 全跳動(dòng)是限制被測(cè)提取要素整個(gè)表面跳動(dòng)的一項(xiàng)指標(biāo)。表4-11跳動(dòng)公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀2.全跳動(dòng) 表4-11跳動(dòng)公差標(biāo)注、公

10、差帶定義及解讀表4-11跳動(dòng)公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀表4-11跳動(dòng)公差標(biāo)注、公差帶定義及解讀第五節(jié)公 差 原 則公差原則明確規(guī)定了尺寸公差與形位公差之間的關(guān)系。公差原則有獨(dú)立原則和相關(guān)要求。獨(dú)立原則是指圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互無關(guān)的公差原則。相關(guān)要求是圖樣上給定尺寸公差與形位公差有關(guān)的公差原則。一、有關(guān)公差原則的術(shù)語(yǔ)及定義 1.局部實(shí)際尺寸局部實(shí)際尺寸簡(jiǎn)稱實(shí)際尺寸,是指在提取要素的任意正截面上,兩對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間測(cè)得的距離,如圖4-18中的A1、A2A5等均為局部實(shí)際尺寸。2.作用尺寸任何一批孔、軸在加工后,其尺寸誤差和形位誤差都不會(huì)相同,因此,在同一規(guī)格的零件中,每一個(gè)零件的作用尺寸是

11、不相同的。 圖4-18實(shí)際尺寸圖4-19單一要素的作用尺寸圖4-20關(guān)聯(lián)要素的作用尺寸3.最大實(shí)體狀態(tài)和最大實(shí)體尺寸最大實(shí)體狀態(tài):是指實(shí)際要素在尺寸公差范圍內(nèi),允許擁有材料量最多的狀態(tài)。4.最小實(shí)體狀態(tài)和最小實(shí)體尺寸最小實(shí)體狀態(tài):是指實(shí)際要素在尺寸公差范圍內(nèi),允許擁有材料量最少的狀態(tài)。5.最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)和最大實(shí)體實(shí)效尺寸最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài):指被測(cè)要素的實(shí)際尺寸等于最大實(shí)體尺寸,且導(dǎo)出要素的形狀或位置誤差等于圖樣上給出的公差值時(shí)的綜合極限狀態(tài)。6.理想邊界理想邊界是設(shè)計(jì)時(shí)給定的具有理想形狀的極限包容面。圖4-21獨(dú)立原則示例二、獨(dú)立原則獨(dú)立原則是指被測(cè)要素在圖樣上給出的尺寸公差與形位公差各自獨(dú)立

12、,應(yīng)分別滿足的公差原則。三、包容要求包容要求是要求被測(cè)提取要素處處不得超越最大實(shí)體邊界的一種公差原則。圖4-22單一要素的包容要求示例1.單一要素的包容要求圖4-23包容要求和獨(dú)立原則同時(shí)應(yīng)用示例2.關(guān)聯(lián)要素的包容要求圖4-24關(guān)聯(lián)要素的包容要求示例四、最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求是要求提取要素處處不得超越最大實(shí)體實(shí)效邊界的一種公差原則。1.最大實(shí)體要求用于單一要素最大實(shí)體要求應(yīng)用于軸線的直線度公差實(shí)例,如圖4-25a所示。圖4-25最大實(shí)體要求用于單一要素示例圖4-26最大實(shí)體要求用于關(guān)聯(lián)要素的示例(B最大實(shí)體實(shí)效邊界)2.最大實(shí)體要求用于關(guān)聯(lián)要素 一、形狀誤差的評(píng)定1.最小條件形狀誤差是被測(cè)提

13、取要素的形狀對(duì)其擬合要素的變動(dòng)量。第六節(jié)形位誤差的檢測(cè) 圖4-27最小條件和最小區(qū)域具體評(píng)定形狀誤差時(shí),可用最小包容區(qū)(簡(jiǎn)稱最小區(qū)域)的寬度或直徑表示。圖4-28用指示表測(cè)量直線度誤差2.最小區(qū)域法以評(píng)定平面內(nèi)的直線度誤差為例,在平板上用指示表測(cè)量直線度誤差,如圖4-28所示。解根據(jù)表列數(shù)據(jù),從起始點(diǎn)“0”開始逐點(diǎn)作圖,測(cè)量序點(diǎn)相當(dāng)于圖中X軸的分段各點(diǎn),指示表示值相當(dāng)于圖中Y坐標(biāo)值。3.按最小區(qū)域法評(píng)定形狀誤差圖4-29用最小區(qū)域法求直線度誤差基準(zhǔn)即理想的基準(zhǔn)要素,在位置公差中,基準(zhǔn)是確定被測(cè)要素的方向和位置的依據(jù)。1.基準(zhǔn)的種類圖樣上標(biāo)出的基準(zhǔn)通常分以下三類:圖4-30三基面體系二、基準(zhǔn) 2

14、.基準(zhǔn)的建立評(píng)定位置誤差的基準(zhǔn)應(yīng)是理想的基準(zhǔn)要素,但基準(zhǔn)要素本身也存在形狀誤差。圖4-31基準(zhǔn)的建立3.基準(zhǔn)的體現(xiàn)在實(shí)際檢測(cè)中,常采用模擬法來體現(xiàn)基準(zhǔn)。圖4-32基準(zhǔn)的體現(xiàn)位置誤差的評(píng)定,涉及被測(cè)要素和基準(zhǔn)。三、位置誤差的評(píng)定 圖4-33穩(wěn)定和非穩(wěn)定接觸圖4-34平行度誤差測(cè)量四、形位誤差的檢測(cè)原則形位公差項(xiàng)目較多,再加上零件結(jié)構(gòu)形式多樣化,使形位誤差檢測(cè)方法有各種各樣。1.與擬合要素比較的原則與擬合要素比較的原則是指測(cè)量時(shí)將被測(cè)提取要素與擬合要素作比較,通過比較獲得數(shù)據(jù),再對(duì)這些數(shù)據(jù)處理得到形位誤差值。2.測(cè)量坐標(biāo)的原則測(cè)量坐標(biāo)的原則是通過測(cè)量被測(cè)要素的坐標(biāo)值(如直角坐標(biāo)值,極坐標(biāo)值等),并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理獲得形位誤差值的原則。 3.測(cè)量特征參數(shù)的原則測(cè)量特征參數(shù)的原則是通過被測(cè)提取要素上具有代表性的參數(shù)(即特征參數(shù))來表示形位誤差值的原則。 4.測(cè)量跳動(dòng)的原則測(cè)量跳動(dòng)的原則是指被測(cè)提取要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)過程中,沿給定方向測(cè)量對(duì)某參數(shù)點(diǎn)或線的變動(dòng)量。 5.控制實(shí)效邊界的原則 第七節(jié)形位公差的應(yīng)用綜合訓(xùn)練例1試對(duì)圖4-35所示曲軸的形位公差標(biāo)注進(jìn)行讀解。圖4-35例2減速箱輸出軸形位公差標(biāo)注,如圖4-36a所示,請(qǐng)改正形位公差