互换性与技术测量3.3-3.5.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,第,3,章 形状和位置公差,3.1,概述,3.2,形状公差,3.3,位置公差,3.4,公差原则,3.5,形位公差的选择方法,3.6,形位公差的标注,3.7,形位公差选择举例,3.8,形位误差的检测,3.3,位置公差,3.3.2,定向公差的项目,定向公差,是关联实际被测要素对具有确定方向的理想要素的,允许变动全量,，用于限制被测要素对基准在指定方向上的变动。,返回,下一页,上一页,定向，位置浮动，综合控制被测要素的方向与形状。,根据被测要素对理想要素的给定方向不同，定向公差可分为：,平行度、垂直度、倾斜度,三个公差项目。,1.,平行度公差（）,平行度公差用于限制实际被测要素对基准在给定平行方向上的变动量。,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,（,1,）给定一个方向：,图,3-16,平行度公差（一）,图,3-17,平行度公差（二）,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,3.3,位置公差,（,2,）给定相互垂直两个方向：,返回,下一页,上一页,图,3-18,平行度公差（三）,(a),图样标注示例,1,；,(b),示例,1,公差带解释；,(c),图样标注示例,2,；,(d),示例,2,公差带解释,;,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,（,3,）给定任意方向：,图,3-19,平行度公差（四）,(a),图样标注；b),公差带解释,3.3,位置公差,2.,垂直度公差（）,垂直度公差用于限制,实际被测要素对基准在垂直方向,上的变动量，即用来控制零件被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）在,90,o,方向上的偏离程度。,（,1,）给定一个方向的垂直度要求：,返回,下一页,上一页,图,3-20,垂直度公差（一）,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,图,3-21,垂直度公差（二）,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,3.3,位置公差,（,2,）给定相互垂直两个方向的垂直度要求：,返回,下一页,上一页,图,3-22,垂直度公差（三）,(a),图样标注示例,1,；,(b),示例,1,公差带解释；,(c),图样标注示例,2,；,(d),示例,2,公差带解释,3.3,位置公差,（,3,）给定任意方向的垂直度要求：,返回,下一页,上一页,图,3-23,垂直度公差（四）,(a),图样标注；,(b),公差带解释,3.3,位置公差,3.,倾斜度公差（）,倾斜度公差用于,限制实际被测要素对基准在倾斜方向,上的变动量，即用来控制零件被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）在除,0,o,和,90,o,方向之外的任意方向上的偏离程度。,返回,下一页,上一页,图,3-24,线对线的倾斜度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,1,）线对线的倾斜度：,图,3-25,给定一个方向线对面的倾斜度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,2,）给定一个方向线对面的倾斜度：,图,3-26,给定任意方向线对面的倾斜度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,3,）给定任意方向线对面的倾斜度公差：,3.3,位置公差,3.3.3,定位公差的项目,定位公差是,关联实际被测要素对具有确定位置的理想要素,的允许变动全量。,特点：定位公差带具有确定的位置，相对于基准的尺寸为理论正确尺寸，具有综合控制被测要素的位置、方向和形状的功能。,返回,下一页,上一页,1.,同轴度公差（）,同轴度公差是用于限制,被测轴线对基准轴线的同轴位置误差,的一项指标。,33,位置公差,返回,下一页,上一页,图,3-27,同轴度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,2.,对称度公差（）,对称度公差是用于限制,要求共面的实际被测要素,（中心平面、中心线或轴线）偏离理想基准要素（中心平面、中心线或轴线）的误差值的一项指标。,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,图,3-28,对称度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,3.,位置度公差（）,位置度公差是用于限制被,测点、线、面的实际位置,对其理想位置变动量的一项指标。其理想位置是由基准和理论正确尺寸确定。,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,（,1,）点的位置度：,（,2,）线位置度：,（,3面位置度：,图,3-29,点位置度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,图,3-30,线位置度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,图,3-31,面位置度公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,1.,圆跳动（）,圆跳动公差是关联实际被测要素对理想圆的允许变动量，理想圆的圆心在基准轴线上。,跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置；跳动公差带可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。,3.3.4,跳动公差的项目,跳动公差是,关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量,，它是以测量方法为依据规定的一种几何公差，用于综合限制被测要素的形状误差和位置误差。,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,图,3-32,径向圆跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,1,）径向圆跳动：,图,3-33,端面圆跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,2,）端面圆跳动：,图,3-34,斜向圆跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,3,）斜向圆跳动：,图,3-35,斜向（给定角度的）圆跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,4,）斜向（给定角度的）圆跳动：,2.,全跳动（）,全跳动公差是,关联实际被测要素对理想回转面的允许变动量,。当理想回转面是以基准轴线为轴线的圆柱面时，称为径向全跳动；当理想回转面是与基准轴线垂直的平面时，称为轴向（端面）全跳动。,3.3,位置公差,返回,下一页,上一页,图,3-36,径向全跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,1,）径向全跳动：径向全跳动公差带是半径差为公差值,t,且与基准同轴的两圆柱面之间的区域。,图,3-37,端面全跳动公差,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,（,2,）端面全跳动：端面全跳动公差带是距离为公差值,t,且与基准垂直的两平行平面之间的区域。,3.4,公差原则,公差原则,，就是处理尺寸公差和形位公差之间关系的规定。,国家标准,GB/T42491996,公差原则,规定了形位公差与尺寸公差之间的关系。按国家标准，公差原则分为,独立原则和相关原则,，相关原则又分为包容要求、最大实体要求和最小实体要求、可逆要求。,为了方便学习，必须了解下列有关定义、符号及尺寸代号（按,GB/T 166711996,）。,返回,下一页,3.4,公差原则,3.4.1,有关定义、符号及尺寸代号,1.,局部实际尺寸（,D,a,，,d,a,）,2.,体外作用尺寸（,D,fe,，,d,fe,）,3.,体内作用尺寸（,D,fi,，,d,fi,）,返回,下一页,上一页,d,fe,d,a1,d,a2,d,a3,d,fi,a),外表面,(,轴,),D,fe,D,a1,D,a2,D,a3,D,fi,b),内表面,孔,),3.4,公差原则,4.,最大实体状态（,MMC,）,实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态。,5.,最大实体尺寸（,MMS,）,实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。对于外表面为最大极限尺寸，对于内表面为最小极限尺寸。,6.,最小实体状态（,LMC,）,实际要素在给定长度上，处处位于尺寸极限之内，并具有实体最小时的状态。,7.,最小实体尺寸（,LMS,）,实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。对于外表面为最小极限尺寸，对于内表面为最大极限尺寸。,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,8.,最大实体实效状态（,MMVC,）,在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。,返回,下一页,上一页,20,M,0.1,MMVC,20(,d,M,),0.1,20.1(,d,MV,),什么是实体状态？什么是实体实效状态？,什么是实体状态？什么是实体实效状态？,什么是实体状态？什么是实体实效状态？,什么是实体状态？什么是实体实效状态？,什么是边界？边界分哪些类型？,什么是边界？边界分哪些类型？,9.,最大实体实效尺寸（,MMVS,）,最大实体实效状态下的体外作用尺寸。对于内表面，为最大实体尺寸减去形位公差值（加注符号 的）；对于外表面，为最大实体尺寸加上形位公差值（加注符号 的）。即,式中,D,MV,、,d,MV,为孔、轴的最大实体实效尺寸；,D,M,、,d,M,为孔、轴的最大实体尺寸,t,为中心要素的形状公差或定向、定位公差值。,3.4,公差原则,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,10.,最小实体实效状态（,LMVC,）,在给定长度上，实际要素处于最小实体状态，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。,11.,最小实体实效尺寸（,LMVC,）,最小实体实效状态下的体内作用尺寸。对于内表面为最小实体尺寸加上形位公差值（加注符号 的）；对于外表面为最小实体尺寸减去形位公差值（加注符号 的）。即,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,3.4.2,公差原则,1.,独立原则,独立原则是指图样上给定的每一个尺寸、形状、位置等要求，均是,互相独立的,，应当,分别满足,图样要求。,返回,下一页,上一页,在图样上,不必标注,任何特殊符号。,基本公差原则。,图,3-38,独立原则,(a),图样标注；,(b),公差带解释,返回,3.4,公差原则,独立原则时尺寸公差和形位公差的职能,返回,下一页,上一页,线性尺寸公差：只控制局部尺寸变动量,角度公差：只控制实际线方向误差,几何公差：只控制实际被测要素对其理想形状或理想方位的变动量,采用独立原则标注时零件的合格性要求最严（上述三者均需分别独立满足）,3.4,公差原则,独立原则应用范围,尺寸公差与形位公差不必相关的场合,（图,3-39,图,3-40,）,形状或位置精度要求极高的场合,（图,3-41,）,零件上未注尺寸公差的要素,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,2.,相关要求,（,1,）包容要求（,ER,）：单一尺寸要素的实际轮廓不得超越最大实体边界（即体外作用尺寸不得超越最大实体尺寸）、且实际尺寸不得超越最小实体尺寸的一种公差原则。,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,返回,下一页,上一页,被测要素实际尺寸,允许的直线度误差,20,0,19.99,0.01,19.98,0.02,19.97,0.03,3.4,公差原则,包容要求应用范围,用于保证孔、轴配合性质的场合，特别是用于配合性质要求较严格的、配合公差较小的精密配合表面，如高压油泵的柱塞与套管、回转轴颈与滑动轴承孔等精密配合表面。,返回,下一页,上一页,（,2,）最大实体要求（,MMR,）：最大实体要求适用于中心要素，是控制被测要素的,实际轮廓处于最大实体实效边界之内,的一种公差要求。按最大实体要求，当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许形位误差值获得补偿超出图样给定的公差值，此时应在形位公差框格中标注符号“,”,。,3.4,公差原则,返回,下一页,上一页,3.4,公差原则,返回,下一页,上一页,20,M,0.1,图,3-47,最大实体要求应用于被测关联要素（示例）,(a),图样标注；,(b),边界尺寸,B,；c),实际的垂直度公差,t,垂直度公差值；,d,实际尺寸,返回,一般标注了圆柱度就没有必要再标注圆度，直线度。如果一定要单独标注圆度、直线度，则其公差值,必须小于圆柱度公差值,.,标注的一些注意点：,圆柱度误差用圆度仪或配备计算机的三坐标测量装置检测，如果没有这些装置，最好不要使用圆柱度，此时可分别用圆度和圆柱面素线的平行度来代替使用,.,两孔轴线同轴度公差完全可以控制两轴线的平行度要求，因其控制了被测轴线对基准的平移、倾斜或弯曲，所以不必再标注两孔轴线平行度,.,生产中对上述情况标注同轴度和对称度比标注位置度,更直观明确,，所以图样上标注同轴度和对称度更恰当，而位置度通常用于限制点、线的位置误差。,由于径向全跳动测量比较复杂，所以,经常用测量径向圆跳动来限制径向全跳动。,为确保产品质量，应使径向圆跳动误差值与母线对基准轴线的平行度误差之和小于或等于所要求的径向全跳动公差值。,应该根据功能要求来确定是标注端面全跳动还是端面圆跳动。通常，只有当,端面的平面度足够小时,，才能用端面圆跳动代替端面全跳动。,径向尺寸,(d1,d2),较小，可以用控制端面圆跳动误差来达到控制端面全跳动的目的,.,同一被测要素，标注了径向圆跳动后就不必再标注同轴度或圆度,.,圆柱度误差必导致有径向全跳动误差，同样有同轴度误差也必导致有径向全跳动误差。对单一要素和圆柱表面的全跳动误差的检测，如受到零件结构或检测设备的限制，可用素线的平行度和圆度代替。,关联要素的全跳动可用素线的平行度，圆度以及同轴度多项分别代替控制,(,如图,a,与,b,的标注等价,),。,当径向全跳动无法检测时，如果圆柱度检测手段比较成熟或具备先进测量仪器时，关联要素径向全跳动还可以用圆柱度与同轴度代替。,3.5,形位公差的选择方法,形位公差的选择主要包括：,选择公差项目,选择公差数值（或公差等级）,选择基准,公差原则,返回,下一页,若使用一般机床加工就能保证达到的形位公差要求，在图样上不必标注，生产中通常也,不必检查,；,形位公差要求明显高于或低于,GB/T1184-1996,所规定的公差级别时，才需要在图样上标注形位公差项目。,3.5,形位公差的选择方法,3.5.1,选择形位公差项目,选择形位公差项目的基本原则是：在保证零件使用功能的前提下，,尽量减少,形位公差项目的数量，并尽量简化控制形位误差的方法。选择时，主要考虑以下几个方面。,返回,下一页,1.,考虑几何特征,零件要素的几何特征是选择形位公差项目的主要依据。,3.5,形位公差的选择方法,机床移动部件的运动精度，应对机床导轨规定直线度公差；减速箱各轴承孔轴线间的平行度误差会影响齿轮的啮合精度和齿侧间隙的均匀性，可对箱体轴承孔的轴线规定平行度公差。,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,2.,减少检测项目,在十四个形位公差项目中，圆度、直线度、平面度等是属于单项控制的公差项目，圆柱度、位置度等是属于综合控制的公差项目。选择形位公差项目时，应该,尽量选择综合控制的公差项目,，以减少图样标注和减少相应的检测项目。,3.,避免重复标注,如果需要在同一要素上标注几个形位公差项目，则应认真分析，避免重复标注。例如，若标注了综合性项目，则不再标注相关单项项目；若标注了圆柱度公差，则不再标注圆度公差；若标注了位置度公差，则不再标注垂直度公差等。,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,4.,考虑检测方便,应根据现场的检测条件来考虑形位公差项目的选择。例如，用径向圆跳动或径向全跳动代替同轴度，用端面圆跳动或端面全跳动代替端面对轴线的垂直度，用圆度和素线直线度及平行度代替圆柱度，用全跳动代替圆柱度等。不过应当注意，跳动反映的是多项形位误差的综合结果，在标注跳动公差项目时，给定的跳动公差值应适当加大，否则就会要求过严。,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,5.,参考专业标准,确定形位公差项目要参照有关专业标准的规定。例如，与滚动轴承相配合的孔与轴应当标哪些形位公差项目，在轴承有关标准中已有规定；其他如单键、花键、齿轮等专业标准，对它们的形位公差项目也都有相应要求和规定。,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,3.5.2,选择适用的公差原则,选择公差原则时，应根据被测要素的功能要求，充分考虑公差项目的职能和采取该种公差原则的经济可行性，参照,表,3-2,列举的三种公差原则的应用场合和示例进行选择。,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,3.5.3,确定形位公差的数值,按国家标准规定，形位公差值的大小由形位公差等级和被测要素的主参数确定。应根据零件的功能要求，考虑零件的结构、刚度、加工经济性等因素，并考虑公差值之间的协调关系，参照国家标准形位公差表格中列出的数值来确定所需的形位公差值。,返回,下一页,上一页,在国标（,GB/T1184-1996,）中，将直线度、平面度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动、全跳动等形位公差划分为,12,个等级，,1,级精度最高，形位公差值最小；12,级精度最低，形位公差值最大。,表,3-3,、,表,3-4,、,表,3-5,列出了上述形位公差项目的标准公差值。确定形位公差值的总原则是：在满足零件功能要求的前提下，选取最经济的公差值。,3.5,形位公差的选择方法,返回,下一页,上一页,表,3-3,直线度和平面度公差值（摘自,GB/T1184-1996,）,m,返回,表,3-4,平行度、垂直度和倾斜度公差值（摘自,GB/T1184-1996,）,m,返回,表,3-5,同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差值（摘自,GB/T1184-1996,）,m,返回,在确定被测要素的形位公差等级和公差数值时，还应考虑以下几个问题：,（,1,）考虑零件的结构特点和加工难易程度。对于结构复杂、刚性较差的零件，如细长轴或宽度较大的平面，由于加工困难容易产生较大的形位误差，故可适当降低,12,级的公差等级。,3.5,形位公差的选择方法,返回,下一页,上一页,（,2,）考虑形状公差与表面粗糙度的关系。,一般情况下，形状公差,T,形状,与表面粗糙度,R,a,之间的关系为 ，对于高精度及小尺寸零件，。,3.5,形位公差的选择方法,返回,下一页,上一页,（,3,）考虑形状公差、位置公差和尺寸公差的关系。一般情况下，形状公差、位置公差和尺寸公差的关系应满足,（,4,）凡是在各种专业标准中已对形位公差作出相关规定的，如与滚动轴承相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、齿轮箱体孔的轴心线平行度公差等，都应按照有关专业标准的相应规定执行。,3.5,形位公差的选择方法,返回,下一页,上一页,3.5.4,基准的选择,基准是确定关联要素间方向或位置的依据。在考虑选择位置公差项目时，必须同时考虑要采用的基准。基准的选择包括以下几个方面。,（,1,）选用零件在机器中定位的结合面作为基准。例如，箱体的底平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支承轴径或支承孔等。,3.5,形位公差的选择方法,返回,下一页,上一页,3.5,形位公差的选择方法,（,2,）基准要素应具有足够的刚度和大小，以保证定位稳定可靠。例如，用两条或两条以上相距较远的轴线组合成公共基准轴线比一条基准轴线要稳定。,（,3,）选用加工比较精确的表面作为基准。,（,4,）尽量统一装配、加工、检测诸基准，以减小工量夹具的设计与制造误差，并方便测量。,通常定向公差项目只需要单一基准；定位公差项目中的同轴度、对称度、可以是单一基准、也可以是组合基准；对于位置度公差，多采用三基面体系。,返回,下一页,上一页,作 业,3-8,3-10,