《互换性与测量技术基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《互换性与测量技术基础（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、互换性与测量技术基础课次：4授课课题：形位误差和形位公差课题内容：形位误差的评定与检测； 形位公差带定义、特点 本次重点：形位误差的评定 、检测 形位公差精度分析 本次难点：形位公差精度分析作业：4-2参考资料： 何镜民主编 忻良昌主编 课题四 形位误差和形位公差0.008 0.05 A 实例引入， 承上启下A0.05 A 一、 形状误差和形状公差1、形状误差：被测实际要素对理想要素的变动量。 解释概念，2、形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。 明确内容二、 位置误差和位置公差 1、位置误差：关联被测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
2、量。位置公差按几何特征分：*定向公差：具有确定方向的功能，即确定被测实际要素相对基准要素的方向精度。*定位公差：具有确定位置功能，即确定被测实际要素相对基准要素的位置精度。*跳动公差：具有综合控制的能力，即确定被测实际要素的形状和位置两方面的综合精度。零件的形位究竟是多少，该如何评定呢？ 提出问题， 三、 形位误差的评定 引导思考形位误差是指被测要素对其理想要素的变动量。形位误差值小于或等于相应的形位公差值，则认为合格。1、形状误差的评定（1）形状误差的评定准则最小条件所谓最小条件，是指被测实际要素相对于理想要素的最大变动量为最小，此时，对被测实际要素评定的误差值为最小。（2）形状误差值的评定
3、评定形状误差时，形状误差数值的大小可用最小包容区域（简称最小包容区域）的宽度或直径表示。3 个区域比较，引出最小条件、最小区域的概念，用以评定形状误差。2、位置误差的评定*定向误差是被测实际要素对一具有确定方向的理想要素的变动量，该理想要素的方向由基准确定。定向误差值用定向最小包容区域（简称定向最小区域）的宽度或直径表示。定向最小区域是指按理想要素的方向包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的包容区域。通过定向误差的评定分析，比较定向最小区域与最小区域的差别。*定位误差是被测实际要素对一具有确定位置的理想要素的变动量。该理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。定位误差用定位最小包容区域（简称定
4、位最小区域）的宽度或直径表示。定位最小区域是指以理想要素定位来包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的包容区域。明确定位最小区域，引出基准的概念*跳动是当被测要素绕基准轴线旋转时，以指示器测量被测实际要素表面来反映其几何误差，它与测量方法有关，是被测要素形状误差和位置误差的综合反映。跳动的大小由指示器示值的变化确定，例如圆跳动即被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转一周时，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小示值之差。 跳动先给出概念，在跳动公差中再详细介绍*基准基准是具有正确形状的理想要素，在实际运用时，则由基准实际要素来确定。由于实际要素存在形位误差，因此，由实际要素建立基准时，
5、应以该基准实际要素的理想要素为基准，理想要素的位置应符合最小条件。*三基面体系：确定被测要素在空间的理想位置所采用的基准由三个互相垂直的基准平面组成，这三个互相垂直的基准平面组成的基准体系称为三基面体系。第一基准平面三基面体系（含三个基准平面）：第二基准平面第三基准平面零件的基准数量和顺序的确定：根据零件的功能要求来确定，一般零件上面积大、定位稳的表面作为第一基准；面积较小的表面作为第二基准；面积最小的表面作为第三基准。注意：在加工或检测时，设计时所确定的基准表面和顺序不可随意更改，以保证设计时提出的功能要求。、形状误差的检测、评定举例： 典型分析，一般自学，直线度误差的检测： 操作实验，掌握
6、技能。1） 按最小条件求直线度误差 f=7.5um2）按两端点连线法求直线度误差：f=f 1+f2=9.5um一、 形状和位置公差带形位公差带定义：用以限制实际要素变动的区域。有形状、大小、方向、位置。 提出四因素，形位公差带的主要形状：（十种） 便于分析形位公差带大小用以体现形位精度的高低，是由给定的形位公差 t 所确定。一般指形位公差带的宽度或直径，且为全值。 （一）形状公差带 特点对比， 特点：只对要素有形状要求，无方向、位置约束。 分类讨论1、直线度：用以限制被测实际直线对其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，回转体的素线，平面与平面交线和轴线等。（1）在给定平面内的
7、直线度（2）在任意方向上的直线度2、平面度：用以限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标。公差带：是距离为公差值 t 的两平行平面之间的区域。3、圆度：用以限制实际圆对其理想圆变动量的一项指标。职能：它是对圆柱面（圆锥面）的正截面和球体上通过球心的任一截面上提出的形状精度要求。公差带：是指在同一正截面上，半径差为公差值 t 的两同心圆之间的区域。注意：标注圆度时指引线箭头应明显地与尺寸线箭头错开；标注圆锥面的圆度时，指引线箭头应与轴线垂直，而不该指向圆锥轮廓线的垂直方向。 提出难点，进行剖析4、圆柱度：限制实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标。它是对圆柱面所有正截面和纵向截面方向提出的综合
8、性形状精度要求。职能：圆柱度公差可以同时控制圆度、素线直线度和两素线平行度等项目的误差。公差带：是指半径为 t 的两同轴圆柱面之间的区域。授课教案课次：6 授课课题：几何量精度公差原则（一）目的要求：掌握有关作用尺寸、最大实体尺寸、最大实体尺寸边界、最大实体实效尺寸、最大实体实效边界等概念；独立原则、包容要求的基本概念，并会分析应用。重点难点：包容要求的应用分析作业：4-4公差原则*要素的实际状态是由要素的尺寸和形位误差综合作用的结果，因此在设计和检测时需要明确形位公差与尺寸公差之间的关系。*公差原则：处理形状公差或位置公差与尺寸公差之间关系而确立的原则。*公差原则有独立原则；相关原则一、 有
9、关公差原则的基本概念1、作用尺寸和关联作用尺寸（1） 作用尺寸：单一要素的作用尺寸简称作用尺寸 MS。是实际尺寸和形状误差的综合结果。在被测要素的给定长度上，与实际内表面（孔）体外相接的最大理想面，或与实际外表面（轴）体外相接的最小理想面的直径或宽度，称为体外作用尺寸，即通常所称作用尺寸。对于单一被测要素，内表面（孔）的（单一）体外作用尺寸以 Dfe表示；外表面（轴）的（单一）体外作用尺寸以 dfe表示。在被测要素的给定长度上，与实际内表面（孔）体内相接的最小理想面，或与实际外表面（轴）体内相接的最大理想面的直径或宽度，称为体内作用尺寸。对于单一被测要素，内表面（孔）的（单一）体内作用尺寸以
10、Dfi表示，外表面（轴）的（单一）体内作用尺寸以 dfi表示，如图 2-31 所示。（2） 关联作用尺寸：关联要素的作用尺寸简称关联作用尺寸，是实际尺寸和位置误差的综合结果。它是指假想在结合面的全长上与实际孔内接（或与实际轴外接的最大（或最小）理想轴（或理想孔）的尺寸，且该理想轴（或理想孔）必须与基准 A 保持图样上给定的几何关系。2、最大、最小实体状态和最大、最小实体实效状态（1）最大和最小实体状态MMC：含有材料量最多的状态。孔为最小极限尺寸；轴为最大极限尺寸。LMC：含有材料量最小的状态。孔为最大极限尺寸；轴为最小极限尺寸。MMS=Dmin；d maxLMS=Dmax； dmin（2）
11、最大、最小实体实效状态最大实体实效状态 MMVC：是指实际尺寸达到最大实体尺寸且形位误差达到给定形位公差值时的极限状态。最大实体实效尺寸 MMVS：在最大实体实效状态时的边界尺寸。A） 单一要素的最大实体实效尺寸是最大实体尺寸与形状公差的代数和。对于孔：最大实体实效尺寸 MMVSh=最小极限尺寸形状公差对于轴：最大实体实效尺寸 MMVSs=最大极限尺寸+形状公差B） 关联要素的最大实体实效尺寸是最大实体尺与位置公差的代数和。对于孔：最大实体实效尺寸 MMVSh=最小极限尺寸位置公差对于轴：最大实体实效尺寸 MMVSs=最大极限尺寸+ 位置公差在给定长度上，实际尺寸要素处于最小实体状态，且其中心
12、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，称为最小实体实效状态。对于给出定向公差的关联要素，称为定向最小实体实效状态；对于给出定位公差的关联要素，称为定位最小实体实效状态。最小实体实效状态下的体内作用尺寸，称为最小实体实效尺寸。内表面（孔）的最小实体实效尺寸以 DLV表示，外表面（轴）的最小实体实效尺寸以 LV表示，有：对于内表面（孔） D LV=DL+tL=Dmax+tL 对于外表面（轴） d LV=dL-tL=dmin-tL3、理想边界理想边界是设计时给定的，具有理想形状的极限边界。（1）最大实体边界（MMC 边界）当理想边界的尺寸等于最大实体尺寸时，该理想边界称为最大实体边界。
13、（2）最大实体实效边界（MMVC 边界）当理想边界尺寸等于最大实体实效尺寸时，该理想边界称为最大实体实效边界。单一要素的实效边界没有方向或位置的约束；关联要素的实效边界应与图样上给定的基准保持正确几何关系。二、独立原则定义：图样上的形位公差与尺寸公差不仅分别给定且相互无关，被测要素应分别满足各自公差要求。应用独立原则时，形位误差的数值用通用量具测量。三、相关原则定义：指图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的公差原则。根据要素实际状态所应遵守的边界不同，相关原则分：包容要求；最大实体要求；最小实体要求 1、包容要求（遵守 MMC 边界）（1）定义：要求被测实际要素的任意一点，都必须在具有理想形
14、状的包容面内，该理想形状的尺寸为最大实体尺寸。即当被测要素的局部实际尺寸处处加工到最大实体尺寸时，形位误差为零，具有理想形状。（2）包容要求的特点A、 要素的作用尺寸不得超越最大实体尺寸 MMS。B、 实际尺寸不得超越最小实体尺寸 LMS 。按包容原则要求，图样上只给出尺寸公差，但这种公差具有双重职能，即综合控制被测要素的实际尺寸变动量和形状误差的职能。形状误差点用尺寸公差的百分比小一些，则允许实际尺寸的变动范围大一些。若实际尺寸处处皆为MMS，则形状误差必须是零，即被测要素应为理想形状。因此，采用包容原则时的尺寸公差，总是一部分被实际尺寸占用，余下部分可被形状误差占用。（3）包容要求用于单一
15、要素包容原则用于单一要素时，在图样上于极限偏差后或公差带代号后必须加注符号 E 。被测要素必须遵守 MMC 边界。10 0-0。2 E （a ）（a）图中：当被测要素处于最大实体尺寸 10 时，该轴形状误差为零。当被测要素为 LMS=9.98 时，允许的形状误差为最大，可达 0.02mm。10 0-0。2 E01 （b）（b）图与（a ）图区别是对要素规定了最大的直线度要求 0.1mm。即当销轴直径从 10mm 减小到 9.9 mm 时，直线度误差可从 0 增加到 0.1 mm，但当销轴直径从 9.9mm 减小到 9.8mm 时, 直线度误差仍只能为 0.1 mm。课次：7 授课课题：几何量精度公差原则（二）目的要求：进一步理解最大实体实效尺寸、最大实体实
