公差1-第三章-形状公差和位置公差课件.ppt

1、第三章形状公差和位置公差第一节基本概念第二节形位误差和形位公差第三节形位公差的标注第四节形位误差的检测第一节基本概念一、形位公差标准一、形位公差标准二、形位公差的特征项目及其符号二、形位公差的特征项目及其符号在GB/T11821996中规定了形位公差的特征项目及其符号，见表3 1。第一节基本概念表3-1形位公差的特征项目及其符号第一节基本概念表3-1形位公差的特征项目及其符号三、形位公差的代号三、形位公差的代号标准规定，在技术图样中，形位公差采用形位公差代号标注。第一节基本概念图3-1形位公差代号第一节基本概念图3-2指引线标注示例四、形位公差的基准符号四、形位公差的基准符号第一节基本概念图3

2、-3基准符号五、零件的几何要素五、零件的几何要素第一节基本概念尽管零件形状特征不同，但均可将其分解成若干个基本几何体。1.按存在的状态分类(1)理想要素具有几何学意义的要素。图3-4零件的几何要素第一节基本概念(2)实际要素零件上实际存在的要素。2.按在形位公差中所处的地位分类(1)被测要素给出了形状或(和)位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。图3-5一台阶轴的形位公差第一节基本概念1)单一要素仅对其本身给出形状公差要求的要素。2)关联要素与其他要素有功能关系的要素。(2)基准要素用来确定被测要素的方向或(和)位置的要素。3.按几何特征分类(1)轮廓要素构成零件轮廓的点、线或面，图3-4中

3、的球面、圆锥面、圆柱面和棱锥面都是轮廓要素。(2)中心要素对称要素的中心点、线、面或回转表面的轴线。第二节形位误差和形位公差一、形状误差和形状公差一、形状误差和形状公差1.形状误差单一实际要素对其理想要素的变动量。图3-6最小条件第二节形位误差和形位公差2.形状公差单一实际要素的形状所允许的变动全量。二、位置误差和位置公差二、位置误差和位置公差1.位置误差关联实际要素对其理想要素的变动量。2.位置公差关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。三、形位公差带三、形位公差带1.形位公差带的含义用以限制实际要素变动的区域。2.形位公差带的组成形位公差带由形状、大小、方向和位置四个部分组成。第二节形位

4、误差和形位公差(1)形位公差带的形状根据构成零件几何要素的特征，形位公差带的主要形状有9种，见表3-2。表3-2形位公差带形状及其应用范围第二节形位误差和形位公差表3-2形位公差带形状及其应用范围第二节形位误差和形位公差表3-2形位公差带形状及其应用范围第二节形位误差和形位公差(2)形位公差带的大小给定的公差值的大小，主要用以体现形位精度要求的高低，通常指形位公差带的宽度或直径。(3)形位公差带的方向组成公差带的几何要素的延伸方向，可分为理论方向和实际方向两种情况。图3-7形状公差带方向a)理论方向b)实际方向第二节形位误差和形位公差(4)形位公差带的位置形位公差带的位置分浮动和固定两种。图3

5、-8位置公差带方向a)理论方向b)实际方向第二节形位误差和形位公差图3-9形位公差带位置浮动状态第二节形位误差和形位公差图3-10形位公差带位置固定状态第三节形位公差的标注一、形位公差标注的基本规定一、形位公差标注的基本规定1.被测要素的标注1)当被测要素为轮廓要素时，将箭头置于要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明显地错开，如图3-11所示。图3-11被测要素为轮廓要素的标注2)当被测要素为中心要素时，第三节形位公差的标注则指引线的箭头应与该要素的尺寸线对齐，如图3-12所示。图3-12被测要素为中心要素的标注3)当被测要素为视图上局部表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在

6、实际表面上，如图3-13所示。第三节形位公差的标注图3-13被测要素为视图上局部表面的标注第三节形位公差的标注4)当几个被测要素有相同形位公差要求时，可从框格引出的指引线上绘制出多个指示箭头，分别指向各被测要素，如图3-14a、b、c所示，图3-14c也可如图3-14d所示，用符号进行标注。当用同一公差带控制几个被测要素时，应在框格上注明“共面”或“共线”，如图3 14e、f所示。5)当同一被测要素有多项形位公差要求且测量方向相同时，可将一个公差框格放在另一个框格的下方，用同一指引线指向被测要素，如图3-15a所示。2.基准要素的标注第三节形位公差的标注1)当基准要素是轮廓要素时，基准符号的短

7、横线靠近基准要素的轮廓线或其延长线，且与轮廓的尺寸线明显错开，如图3-16所示。2)当基准要素为中心要素时，基准符号中的短横线与尺寸线对齐，如图3-17a所示。3)当基准要素为视图上局部表面时，基准符号可置于用圆点指向实际表面的投影的参考线上，如图3-18所示。图3-14不同被测要素有相同形位公差的标注第三节形位公差的标注图3-15当同一被测要素有多项形位公差要求的标注第三节形位公差的标注图3-16基准要素为轮廓要素的标注第三节形位公差的标注图3-17基准要素为中心要素的标注第三节形位公差的标注4)任选基准的标注：对于结构上无法区分的两个相同要素的位置公差，常常标注任选基准。5)基准要素为公共

8、基准时的标注：由两个要素组成的公共基准如图3-20所示。图3-19任选基准第三节形位公差的标注图3-20以两圆柱的公共第三节形位公差的标注图3-20以两圆柱的公共轴线为基准的标注第三节形位公差的标注图3-21以中心孔的公共轴线为基准的标注3.公差数值及有关符号的标注1)如果只要求要素某一部分的公差值，则用粗点划线表示其范围，并加注尺寸，如图3-22所示。第三节形位公差的标注图3-22限定被测要素或基准要素的范围第三节形位公差的标注图3-23被测要素为任一部分的标注第三节形位公差的标注2)如果给出被测要素任一部分的公差值时，其标注方法如图3-23所示。3)如不仅给出任一部分的公差值，还需给出整个

9、部分的公差值时，其标注方法如图所示。4)如果要求在公差带内进一步限定要素的形状，则在公差值之后加注相应符号，如图3-25所示。图3-24被测要素为任一部分和整个部分的标注第三节形位公差的标注图3-25用符号表示附加要求第三节形位公差的标注5)全周(轮廓)符号的标注：对适用于视图所示的所有轮廓线或轮廓面的形位公差要求，可在公差框格指引线的弯折处画一个细实线小圆圈，如图3-26所示。图3-26全周符号的标注6)理论正确尺寸的标注如图3-27所示，在尺寸数字之外加细线方框。第三节形位公差的标注图3-27理论正确尺寸的标注4.被测要素有附加要求的标注1)对被测要素进行数量说明时，附加要求应写在公差框格

10、的上方，如图3-28所示。第三节形位公差的标注图3-28附加要求是数量说明的标注2)对被测要素进行解释性说明时，附加要求应写在公差框格的下方，如图3-29所示。第三节形位公差的标注图3-29附加要求是解释性说明的标注二、形位公差的标注示例二、形位公差的标注示例各项形位公差标注示例见表3 3表3 7。第三节形位公差的标注表3-3形状公差和轮廓度公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-3形状公差和轮廓度公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-3形状公差和轮廓度公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-3形状公差和轮廓度公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注

11、表3-3形状公差和轮廓度公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-4定向公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-5定位公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-5定位公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-5定位公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-6

12、圆跳动公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-6圆跳动公差标注示例(单位：mm)第三节形位公差的标注表3-7全跳动公差标注示例(单位：mm)第四节形位误差的检测一、形位误差的检测原则一、形位误差的检测原则形位误差可以运用多种检测方法进行检测。1.与理想要素比较原则与理想要素比较原则是指测量时将被测实际要素与相应的理想要素作比较，在比较过程中获得数据，对这些数据处理后，得到形位误差值。图3-30用刀口形直尺测量直线度误差第四节形位误差的检测2.测量坐标值原则测量坐标值原则是通过测量被测要素的坐标值(如直角坐标值、极坐标值、圆柱面坐标值)，经过数据处理而获得形位误差值。3.测量特征参数

13、原则测量特征参数原则是指测量实际被测要素上具有代表性的参数，用它来表示形位误差值。4.测量跳动原则跳动是按特定的测量方法来定义的位置误差项目。5.理想边界控制原则理想边界控制原则是指通过检验被测实际要素是否超出最大实体实效边界(详见第四章第一节)，以判断零件合格与否的原则。第四节形位误差的检测二、形位误差的检测二、形位误差的检测1.形状误差的检测按最小条件要求，用最小包容区域来评定形状误差具有惟一性和准确性。下面介绍直线度误差和平面度误差的检测方法。(1)直线度误差的检测1)用刀口形直尺检测对较短的被测直线，可用刀口形直尺、平尺、平晶、精密短导轨等测量；对较长的被测直线，可用光轴、拉紧的优质钢

14、丝等测量。如图3 30所示，用刀口形直尺检测工件时，将刀口形直尺的刃口放在被测工件表面上。第四节形位误差的检测2)用水平仪检测 最小包容区域法如图3-31所示，由两条平行直线包容实际被测线s时，s上至少有高低相间三个极点(高低高或低高低)分别与这两条直线接触，这两条平行直线之间的区域为最小包容区域，该区域的宽度即为直线度误差。图3-31最小包容区域法评定直线度误差第四节形位误差的检测 两端点连线法如图3-32所示，以实际被测直线两端点B和E的连线作为评定基准，取各测点相对于它的最大、最小偏差值之差作为直线度误差值。测点在两端点连线上方时偏差值为正，在下方时为负，即f=hmax-hmin 最小二

15、乘法如图3-33所示，由各点坐标值求最小二乘中线，测量直线上相对于最小二乘中线(见第五章第二节)的最大、最小偏差之差，即为直线度误差。测点在最小二乘中线上方时，偏差值为正，反之为负，即f=hmax-hmin第四节形位误差的检测图3-32两端点连线法评定直线度误差第四节形位误差的检测图3-33最小二乘法评定直线度误差例1为用分度值是0.02mm/m的水平仪测量导轨在给定平第四节形位误差的检测面内的直线度误差，导轨的长度为1000mm，使用的桥板跨距为200mm，测得5个测点的读数(单位为格)依次为：-2，+4，+2，-7.5，+4.5。根据这些数据，分别按最小包容区域法和两端点连线法，求解直线度

16、误差值。解a.算出各测点读数的累积值(表3-8)表3-8各测点读数的累积值第四节形位误差的检测图3-34误差曲线图(2)平面度误差的检测第四节形位误差的检测图3-35用平面平晶测量平面度误差第四节形位误差的检测1)平面平晶法此种方法多用于测量高精度的小平面工件。f=a/b/22)打表法此种方法是用带有指示表的测量装置，测出被测平面相对模拟理想平面的精密导轨或平板的偏差量来评定平面度误差的方法。图3-36测微表法第四节形位误差的检测3)斑点法此种方法是用一个标准平板检查零件平面度的方法。4)用水平仪(包括测微表)用水平仪测量平面度误差的方法，一般用最小包容区域法来评定。图3-37平面度误差评定的

17、最小包容区域第四节形位误差的检测 三角形准则一个最低点在上包容面上的投影位于三个最高点所形成的三角形内；或一个最高点在下包容面上的投影位于三个最低点所形成的三角形内，如图3-37a所示。满足上述条件，该两平行平面就构成最小包容区域，其宽度f即为该实际被测表面的平面度误差。交叉准则两个最高点连线与两个最低点的连线在包容面上的投影相交，如图3-37b所示。满足上述条件，该两平行平面构成最小包容区域，其宽度f即为该实际被测表面的平面度误差。第四节形位误差的检测 直线准则两平行包容平面与实际被测表面接触高低相间的三点，且它们在包容平面上的投影位于同一条直线上，如图3-37c所示。满足上述条件，则该两平

18、行平面构成最小包容区域，其宽度f即为该实际被测表面的平面度误差。例2被测零件表面等距布置九个测点。各测点相对于同一测量基准的测得数据如图所示(单位为m)，按旋转法求解平面度误差。第四节形位误差的检测图3-38旋转法三角形准则解由原始数据可看出被测表面中间最高，应设法找到3个最低等值以实现三角形准则。首先，以(c1 a3)为转轴，使b1(-30)与c2(-40)两点等高。第四节形位误差的检测例3被测零件表面等距布置九个测点。各测点相对于同一测量基准的测得数据如图所示(单位为m)，按旋转法求解平面度误差。解第一次旋转以-(c1 c3)为转轴，使c1(-10)与a3(-4)两点等高。旋转量=-10m

19、-(-4m)/2=-3m图3-39旋转法交叉准则第四节形位误差的检测2.位置误差的检测(1)径向圆跳动误差的检测如图3-40所示，测量时，基准轴线以V形架(套筒或两顶尖)模拟，工件放在V形架上且轴向定位。图3-40用V形架测量径向圆跳动误差第四节形位误差的检测(2)端面圆跳动误差的检测如图3-41所示，测量时工件支撑在V形架上，并经轴向定位。不能用检测端面圆跳动的方法来代替垂直度误差的检测，因为端面圆跳动反映被测端面在某一直径圆周上的形状、位置误差，垂直度则反映整个被测端面的形状和位置误差。图3-41用V形架测量端面圆跳动误差第四节形位误差的检测图3-42端面圆跳动误差为零而垂直度误差不为零第四节形位误差的检测图3-43斜向圆跳动误差的检测1被测工件2测量面(3)斜向圆跳动误差的检测如图3-43所示，将被测工件固定在导向套筒内，且在轴向固定。第四节形位误差的检测(4)径向全跳动误差的检测如图3-44所示，将工件安装在两个同轴导向套筒内，并作轴向固定，被测工件连续回转，指示表沿基准轴线的方向作直线移动，在给定方向上测得的读数差，即为该工件的径向全跳动误差。图3-44径向全跳动误差的检测1导向套筒2被测工件第四节形位误差的检测图3-45端面全跳动误差的检测1被测工件2导向套筒(5)端面全跳动误差的检测如图3-45所示工件，将其支撑在导向套筒内，且在轴向固定。