互換性及技術(shù)測量第9次課

第一頁，共63頁。第9次課任務(wù)一.幾何公差工程的選擇。二.公差原那么的選擇。三.幾何公差值的選擇四.幾何公差的未注公差值的規(guī)定五.幾何誤差評定六.幾何誤差評定原那么七.幾何誤差檢測序號標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)名稱1GB/T1184-1996形狀和位置公差未注公差值第二頁，共63頁。任務(wù)一：幾何公差工程的選擇1.應(yīng)充分發(fā)揮綜合控制工程的職能，以減少圖樣上給出的幾何公差工程及相應(yīng)的幾何誤差檢測工程。2.在滿足功能要求的前提下，應(yīng)選用測量簡便的工程。如：同軸度公差常常用徑向圓跳動公差或徑向全跳動公差代替。不過應(yīng)注意，徑向圓跳動是同軸度誤差與圓柱面形狀誤差的綜合，故代替時(shí)，給出的跳動公差值應(yīng)略大于同軸度公差值，否那么就會要求過嚴(yán)。第三頁，共63頁。任務(wù)一：幾何公差工程的選擇3.應(yīng)根據(jù)零件幾何特征、使用功能要求、特征工程的公差帶特點(diǎn)以及測量的方便性等方面綜合考慮。例如：與滾動軸承相結(jié)合的圓柱面應(yīng)標(biāo)注圓柱度公差；

平鍵聯(lián)結(jié)鍵槽寬度對稱中心面應(yīng)標(biāo)注對稱度公差；第四頁，共63頁。要考慮：(1)被測要素的功能要求；(2)零件尺寸的大?。?3)檢測的方便性〔經(jīng)濟(jì)性〕；(4)獨(dú)立原那么——幾何公差值固定；(5)相關(guān)要求——幾何公差值可變；相關(guān)要求的利與弊：利：尺寸公差得到充分利用，經(jīng)濟(jì)性較好；弊：形狀誤差的大小完全取決于實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸的數(shù)值，數(shù)值過小時(shí)加工很困難。任務(wù)二：公差原那么的選擇第五頁，共63頁。1.獨(dú)立原那么：用于尺寸精度與幾何精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)絡(luò)，保證運(yùn)動精度、密封性，未注公差等場合。2.包容要求：主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場合。3.最大實(shí)體要求：用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配性〔無配合性質(zhì)要求〕的場合。4.最小實(shí)體要求：主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場合。5.可逆要求與最大〔最小〕實(shí)體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴(kuò)大了被測要素實(shí)際尺寸的范圍，進(jìn)步了效益。在不影響使用性能的前提下可以選用。任務(wù)二：公差原那么的選擇第六頁，共63頁。任務(wù)三：幾何公差值的選擇總的原那么是：在滿足零件功能要求的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)的公差值。1.選用原那么：在確定幾何公差值〔公差等級〕時(shí)，還應(yīng)注意以下情況：⑴在同一要素上給出的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值。如要求平行的兩個(gè)外表，其平面度公差值應(yīng)小于平行度公差值。⑵圓柱形零件的形狀公差值〔軸線直線度除外〕一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值。圓度、圓柱度的公差值小于同級的尺寸公差值的1/3，因此可按同級選取。但也可根據(jù)零件的功能，在臨近的范圍內(nèi)選取。第七頁，共63頁。⑶平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)的間隔公差值。⑷對于以下情況，考慮到加工的難易程度和除主參數(shù)外其他參數(shù)的影響，在滿足零件功能的要求下，可適當(dāng)降低1～2級選用：孔相對于軸；細(xì)長比較大的軸和孔；間隔較大的軸和孔；寬度較大〔一般大于倍長度〕的零件外表；線對線和線對面相對于面對面的平行度、垂直度公差。⑸凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對形位公差作出規(guī)定的，都應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定。任務(wù)三：幾何公差值的選擇第八頁，共63頁。2.幾何公差等級公差等級劃分12級，直線度應(yīng)按其相應(yīng)的線長度選擇；平面度應(yīng)按其外表較長一側(cè)或圓外表的直徑。任務(wù)三：幾何公差值的選擇第九頁，共63頁。應(yīng)取兩要素中的較長者為基準(zhǔn)，假設(shè)兩要素的長度相等，那么可選任一要素為基準(zhǔn)任務(wù)三：幾何公差值的選擇第十頁，共63頁。公差等級劃分12級任務(wù)三：幾何公差值的選擇第十一頁，共63頁。公差等級劃分13級任務(wù)三：幾何公差值的選擇第十二頁，共63頁。位置度公差值應(yīng)通過計(jì)算得出。例如：用螺栓做聯(lián)接件，被聯(lián)接零件上的孔均為通孔，其孔徑大于螺栓的直徑，位置度公差可用下式計(jì)算：t＝Xmin如用螺釘聯(lián)接時(shí)，被聯(lián)接零件中有一個(gè)零件上的孔是螺紋，而其余零件上的孔都是通孔，且孔徑大于螺釘直徑，位置度公差可用下式計(jì)算：t＝min

任務(wù)三：幾何公差值的選擇第十三頁，共63頁。

為簡化制圖，對一般機(jī)床加工就能保證的幾何精度，不必在圖樣上注出幾何公差，幾何未注公差按以下規(guī)定執(zhí)行。未注直線度、垂直度、對稱度和圓跳動各規(guī)定了H、K、L三個(gè)公差等級，圖樣表示法：在標(biāo)題欄或技術(shù)要求中注出標(biāo)準(zhǔn)及等級代號。如：

GB/T1184—K任務(wù)四：未注幾何公差第十四頁，共63頁。確定原那么：①未注圓度公差值等于直徑公差值，但不得大于徑向跳動的未注公差。②未注圓柱度公差不作規(guī)定，由構(gòu)成圓柱度的圓度、直線度和相應(yīng)線的平行度的公差控制。③未注平行度公差值等于尺寸公差值或直線度和平面度公差值中較大者。④未注同軸度公差值未作規(guī)定，可與徑向圓跳動公差相等。⑤未注線輪廓度、面輪廓度、傾斜度、位置度和全跳動的公差值均由各要素的注出或未注出的尺寸或角度公差控制。任務(wù)四：未注幾何公差第十五頁，共63頁。任務(wù)五：幾何誤差評定正確確定被測要素的最小包容區(qū)域〔大小、形狀、方位〕。最小包容區(qū)域的尺度即為形狀誤差值。評定形狀、定向和定位誤差的最小包容區(qū)域的大小是有區(qū)別的。被測要素的最小包容區(qū)域必須可以為相應(yīng)的幾何公差帶所包圍，方為合格。第十六頁，共63頁。0.010.030.05AAHH最小包容區(qū)域定位最小包容區(qū)域定向最小包容區(qū)域A任務(wù)五：幾何誤差評定第十七頁，共63頁。任務(wù)六：幾何誤差評定原那么1.與理想要素比較原那么將被測要素與理想要素相比較，量值由直接法或間接法獲得。刀口尺貼切直線實(shí)際線顏色間隙/微米不透光<0.5藍(lán)色≈0.8紅色1.25~1.75白色>2.5光隙小時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)光隙估讀間隙大小，光隙大時(shí)〔＞20μm〕，用厚薄規(guī)測量。第十八頁，共63頁。2.測量坐標(biāo)值原那么測量被測實(shí)際要素的坐標(biāo)值，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得幾何誤差值。三坐標(biāo)測量儀、工具顯微鏡——輪廓度、位置度測量。（i=1、2、3、4）任務(wù)六：幾何誤差評定原那么第十九頁，共63頁。3.測量特征參數(shù)原那么測量被測實(shí)際要素具有代表性的參數(shù)表示幾何誤差值。用該原那么所得到的幾何誤差值只是一個(gè)近似值，但應(yīng)用此原那么，可以簡化過程和設(shè)備，也不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，故在滿足功能的前提下，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在消費(fèi)現(xiàn)場用得較多。以平面上任意方向的最大直線度來近似表示該平面的平面度誤差；用兩點(diǎn)法測圓度誤差；在一個(gè)橫截面內(nèi)的幾個(gè)方向上測量直徑，取最大、最小直徑差之半作為圓柱度誤差。任務(wù)六：幾何誤差評定原那么第二十頁，共63頁。4.測量跳動原那么被測實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)過程中，沿給定方向或線的變動量。頂尖被測零件心軸徑向和端面圓跳動測量任務(wù)六：幾何誤差評定原那么第二十一頁，共63頁。5.控制實(shí)效邊界原那么檢驗(yàn)被測實(shí)際要素是否超過實(shí)效邊界，以判斷被測實(shí)際要素合格與否。dM=50

被測零件功能量規(guī)dMV=25.04任務(wù)六：幾何誤差評定原那么第二十二頁，共63頁。任務(wù)七：幾何誤差檢測直線度平面度圓度圓柱度線〔面〕輪廓度平行度垂直度傾斜度同軸度對稱度位置度跳動第二十三頁，共63頁。1.直線度的檢測⑴貼切法:合適于小零件設(shè)備：平尺〔或刀口尺〕，厚薄規(guī)〔塞尺〕。將刀口尺與被測素線直接接觸，并使兩者之間的最大間隙為最小。誤差的大小根據(jù)光隙確定，當(dāng)光隙較小時(shí)，可按標(biāo)準(zhǔn)光隙估讀，不透光：，藍(lán)光：，紅光：～1.75μm,白光：。當(dāng)光隙大時(shí)，用塞尺測量〔>20μm〕。任務(wù)七：幾何誤差檢測第二十四頁，共63頁。⑵節(jié)距法:合適于一般零件或較大零件設(shè)備：橋板和程度儀，自準(zhǔn)直儀和反射鏡①程度儀和橋板任務(wù)七：幾何誤差檢測第二十五頁，共63頁。②自準(zhǔn)直儀和反射鏡:見教材P278頁——實(shí)驗(yàn)2-1平面反射鏡調(diào)節(jié)手輪物鏡反射鏡目鏡測微鼓輪光源濾光片十字線分劃板立方棱鏡固定分劃板可動分劃板十字線分劃板物鏡水平調(diào)整板平面反射鏡橋板被測任務(wù)七：幾何誤差檢測第二十六頁，共63頁。課外拓展學(xué)習(xí)結(jié)合教材P278直線度檢測實(shí)驗(yàn)，掌握其實(shí)驗(yàn)過程及其數(shù)據(jù)處理的方法。

分組實(shí)驗(yàn)時(shí)請各組同學(xué)匯報(bào)講解。第二十七頁，共63頁。任務(wù)七：幾何誤差檢測③測微法φ100-0.030.010將被測零件放置在平板上，并使其緊靠直角座。在被測素線的全長范圍內(nèi)沿被測要素按一定節(jié)距挪動表架進(jìn)展測量。第二十八頁，共63頁。數(shù)據(jù)處理方法：最小區(qū)域法根據(jù)最小條件的原那么，作兩條平行直線包容被測誤差曲線，那么兩平行直線之間的縱坐標(biāo)間隔即為被測直線符合最小條件的直線度誤差值f。其評定結(jié)果小于或等于其它兩種評定方法。f=dmax+dmin任務(wù)七：幾何誤差檢測第二十九頁，共63頁。某機(jī)床床身導(dǎo)軌直線度公差，選用程度儀測量其直線度誤差，讀數(shù)為：測點(diǎn)序號012345678讀數(shù)值(μm)0+6+60-1.5-1.5+3+3+9累積值(μm)0+6+12+12+10.5+9+12+15+24任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十頁，共63頁。任務(wù)七：幾何誤差檢測2.平面度檢測⑴平晶法：將平晶帖在被測外表上，觀測它們之間的干預(yù)條紋。平面度誤差為：①封閉的:干預(yù)條紋數(shù)×光波波長之半；圖a，f=n×λ/2②不封閉的:條紋的彎曲度與相鄰兩條紋間距之比再乘以光波波長之半。圖b，f=ν/ω×λ/2第三十一頁，共63頁。⑵打表法平板，帶指示器的測量架，固定和可調(diào)支承。指示表一般用于測量小型平面。將被測零件支承在平板上，調(diào)整被測外表最遠(yuǎn)三點(diǎn)，使其與平板等高。按一定的布點(diǎn)測量被測外表，同時(shí)記錄讀數(shù)。任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十二頁，共63頁。評定方法：最小包容區(qū)域判別法0-9-7-16-210-50-13直線準(zhǔn)那么-4-20-8-6-50-3-80-80-3-15-20-7-5三角形準(zhǔn)那么穿插準(zhǔn)那么任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十三頁，共63頁。最小區(qū)域法的旋轉(zhuǎn)變換步驟：①根據(jù)測量得點(diǎn)坐標(biāo)值，判別被測面可能符合的判別準(zhǔn)那么，并將其中兩個(gè)可能的高〔或低〕極點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。②假設(shè)可能符合穿插準(zhǔn)那么，那么以平行于上述等值點(diǎn)連線的線為軸，將軸兩側(cè)的低〔或高〕點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十四頁，共63頁。③假設(shè)可能符合三角形準(zhǔn)那么，那么以平行于上述等值點(diǎn)的線為軸，將另一個(gè)高〔或低〕點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換成等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。④旋轉(zhuǎn)變換后符合判別準(zhǔn)那么之一，那么平面度誤差值f=Zmax-Zmin任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十五頁，共63頁。按最小區(qū)域法評定平面度誤差：平面度誤差值:f=Zmax-Zmin=70-(-30)=100μm040-10-3070-1510-50-20040-10-3070-1510-50-20-20-20202000-2020-30-3070-1530-300根據(jù)測得點(diǎn)坐標(biāo)值，判斷被測面可能符合三角形準(zhǔn)那么。將其中兩可能的低極點(diǎn)Z10=-30，Z21=-50旋轉(zhuǎn)變換成等值-30，并同時(shí)變換其余各點(diǎn)。任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十六頁，共63頁。對角線平面法的旋轉(zhuǎn)變換步驟：①以選定的某條線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)展旋轉(zhuǎn)，使一條對角線上兩個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)變換為等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。②以平行于上述對角線的某條線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)展旋轉(zhuǎn)，使另一條對角線上兩個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)變換為等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。③找出旋轉(zhuǎn)變換后各坐標(biāo)值中的最大值和最小值。那么平面度誤差值f=Zmax-Zmin任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十七頁，共63頁。按對角線平面評定平面度誤差：選擇Z00、Z22連線為轉(zhuǎn)軸，使Z20、Z02等值。選擇Z20、Z02為轉(zhuǎn)軸，使Z00、Z22等值。f=Zmax-Zmin=70-(-50)=120μm040-10-3070-1510-50-20+10+50-5-100450-3570-100-55-20-10400-4070-50-50-10-10-50+10+5任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十八頁，共63頁。三遠(yuǎn)點(diǎn)平面法的旋轉(zhuǎn)變換步驟：①以選定的某條線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)展旋轉(zhuǎn)，使兩個(gè)遠(yuǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)變換為等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。②以平行于上述等值遠(yuǎn)點(diǎn)連線的某條線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)展旋轉(zhuǎn)，使另一遠(yuǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)變換為等值，同時(shí)變換其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。③找出旋轉(zhuǎn)變換后各坐標(biāo)值中的最大值和最小值。那么平面度誤差值f=Zmax-Zmin任務(wù)七：幾何誤差檢測第三十九頁，共63頁。按三遠(yuǎn)點(diǎn)平面評定平面度誤差：平面度誤差值：f=Zmax-Zmin=80-(-45)=125μm040-10-3070-1510-50-200-10-5040-10-3565-200-60-3005520-3580100-450+30+150任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十頁，共63頁。040-10-3070-1510-50-20+10+50-5-100450-3570-100-55-20-20350-457000-450-20-100+20+10平面度誤差值：f=Zmax-Zmin=70-(-45)=115μm。結(jié)果不唯一。任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十一頁，共63頁。讀數(shù)如圖，平面度公差，試評定平面度誤差并判斷其合格性。首先用極值法評定其平面度誤差f’f’=70-(-40)=110μmf’>t，不能判斷。050+10-3070+5+10-400任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十二頁，共63頁。-10400-3070+5+20-30+10-30-20-100+10050+10-3070+5+10-400-10-10+10+1000-20+20-30-30+60-15+30-300平面度誤差：f=60-(-30)=90μm，f<t，故該平面是合格的。用最小區(qū)域法評定：任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十三頁，共63頁。即學(xué)即用：按組別完成以下題目：教材P264頁——習(xí)題8第四十四頁，共63頁。3.圓度的檢測⑴圓度儀測量轉(zhuǎn)臺式適用于測量小型工件，轉(zhuǎn)軸式適用于測量大型工件。任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十五頁，共63頁。⑵用分度頭測量任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十六頁，共63頁。⑶用V形塊和指示表測量〔三點(diǎn)測量法〕頂式三點(diǎn)測量：測頭位于固定測量支承夾角之外?！矆Da〕鞍式三點(diǎn)測量：測頭位于固定測量支承夾角之內(nèi)?！矆Db〕將V形架置于被測孔內(nèi)〔圖c〕在被測零件回轉(zhuǎn)一周過程中，指示表讀數(shù)的最大差值之半即為被測截面的圓度誤差。如此測量假設(shè)干個(gè)截面，取其中最大誤差值作為該零件的圓度誤差。任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十七頁，共63頁。⑷用千分尺或平板和帶指示表的表架測量〔兩點(diǎn)測量法〕在被測零件回轉(zhuǎn)一周過程中，千分尺或指示表讀數(shù)的最大差值之半作為被測截面的圓度誤差。測量多個(gè)截面，取其中最大誤差值作為該零件的圓度誤差。任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十八頁，共63頁。目前只能采取近似的方法，比方：多個(gè)截面測圓度。4.圓柱度檢測任務(wù)七：幾何誤差檢測第四十九頁，共63頁。設(shè)備：輪廓樣板、投影儀、仿形測量裝置和坐標(biāo)測量裝置等。5.線輪廓度的檢測任務(wù)七：幾何誤差檢測第五十頁，共63頁。被測零件放在平板上，用平板的工作面模擬被測零件的基準(zhǔn)。在被測實(shí)際外表上的各測點(diǎn)進(jìn)展測量，指示表的最大、最小讀數(shù)值之差即為該零件的平行度誤差6.平行度的檢測任務(wù)七：幾何誤差檢測第五十一頁，共63頁。將被測零件放置在導(dǎo)向塊內(nèi)，基準(zhǔn)軸線由導(dǎo)向塊模擬。測量整個(gè)被測外表，并記錄讀數(shù)，取其最大讀數(shù)差作為該零件的垂直度誤差。7.垂直度的檢測任務(wù)七：幾何誤差檢測第五十二頁，共63頁。課外拓展學(xué)習(xí)結(jié)合教材P2