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1、Jiamusi University 几何精度设计与检测课程内容4-1 概述 4-2 几何公差的标注及其公差带 4-3 公差原则与公差要求 4-4 几何精度设计 4-5 几何误差及其检测4 几何精度设计与检测Jiamusi University 几何精度设计与检测 本章知识点1.几何误差与几何公差的关系； （了解） 2.几何误差的研究对象； （熟悉） 3.几何公差19个特征项目及其公差带的特点； （重点） 4.几何公差在图样上的标注方法； （重点） 5.公差原则和公差要求；（难点） 6.几何公差精度设计的内容及其基本方法； （熟悉） 7.几何公差（未注公差和注出公差）值的选用； （熟悉） 8.
2、形状误差及其评定和最小条件（评定准则）的概念（重点） 9.方向误差及其评定和基准的概念； （了解） 10.位置误差及其评定和基准的概念。 （了解）Jiamusi University经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作 水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到 完全理想而会出现加工误差 。加工误差包括：尺寸误差、几何形状误差、相互位置误差、表面粗糙度。几何精度设计与检测 4.1 概 述零件在加工过程中，致使加工后的零件的实际形状、方向和相互位置，与理想几何体的规定存差异，而相互之间的差异统称 为几何误差。零件在加工过程中，几何量误差是不可避免的。如工件在机 床上的定
3、位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差 。 Jiamusi University几何误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。 几何精度设计与检测 4.1 概 述为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。 Jiamusi University形位公差的新国家标准 ：GBT 19582004产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定；GBT 11841996形状和位置公差未注公差值；GBT 42491996公
4、差原则；GBT166711996 形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB195880形状和位置公差检测规定。几何精度设计与检测 4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测 4.1 概 述几何公差是控制几何误差的：t几何f几何 。几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。在形状上的差异称形状误 差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置 误差，统称为几何量误差。图4.1 零件的形状、方向误差如图4.1 所示，加工后的零件存在 形状误差和方向误 差。Jiamusi University几何精度精度设
5、计与检测4.1.1 几何误差的产生及其影响 1. 几何误差的产生 （1）由于零件在加工中，机床、夹具和刀具等工艺系统本身有误差;2. f几何对零件使用性能的影响 f几何 影响零件的功能要求例如机床导轨直线度、平面度有误差，将影响机床刀架的运动精度。（2）加工过程中有受力变形、振动和磨损等因素产生误差。 f几何 影响零件的配合性质例如孔、轴结合的间隙配合，孔轴表面有形状误差，将会使间隙分布不均，运动时磨损加快，影响寿命和精度。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测例如轴承盖上各螺钉孔的位置不正确，在用螺栓固定时，就会影响自由装配。 f几何 影响零件的自由装配总之
6、，零件几何误差对其工作性能的影响很大，它是衡量机器、仪器产品质量的重要指标。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测4.1.2 几何误差的研究对象几何要素 图4.2 零件的几何要素构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。如图4.2 所示的零件就是由多种几何要素组成的。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测1. 按结构特征分 （1）组成要素（轮廓要素） 组成要素是指零件的表面或表面上的线。例如图4.2中的球面、圆柱面、圆锥面、端平面和圆柱面、圆锥面的素线。图4.2 零件的几何要素4.1 概 述Jiamusi University
7、几何精度精度设计与检测组成要素中按存在的状态又可分为： （a） 公称组成要素是指由技术制图或其他方法确定的理论正确 组成要素。如图4.3（a)所示。（b） 实际（组成）要素是指由接近实际（组成）要素所限定的 工件实际表面的组成要素部分。如图4.3（b)所示。图4.3 几何要素定义之间的相互关系4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测在评定几何误差时，通常以提取组成要素代替实际（组成）要素。提取组成要素是指按规定的方法由实际（组成）要素提取有限 数目的点所形成的实际要素的近似替代。如图4.3（c）中的提取组成要素。图4.3 几何要素定义之间的相互关系4.1 概 述
8、Jiamusi University几何精度精度设计与检测（2） 导出要素（中心要素）导出要素是指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。图4.2 零件的几何要素如图4.2中球心是由组成要素球面得到的导出要素（中心点）、轴线是由组成要素圆柱面和圆锥面得到的导出要素（中心线） 。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测（b） 提取导出要素是指由一个或几个提取组成要素得到的 中心点、中心线或中心面。如图4.3（c)所示。导出要素中按存在状态又可分为：（a） 公称导出要素是指由一个或几个公称组成要素导出的 中心点、轴线或中心面。如图4.3（a) 所示。图4.
9、3 几何要素定义之间的相互关系4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测图样给出了几何公差要求的要素。(1) 被测要素： 如图4.1中所示。图4.1（a）被测要素按其功能要求又可分为：(a) 单一要素是指对要素本身提出形状公差要求 的被测 要素。如图4.1（a）中的。(b) 关联要素是指相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给 出方向或位置公差要求的被测要素 。 如图4.1(a)中 d1的轴线。2. 按检测关系分 4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测是指图样上规定用来确定被测要素的方向或位置的要素。如图4.1（a）中d2的左端
10、 面 。基准理想的基准要素。图4.1（a）图4.1（a）基准要素应当指出，基准要素 本身按其功能要求可以 是单一要素或关联要素。（2）基准要素：4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测4.1.3 几何公差的几何特征、符号和附加符号 1. 几何公差的类型、几何特征及其符号,如表4.1所示 。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测由表4.1可见几何公差分为形状公差(6项)、方向公差（5项 ）、位置公差（6项）和跳动公差（2项）共四类（19项）。其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。方向公差、位置公差和跳动公差是对
11、关联要素提出的几何特征，因此，在大多数情况下都有基准要求。4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测4.1.2. 几何公差的附加符号 如表4.2所示4.1 概 述Jiamusi University几何精度精度设计与检测 4.2 几何公差的标注及其公差带 4.2.1 几何公差的标注 若无法用符号标注，可在技术要求中用文字说明或列表注明。 在技术图样中一般都应用符号标注。形位公差的代号包括：形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号 形位公差的框格有两格或多格组成。第一格填写公差项目的符号；第二格
12、填写公差值及有关符号；Jiamusi University几何精度精度设计与检测(1) 几何特征符号(2) 公差值以线性尺寸单位表示的量值。如果公差带形状为圆形或圆柱形或球时，公差值前应加注符 号“” ；如果公差带形状为球形，公差值前应加注符号“S”如图4.4（e)所示。4.2 几何公差的标注及其公差带 2. 书写内容（3）基准用一个字母表示单一基准，如图4.4（b）所示。Jiamusi University几何精度精度设计与检测用两个或三个字母表示基准体系，如图4.4（c）、（d）所示。用两个字母中间用连字号“一”隔开，表示公共基准，如图4.4 （f）所示。图4.44.2 几何公差的标注及其
13、公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测（4）几何公差补充要求的注写位置a. 当某项几何公差用于几个相同要素时，应在公差框格的上方被测要素的尺寸之前注明要素的个数，并在两者之间加上符号 “”。如图4.4（g）所示。b. 如果需要限制被测要素在公差带内的形状，应在公差框格 的下方注明。如图4.4（h）所示为被测要素的平面度误差不允许凸起。c. 如果需要就某个要素给出几种几何特征的公差，可将一个 公差框格放在另一个的下面。如图4.4（i）所示。图4.44.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测例如若同一要素有直线度要求，又
14、有该要素对下表面的 平行度要求时的标注示例。标注方法 （重叠）B B4.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测2.被测要素的标注方法 用带箭头的指引线从框格的任意一侧引出，并且必需垂直该框格，它的箭头与被测要素相连。指引线引向被测要素时，可以 弯折，一般只弯折一次。 （1）被测要素为组成要素时当几何公差涉及轮廓线或轮廓面时，箭头指向该要素的轮廓线或其延长线（箭头必须与尺寸线明显错开）。 如图4.5 a、b所示。指引线尺寸线4.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测箭头也可指向引出线的水平线，引出
15、线引自被测面，如图4.5（c）所示。图4.5（c）被测表面（2）被测要素为导出要素的标注当几何公差涉及要素的中心线、中心面或中心点时，箭头应 与尺寸线对齐，如图4.6所示。如图4.6（a）如图4.6（b）如图4.6（c）4.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测需要指明被测要素的形式（是线而不是面）时，应在公差框 格附近用符号“LE”注明，如图4.7所示被测要素为线素。(3) 被测要素为线素的标注如图4.7 被测要素为线素4.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测3. 基准要素的标注方法 在技术图样中，无论基准要素的方向如何，基准方格中 的字母都应水平书写，如图4.8中（c）、（d）所示。基准符号由一个标注在基准方框内的大写字母，用细实线与 一个涂黑（或空白）的三角形相连而组成，如图4.8所示。在技术图样中，相对于被测要素的基准采用基准符号标注。 表示基准的字母也要标注在相应被测要素的公差框格内。4.2 几何公差的标注及其公差带 Jiamusi University几何精度精度设计与检测(3) 基准种类根据需要，关联要素的方向或位置由基准或基准体系来确定。基准分为单一基准、公共基准（组合基准）和三基面体系三类 。a. 单一基准是由单个要素建
