《形位公差》課件

形位公差形位公差是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的重要概念，它是指允許零件尺寸和位置的偏差范圍。形位公差定義了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保零件能夠正確地組裝和運(yùn)行。課程背景和學(xué)習(xí)目標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)制造形位公差是機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的重要基礎(chǔ)知識(shí)，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、性能和使用壽命。提高產(chǎn)品精度學(xué)習(xí)形位公差，可以有效控制零件尺寸和形狀偏差，提高產(chǎn)品精度和一致性。理解圖紙表達(dá)掌握形位公差知識(shí)，能夠正確理解和解讀工程圖紙，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造。幾何量的分類尺寸尺寸是指物體各部分的長(zhǎng)度、寬度、高度等線性尺寸。尺寸是描述物體形狀大小的重要參數(shù)。尺寸公差是指允許尺寸的偏差范圍。尺寸公差是在設(shè)計(jì)和制造過程中允許的尺寸誤差。形狀形狀是指物體表面或輪廓的幾何形狀，例如圓形、方形、三角形等。形狀公差是指允許形狀的偏差范圍。形狀公差用來控制零件的形狀誤差，確保零件的形狀符合設(shè)計(jì)要求。位置位置是指物體各部分之間的相對(duì)位置關(guān)系。位置公差是指允許位置的偏差范圍。位置公差用來控制零件的相對(duì)位置誤差，確保零件的組裝精度。方向方向是指物體各部分的相對(duì)方向。方向公差是指允許方向的偏差范圍。方向公差用來控制零件的相對(duì)方向誤差，確保零件的正確安裝和工作。幾何公差的概念幾何公差是指零件實(shí)際尺寸和形狀與理想尺寸和形狀之間的允許偏差。幾何公差是指零件實(shí)際尺寸和形狀與理想尺寸和形狀之間的允許偏差，它反映了零件的加工精度和制造質(zhì)量，在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中具有重要作用。尺寸公差的定義及分類尺寸公差定義尺寸公差是指允許零件尺寸在實(shí)際加工過程中產(chǎn)生的偏差范圍，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵要素。尺寸公差分類尺寸公差可以分為線性公差、角度公差、表面粗糙度公差等，每種公差類型都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景。公差等級(jí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介公差等級(jí)系統(tǒng)是用來控制零件尺寸偏差范圍的。1IT01-IT18基礎(chǔ)等級(jí)，精度較高，用于精密儀器和設(shè)備2IT19-IT16中等等級(jí)，精度一般，用于通用機(jī)械3IT17-IT00較低等級(jí)，精度較低，用于重型機(jī)械基本尺寸和偏差基本尺寸基本尺寸是指零件設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注的尺寸。它代表著理想狀態(tài)下的尺寸，是零件設(shè)計(jì)者期望實(shí)現(xiàn)的尺寸。偏差偏差是指實(shí)際尺寸與基本尺寸之間的差異。偏差可以是正值或負(fù)值，分別代表實(shí)際尺寸大于或小于基本尺寸。公差帶的表示方法公差帶的表示方法有多種，常用的方法包括：幾何公差符號(hào)法、公差帶圖示法、公差數(shù)值法等。幾何公差符號(hào)法利用特定的符號(hào)表示公差帶的大小和方向，例如：圓度公差、直線度公差等。公差帶圖示法通過圖形直觀地展示公差帶的大小和位置，便于理解和應(yīng)用。公差帶的劃分1基本尺寸確定公差帶的位置2公差等級(jí)定義公差帶的寬度3公差方向確定公差帶的形狀公差帶的劃分是確定零件尺寸允許偏差的關(guān)鍵步驟。公差帶的位置、寬度和形狀共同決定了零件的實(shí)際尺寸范圍，影響零件的配合精度和使用性能。公差帶的選擇原則11.功能要求公差帶的選擇取決于零件的功能要求，例如，需要精確匹配的零件應(yīng)該選擇較小的公差帶。22.制造工藝根據(jù)制造工藝的能力選擇合適的公差帶。例如，精密加工工藝可以實(shí)現(xiàn)更小的公差帶。33.成本控制選擇過小的公差帶會(huì)增加制造成本，所以需要平衡功能要求和成本控制。44.材料特性材料的加工性能會(huì)影響公差帶的選擇，例如，易變形材料需要更寬的公差帶。公差配合的概念及重要性公差配合是指在設(shè)計(jì)中，將零件的實(shí)際尺寸控制在一定的范圍內(nèi)，以確保其相互配合的可靠性和精度。公差配合可以保證零件的相互連接，保證機(jī)器的正常運(yùn)行，還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。公差配合的分類過盈配合過盈配合是指在裝配前，孔的尺寸小于軸的尺寸，需要使用壓力才能裝配的配合。這種配合的特點(diǎn)是連接牢固，適合承受較大載荷和沖擊。間隙配合間隙配合是指在裝配前，孔的尺寸大于軸的尺寸，裝配后之間存在一定間隙。這種配合的特點(diǎn)是裝配方便，能保證部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。過渡配合過渡配合是指在裝配前，孔和軸的尺寸之間存在一個(gè)過渡區(qū)域，可能產(chǎn)生間隙也可能產(chǎn)生過盈。這種配合的特點(diǎn)是適用于各種裝配情況，具有較高的通用性。公差等級(jí)的選擇精度要求公差等級(jí)決定零件的精度要求，選擇合適的等級(jí)至關(guān)重要，既要保證功能，又要控制成本。制造工藝不同等級(jí)的公差需要不同的制造工藝，高級(jí)別公差需要更精密的設(shè)備和技術(shù)，成本更高。配合要求公差等級(jí)的選擇與配合類型密切相關(guān)，不同的配合需要不同的公差等級(jí)才能滿足功能要求。最大材料狀態(tài)和最小材料狀態(tài)最大材料狀態(tài)(MMC)指零件的實(shí)際尺寸等于其最大允許尺寸，表示零件材料最多時(shí)的情況。最小材料狀態(tài)(LMC)指零件的實(shí)際尺寸等于其最小允許尺寸，表示零件材料最少時(shí)的情況。MMC和LMC在公差配合中至關(guān)重要，它們決定了配合的間隙或過盈范圍。配合的設(shè)計(jì)與選擇1確定功能需求根據(jù)零件的功能要求和工作條件選擇合適的配合類型。2考慮加工精度根據(jù)加工精度選擇合適的公差等級(jí)和公差帶。3平衡成本與性能選擇最經(jīng)濟(jì)合理的配合方案，保證產(chǎn)品性能和使用壽命。位置公差的概念零件尺寸與位置偏差位置公差是指允許零件的實(shí)際位置相對(duì)于其理想位置的偏差范圍。公差帶定義位置公差由一個(gè)稱為公差帶的區(qū)域來定義，該區(qū)域允許零件的實(shí)際位置在其中變化。公差符號(hào)表示位置公差用符號(hào)和數(shù)字來表示，例如：Φ10±0.1，表示直徑為10毫米，公差為0.1毫米。位置公差的分類位置度指被測(cè)要素的中心線或中心面相對(duì)于基準(zhǔn)的允許偏差范圍。對(duì)稱度指被測(cè)要素的兩個(gè)對(duì)稱面相對(duì)于基準(zhǔn)的允許偏差范圍。平行度指被測(cè)要素的表面相對(duì)于基準(zhǔn)的允許偏差范圍。垂直度指被測(cè)要素的表面相對(duì)于基準(zhǔn)的允許偏差范圍。位置公差的表示位置公差主要用于控制零件上某特征相對(duì)于基準(zhǔn)的實(shí)際位置偏差。在圖紙上用符號(hào)和數(shù)字表示。符號(hào)代表公差類型，數(shù)字代表公差值。例如，Φ20H7表示直徑為20mm的孔，其尺寸公差等級(jí)為H7。位置公差的計(jì)算方法確定基本尺寸首先需要確定零件的基本尺寸，即理想尺寸，通常在圖紙上標(biāo)注。選擇公差等級(jí)根據(jù)零件的功能和精度要求，選擇合適的公差等級(jí)。確定公差帶位置根據(jù)公差類型和公差等級(jí)，確定公差帶的位置，如正偏差、負(fù)偏差或?qū)ΨQ。計(jì)算公差值根據(jù)公差等級(jí)和公差帶位置，計(jì)算出公差值。計(jì)算實(shí)際尺寸范圍將基本尺寸和公差值結(jié)合，得出零件實(shí)際尺寸的允許范圍。軸向位置公差的特點(diǎn)方向性軸向位置公差僅控制零件在軸線方向上的位置偏差，不限制其他方向上的偏差。單向性軸向位置公差的公差帶只在一個(gè)方向上延伸，通常是沿著軸線方向。形狀無關(guān)性軸向位置公差的控制不涉及零件形狀的偏差，只關(guān)注其軸線方向的位置誤差。軸向位置公差的計(jì)算1確定基本尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況確定基本尺寸。2確定公差等級(jí)選擇合適的公差等級(jí)以滿足設(shè)計(jì)精度要求。3選擇公差帶根據(jù)公差等級(jí)和公差方向選擇合適的公差帶。4計(jì)算公差值根據(jù)公差帶和基本尺寸計(jì)算出公差值。軸向位置公差計(jì)算步驟簡(jiǎn)單易懂，但需注意不同公差帶的適用范圍，并選擇合適的公差等級(jí)。徑向位置公差的特點(diǎn)11.控制方向徑向位置公差控制被測(cè)要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素在徑向方向上的位置偏差。22.允許范圍它允許被測(cè)要素在基準(zhǔn)要素周圍的特定范圍內(nèi)移動(dòng)，而不影響功能和性能。33.應(yīng)用廣泛徑向位置公差廣泛應(yīng)用于軸承、齒輪、連接器等需要精確定位的零件。44.測(cè)量要求需要使用專用測(cè)量?jī)x器和方法，確保測(cè)量精度和可靠性。徑向位置公差的計(jì)算1基本尺寸確定零件的理論尺寸2公差值允許尺寸偏差范圍3位置偏差實(shí)際尺寸與基本尺寸的偏差徑向位置公差用于控制零件在軸向方向上的位置誤差。計(jì)算時(shí)，首先確定基本尺寸和公差值，然后根據(jù)實(shí)際尺寸計(jì)算位置偏差。位置偏差是指實(shí)際尺寸與基本尺寸的偏差。位置偏差必須在公差值范圍內(nèi)才能滿足設(shè)計(jì)要求。角度公差的概念角度公差是指允許零件實(shí)際角度偏離其理想角度的范圍。角度公差通常以度、分、秒或弧度表示。它保證了零件在裝配后能夠正常工作，并滿足功能要求。例如，一個(gè)需要與另一個(gè)零件精確配合的軸，其角度公差將控制軸的傾斜度，確保兩個(gè)零件能夠平滑地旋轉(zhuǎn)。角度公差的類型角度偏差指的是零件實(shí)際角度與圖紙規(guī)定角度之間的偏差。通常使用角度值或角度弧度表示。角度公差是指允許零件實(shí)際角度在規(guī)定角度的范圍內(nèi)波動(dòng)。通常用符號(hào)“±”表示。角度誤差是指零件實(shí)際角度與理想角度之間的偏差。它是一個(gè)絕對(duì)值，不考慮正負(fù)方向。角度公差帶是指在圖紙規(guī)定角度基礎(chǔ)上，允許零件實(shí)際角度變化的區(qū)域。通常用圖形表示。角度公差的表示方法角度公差的表示方法與尺寸公差類似，主要有兩種方式：符號(hào)表示法數(shù)值表示法符號(hào)表示法采用符號(hào)“∠”表示角度公差，并根據(jù)公差帶的形狀和位置選擇不同的符號(hào)。數(shù)值表示法直接用數(shù)值表示角度公差，例如“±0.5°”。角度公差的計(jì)算確定角度公差值根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際加工精度確定角度公差值。確定基準(zhǔn)選擇合適的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)線，用于計(jì)算角度公差。計(jì)算角度偏差測(cè)量實(shí)際角度值與理論角度值之間的偏差，并將其與角度公差值進(jìn)行比較。判斷合格與否如果角度偏差小于或等于角度公差值，則該零件合格；否則，則不合格。形狀公差的概念零件幾何形狀的允許偏差形狀公差是指允許零件的實(shí)際幾何形狀偏離理想幾何形狀的范圍。控制零件的實(shí)際形狀形狀公差用于控制零件的實(shí)際形狀，確保其符合設(shè)計(jì)要求。影響零件的功能和性能形狀公差對(duì)零件的功能和性能具有重要影響，確保其滿足使用要求。形狀公差的分類形狀公差類型形狀公差用于控制零件的形狀誤差，確保其符合設(shè)計(jì)要求。直線度公差控制直線形狀的誤差，要求零件的實(shí)際直線與理想直線之間的最大偏差。平面度公差控制平面形狀的誤差，要求零件的實(shí)際平面與理想平面之間的最大偏差。圓度公差控制圓形形狀的誤差，要求零件的實(shí)際圓形與理想圓形之間的最大偏差。形狀公差的表示方法形狀公差使用符號(hào)和數(shù)字來表示，符號(hào)表示公差類型，數(shù)字表示公差值。例如，直線度公差用符號(hào)“直線度”表示，數(shù)值表示允許的最大偏離量。公差值可以以毫米或英寸表示，也可以以百分比表示。公差值應(yīng)根