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1、,模块三 检测形位公差学 习 指 导本章学习目的是掌握形位公差和形位误差的基本概念，熟悉形位公差国家标准的基本内容，为合理选择形位公差打下基础。学习要求是掌握形位公差带的特征（形状、大小、方向和位置）以及形位公差在图样上的标注、识读；了解形位误差的检测。,概述 零件在加工时，不仅尺寸会产生误差，其构成要素的几何形状以及要素与要素之间的相对位置，也会产生误差。下页图示，台阶轴加工后的各实际尺寸虽然都在尺寸公差范围内，但可能会出现鼓形、锥形、弯曲、正截面不圆等形状，这样，实际要素和理想要素之间就有一个变动量，即形状误差。,轴加工后各段圆柱的轴线可能不在同一条轴线上(下页图）。这样实际要素与理想要素
2、在位置上也有一个变动量，即位置误差。,加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置，与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。设计机器时，须对零件的形状、位置误差予以合理的限制，执行国标规定的形状和位置公差(形位公差）。,下页图轴套的外圆可能产生以下误差：外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）；外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）；外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）。,轴 套,加工后外圆的形状和位置误差,形位误差对零件
3、使用性能的影响如下： 影响零件的功能要求 影响零件的配合性质 影响零件的互换性 现行国家标准主要有：GB/T 11821996形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示法；GB/T 11841996形状和位置公差 未注公差值；GB133191991形状和位置公差 位置度公差。,任务1 认识检测形位误差的常用量具和量仪一.形位误差的检测1.与理想要素比较原则：将被测量要素与其理想要素相比较，量值由直接法或间接法获得。理想要素用模拟法获得。2.测量坐标值原则：测量被测要素的坐标值，并经过数据处理，获得形位误差。,3.测量特征参数原则：测量被测实际要素具有代表性的参数（特征参数）来表示形位误差。特征
4、参数是指能近似反映形位误差的参数。4.测量跳动量原则：被测实际要素绕基准轴线回转过程中，指示器最大与最小读数之差即为跳动误差。5.控制实效边界原则：检测被测实际要素是否超出最大实体实效边界，以判断零件合格与否一般采用综合量规来进行检验。,二.常用量具和量仪的维护保养1.测量前应将测量器具的测量面和工件的被测表面擦洗干净，以免赃物存在影响测量精度和加快磨损。2.测量器具在使用过程中，不能和刀具、工具等堆放在一起，以免碰伤测量器具；也不能随便放在机床上，以免机床振动而使测量器具掉落而损坏。3.测量器具不能当其他工具使用。,4.温度对测量结果的影响很大，精密测量一定要在20左右进行；一般测量可在室温
5、下进行。测量器具不能放在热源附近，以免受热变形而失去精度。5.不要把测量器具放在磁场附近，以免使测量器具磁化，尤其是数显量具。6.发现测量器具尤其是精密测量器具具有不正常现象（表面不平、有毛刺、有锈斑、尺身弯曲变形、活动零部件不灵活等）时，不允许自行拆修，应及时送计量室检修。,7.测量器具应经常保持清洁。使用后及时擦干净，并涂上防锈油放在专用盒子里，存放在干燥处。8.精密测量器具应定期送计量室（计量站）检定，以免其示值误差超差而影响测量结果。,三.认识刀口形直尺1.刀口形直尺应用：主要用光隙法或涂色法检验精密平面的直线度和平面度。2.使用刀口直尺时的注意事项使用前，应检查刀口形直尺的测量面不得
6、有划痕、碰伤、锈蚀等缺陷，表面应清洁光亮。使用刀口形直尺时，手应握持绝热板，避免温度影响和产生锈蚀，更不得碰撞。,四.认识塞尺（厚薄规）1.塞尺的应用：用来检验两个结合面之间缝隙大小的片状定值量具。塞尺有两个平行的测量面，每套塞尺由若干片组成，分有13片、14片、17片、20片、21片等几种规格。2.使用塞尺的注意事项塞尺可单片使用，也可多片叠起来使用，在满足所需尺寸的前提下，片数减少越少越好。,塞尺的尺片很薄。使用时切忌弯曲和折断。测量时不能用力太大，不能测量文档较高的工件，用完后要擦拭干净，及时合到夹板中。五.认识平板1.平板的应用：一般用于检定或用作精密测试中基准定位面。铸铁平板用3个支
7、撑点调整水平面。0级、1级、2级铸铁平板一般用于检验工作。,2.使用平板时的注意事项：铸铁平板在使用时应注意在整个工作面上进行，以避免因局部使用过于频繁而磨损过多。六.认识指示表（百分表、千分表）1.钟面式百分表:测量范围为03mm、05mm、010mm。2.钟面式千分表：测量范围为01mm、02mm、03mm、 05mm 。,3.数显百分表七.认识坐标测量机,任务2 识读形状公差的标注一.形状公差和形状误差1.形状误差：指实际形状对理想形状的变动量。零件的形状误差越大，其形状精度越低；反之，则越高。2.形状公差：指实际要素的形状所允许的变动全量。也就是被测要素在形状上相对理想要素所允许的最大
8、变动量。,3.形状公差项目,4.形位公差附加符号,5.形状公差的标注和理解结构组成：公差框格和指引线。a.公差框格由两格组成：形状公差项目符号、公差值和附加符号（P67），一般水平放置，线型为细实线。b.指引线由细实线和箭头组成，用来连接形状公差框格和被测要素。,c.指引线的位置：原则上从公差框格一端的中间位置引出，并保持与公差框格端线垂直，箭头置于被测要素的轮廓线（或其延长线）上，指引线可以曲折，但一般不多余两次。 见下下页图,注：当被测要素为轮廓要素时，形状公差代号的指引线箭头应指在表示相应轮廓要素的线（或其延长线）上，并明显地与尺寸线错开。 当被测要素为中心要素时，形状公差代号的指引线箭
9、头应与该要素轮廓的尺寸线对齐。下页图,特殊情况的标注a.当同一要素的公差值在全部要素内任一部分有进一步的限制时的标注图ab.当几个被测要素有同一数值的形状公差要求时的标注图bc.用同一形状公差控制几个被测要素时的标注图cd.当指引线的箭头与尺寸线的箭头重叠时，尺寸线的箭头省略图d 下页图,插图P69图3-15,二.形状公差带：用来限制被测实际要素变动的区域。它是一个几何图形，只要被测要素完全落在给定的公差带内，就表示被测要素的形状符号设计要求。1.形状公差带的形状：由被测要素的理想形状和给定的公差特征所决定。见下页表,插图P68表3-5,2.形状公差带的大小：用以体现形状精度要求的高低，由公差
10、值t确定，即公差带的宽度或直径等。见上页表3.形状公差的方向：指组成公差带的几何要素的延伸方向，从图样上看，是与指引线箭头方向相垂直的方向。见下页图,插图P69图3-13,4.形状公差带的位置：与实际尺寸有关，随着实际尺寸的不同而变动。插图P69图3-14,三.零件的要素1.理想要素和实际要素理想要素：具有几何意义的要素，即绝对准确，不存在任何形位误差的要素。实际要素：零件上实际存在的要素，是具有几何误差的要素。2.被测要素和基准要素被测要素：图样上给出形状（或位置）公差要求的点、线、面，是检测的象；也就是指引线箭头指向的点线面。,基准要素（基准）：用来确定被测要素的方向或（和）位置的要素。3
11、.单一要素和关联要素单一要素：仅对其本身给出了形状公差的要素，与零件上其他要素无功能关系。关联要素：与其他要素有功能关系的要素。指要素之间具有某种确定的方向或位置关系。,4.轮廓要素和中心要素轮廓要素：构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、面。中心要素：表示轮廓要素的对称中心的点、线、面。,要素：,任务3 检测直线度误差被测要素为直线、平面、圆和圆柱面 1.直线度公差含义：限制被测实际直线对理想直线变动量的一项指标。被限制的直线有平面内的直线、直线回转体（圆柱、圆锥）上的素线、平面与平面的交线（形成空间直线）和轴线等。2.种类、标注、公差带情况及检测,直线度公差可分为下列三种情况。在给定平
12、面内：表面上的各条素线直线度公差为0.01mm。被测表面的素线是指用平行投影的平面截割零件。所得零件表面与截平面的交线。含义：保持表面的素线必须位于平行与图样所示投影面且距离为公差值0.01mm的两平行线之间。标注和公差带见下页图,在给定平面内直线度的标注和公差带,检测：刀口形直尺、塞尺光隙法估读 插图P78图3-32,在给定方向上：圆柱面上任一素线直线度公差为0.02mm。当直线度限制的要素是空间直线时，就需要明确所限制的方向。含义：被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.02mm的两平行平面之内。 标注和公差带见下页图,在给定方向上直线度的标注和公差带,检测：刀口形直尺、塞尺光隙法估读
13、插图P78图3-32,在任意方向上：圆柱面轴线在任意方向上的直线度公差为0.01mm。被测直线在围绕一周内的任何方向都有直线度要求。常用于表达回转体类零件轴线的形状精度要求。含义：被测圆柱体的轴线必须位于直径为公差值0.01mm的圆柱内。标注和公差带见下页图,任意方向上直线度的标注和公差带,检测：平板、顶尖架、带指示表的支架、指示表（百分表或千分表）。各测点读数差之半（Ma-Mb）/2插图P78图3-33,任务4 检测平面度误差1.平面度公差：限制被测实际表面对其理想平面变动量的一项指标。 零件上表面的平面度公差为0.06mm。含义：平面度的公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。被测表
14、面必须位于距离为公差值0.06mm的两平行平面之间。2.标注、公差带情况及检测 标注和公差带见下页图,平面度的标注和公差带,3.平面度的检测：平板、指示表、指示表支架。F=Mmax-Mmin插图p80图3-38,任务5 检测圆度和圆柱度误差一.圆度公差1.圆度公差：限制被测实际圆对其理想圆变动量的一项指标（用半径计量两个同心圆的半径差）。圆柱表面的圆度公差为0.02mm。含义:被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为0.02mm的两同心圆之间。2.标注、公差带情况及检测标注和公差带见下页图,被测表面为圆柱面的圆度的标注和公差带,3.检测：圆度仪。f的最大值公差值插图P84图3-45,二.圆柱
15、度公差1.圆柱度公差：限制被测实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标。可以同时控制圆度、素线和轴线的直线度，以及两条素线的平行度等，是评定圆柱形零件形状精度的一个较好的综合指标。 圆柱面的圆柱度公差为0.05mm。含义:半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。 被测圆柱面必须位于公差值0.05mm的两同心圆柱面之间。2.标注、公差带情况及检测标注和公差带见下页图,圆柱度的标注和公差带,3.检测：平板、V形架、带指示表的支架。所用读数中最大与最小读数的差值的一半。（Mmax-Mmin)/2插图P84图3-47,圆度和圆柱度的区别： 圆度公差用于控制圆柱面、圆锥面等回转体表面的横截面内轮廓的形
16、状误差； 圆柱度公差则可圆柱面控制横剖面和轴剖面内的各种形状误差。,任务7 识读位置公差的标注一.位置公差和位置误差1.位置误差：指被测实际要素的方向或位置对理想要素的变动量。零件的位置误差越大，其位置精度越低；反之，则越高。2.位置公差：指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。形状公差和位置公差统称形位公差。,3.位置公差项目,4.位置公差的标注和理解结构组成：公差框格、指引线、基准代号。a.公差框格由三格组成：位置公差项目符号、公差值和基准代号，一般水平放置，线型为细实线。b.指引线由细实线和箭头组成，用来连接形状公差框格和被测要素。,c.指引线的位置：原则上从公差框格一端的中间位置引出，并保持与公差框格端线垂直，箭头置于被测要素的轮廓线（或其延长线）上，指引线可以曲折，但一般不多余两次。 基准符号和代号见下页 图 标注见下下页图,
