几何尺寸公差讲座

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1、几何尺寸公差 根据: GPS- ISO标准, CNOMO PSA-RENAULT标准Michel ZEDE 2005-054H1 1理想几何尺寸与实际几何尺寸标称完整因素标称偏差因素理想因素理想几何尺寸提取的标称完整因素提取的偏差因素实际完整因素 实际几 何尺寸 或 Skin模 型图2 220 120 1公差有什么作用 ? 用于确定最适合的检测过 程用于确定最有能力实现几 何尺寸特性的制造过程3 3公差有什么作用?- 使用唯一性和通用性标准化图示语言交流- 确定最有能力实现几何尺寸要求的零件制造过程- 确定最适合几何尺寸检测要求的零件的检测设备类 型- 确定最适合几何尺寸检测要求的零件的检测过

2、程- 零件的几何尺寸验收- 确定产品-工序的几何尺寸监控计划4 4应在公差表上找到什么 ?1.在检测设备上定位和固定零件的物理条件;支撑 、定位销、夹紧2.与公差特性相关的基准或参考系; 面、孔3.根据ISO标准的尺寸公差和几何尺寸公差5 5检测物理条件Y1YaYaY1SSZ16 6功能特性公差; 公差与基准7 7国际标际标 准化组织组织GPS-ISO Specification Geometrique des Produits 几何尺寸产产品规规范(国际际共同体) ISO Internationnal Standardisation Organisation 国际标际标 准化组织组织 (国际

3、际共同体) CEN Comite Europeen de Normalisation 欧洲标标准化委员员会(欧洲) (ISO标标准)8 8互换理念是由法国将军J.B. Gribeauval于1765年发 展起来的. 其想法就是能将有问题的火枪零件与从战 场上其它火枪和手枪上回收的好的零件进行交换. 从 那时起, 几何尺寸差异的理念才具有了内涵. ISO组织成立于1947年,已制订了18500 多个标准. 法国是国际共同体中这些使用标准的领导者和存放 地.ISO国际组织的所在地位于瑞士的日内瓦.标准化及其历史9 9特别别重申: -标标准不是立法文件或法规规条例. -标标准是正式的基准文件, 每个

4、人都可参照执执 行这这些文件, 但须须本着自由和自愿的原则则. -自由和自愿加入的原则则解释为释为 某个企业业和 国家可以不加入该组织该组织 . ISO标标准与法规规1010ISO 1101标标准几何尺寸公差举举例1111标标准化人员员的概念标标准设计设计 人员员的应应用标标 准GPS概念1212材料最大尺寸确定 -轴轴材料的最大尺寸和孔径材料的最小尺寸O50 -0,1/-0,15O50 +0,15/+0,1O50 -0,1O50 +0,1几何尺寸公差 ML1313汽汽车车车车车车车车 身零件公差身零件公差在汽车车车车 身领领域大多数零件 -是柔性和可变变形的 -是厚度较较小的 (0,7 -

5、3 mm) -不可以用于机加制造1414-需要确定零件在检测设备上的定位和固定的物理 条件; 支撑、定位销、夹紧 -需要在XYZ通用三棱形中标出基准和参考系 (测量 起始点) -需要将公差特性与车辆功能结合起来-需要确定合适的检测工具和检测过程1515-标标注基准; 属于一个零件, 是完美理论论形状的一个 因素 -模拟标拟标 注基准; 不属于零件, 是模拟标拟标 注基准的完 美理论论形状的一个因素 -标标注参考系; 是属于零件的完美理论论形状的多个 标标注基准或模拟拟基准的一个组组体基准的类别类别1616基准的顺序和定义与表示零件在样架上定位的均衡 放置相似. 当在图纸上标注尺寸( 公差)时,

6、 应考虑制造和检测 零件的方法, 使基准符合零件定位所使用的因素. 确实是针对机械零件, 但确实也是针对所有其它零 件.基准的类别1717Z1Z2Z1基准与物理条件 共用基准在方框中的表示基准独立于物理 条件Z2Z21818在圆框中表示检测物理条件Y1YaY1S SZ11919在检测检测 支架上的物理条件定位销销支撑 和 夹紧夹紧2020公差从统计与公差件相关的功能 开始因为一个零件的功能性因素有几何尺寸的功能 要求 反之,一个零件的非功能性因素没有几何尺 寸的要求?车身零件的公差概念车身零件的公差概念2121-减少设计标注尺寸的成本和时间-没有多余无用的尺寸标注(正好满足必需的要求和公差带)

7、-没有遗漏的尺寸标注(与功能有关)-几何尺寸公差的图示书写(ISO基础) -减少制作零件的成本和时间-几何尺寸调整的顺序和返修顺序-适合几何尺寸要求的制造过程-无对公差的影响-注重实际的公差和可实现的公差 -减少计量的成本和时间 -适合几何尺寸要求的检测过程和检具-正好满足质量、数量、频次必需的测量 -减少产品/工序的调整成本和时间-产品公差与工序的一致性-CPA(装配物理条件)/CPC(检测物理条件)以及基准的一致性 -减少零件验收的成本和时间预期的好处预期的好处2222功能定义一种功能符合一个零件相对于其环境应当保证的一种需求或一种约束2323门护板是公差件零件 应当保证相对于其环境, 更

8、准确地说相对于其接触面的一些功能要求销 1销 2外手柄总成 是接触面2424公差定义一种由符号和书写规则构成句法的标准化的图示语言门手柄详图门护板的孔应保证 外手柄总成的机构 通过性Pion 1Pion 2公差概念公差概念2525销 1销 2A门手柄详图CB2A B CA1A2图示语言用ISO标准图 示语言表示公差概念公差概念2626A表示功能A= 安装性 功能公差概念公差概念272770 0,1公差概念公差概念70,5 0,2尺寸公差最小间隙 =70,3- 70,1= 0,2安装性 0k最小 70,3最大70,12828零件合格吗 ?XXXXX公差语言公差语言YYYYY70 0,170,5

9、0,2尺寸公差2929零件尺寸合乎要求, 但不能安装公差语言公差语言尺寸公差零件能安装吗吗?3030定位公差形状公差定向公差公差语言公差语言几何尺寸公差3131平面图功能公差结合形状公差保证窗的安装 性 + 美观性定向公差保证二扇窗的开 启关闭操作定位公差保证窗的定位 安装要求概况3232平面图YESYESYESYESNOYESNOYESYESYESYESNOYESNONONOYESNONONONONONOYES概况对窗座而言所有可能的方 案定位定向形状3333空格 1空格2空格 3箭头表示零件的公差因素公差语言公差语言ISO书写法符号公差基准 3434公差框空格1空格 1空格 2空格 3 -

10、 5公差语言公差语言符号直线线度 平面度圆圆度 圆圆柱度线轮线轮 廓度面轮轮廓度 平行度垂直度倾倾斜度位置度 同轴轴度对对称度圆圆跳 动动全跳动动符号符号特性特性3535空格1公差带空格 3公差框空格 2公差带应该做的公差带的量化原则执行功能的 最大 兼容公差带之间协调知道做的通过最有能力的过程获得公差带 公差语言公差语言3636空格 1IT空格 3 - 5公差框空格2公差带公差带尺寸公差语言公差语言明确说明保证功能的多个因素共同区CZ直径明确说明公差带 - 点 - 轴 - 线 - 直线修改符号名称公差带前修改符号用途公差带后名称用途修改符号3737唯一公差带由多个单独的因素或 一个因素的多个

11、部分组成 ( 一组因素) 公差语言公差语言CZ符号 (共同区)3838无共同区每个面都是平的0,2 0,20,2有共同区图纸要求正确执行独立的原则相同面中2个面 都是平的CZ符号把因素之间连接起来0,5 CZCZ符号 (共同区)2个独立平面的0.2平面度的指示2个共同面或共面性的0.2平面度的 指示3939名称简单基准中间基准共同基准根据零件多个因素 的单一几何 尺寸因素在零件单一因素上 的唯一几何尺寸 因素符合一个孔的轴 或对称轴 ABA尺寸线条必须在 黑色三角的延长线中表示定义AAB标注基准标注基准NF E04-554 ISO 5459公差语言公差语言 基准A AA0,2B B标注基准AB

12、A-B0,4 A-B或 B-AB-A标注基准顺序不重要4040名称定义表示基准系或参考系整体多个 正确理论 定位的几 何尺寸因素ABCAB1,5NF E04-554 ISO 5459AB公差语言公差语言 几何尺寸公差 基准CCo4141A1公差语言公差语言与物理条件不同的基准A2d2A1,A2Z1Z2ss4242与物理条件共同的基准基准Z2Z1ss公差语言公差语言Z1,Z214343+1,5 -0,5 0-0,5+1,5这是一个在标称上不对中的公差偏移基准+1,5 -0,5BCA+1,5 -0,5BCA0+-+-语言举例 :公差框箭头指向偏移的正方 向.BAC公差语言公差语言4444公差带递减

13、方向公差带定位公差带定向公差带形状公差语言公差语言定位公差带O1,5ABC定向公差带0,7B形状公差带0,5公差带规则4545通过该图可对一个因素及其环境之间的关系进行分析分析因素Cp1Cp2Cp3Cp5Cp4AAABBCISO图块公差方法公差方法4646举例: 识别门护板的接触面门护板门里板后视镜角板外手柄总成玻璃密封条防擦条公差方法公差方法4747-安装性 / 过程 -美观性 / 外观 -密封性 -操作功能 -控制功能 -行驶稳定性 -法规 / 安全 -舒适性/ 人机工程学一般功能公差方法公差方法4848将相应的一般功能对应每个接触面门护板门里板后视镜角板外手柄总成玻璃密封条防擦条nBB

14、C A AABCDE公差方法公差方法4949难以表达安装性分解成识别 和表达都更 为简单的 基本功能销 2销 1机构手柄总成门护板加强板功能门护板应保证外手柄总成的安装性公差方法公差方法5050一个基本功能符合一项一般功能的技术解释销 2销 1机构外手柄总成门护板加强板保证面差基本功能一般功能保证密封圈贴紧密封性保证间隙外观美观性保证销1的通过性保证机构的通过性 过程安装性公差方法公差方法5151检测过程5252312456一个棱柱状零件通过6个点状接触面固定 每个接触面锁定一个自由度 (平移方向 或 旋转方向 ) 1233个接触面锁定 : 1 个平移 方向 + 2 个旋转方向45直线2 个接

15、触面 (平面) 锁定: 1个平 移方向 + 1个旋转方向6点接触面 (平面和直线) 锁定: 1 个 平移方向 909090平面在样样架上均衡放置的规则规则5353装配设备SS检测件连接检测设备SS检测物理条件的定义零件装配物理 条件保证装配 零件的功能检测物理条件 表示装配的物 理约束5454在检测设备上连续5次放置、提取、测量零件2 种情况用比较仪测量用三坐标测量仪测量测量具有在样架上均衡定位的代表性测量点测量检测工艺卡的所有测量点验收标准IT Sr16Sr =测量标准偏差IT = 工艺卡测量点公差带 (xi x)2n -1o=检测过程能力5555产产品的符合性5656制造分配的标准定律频次

16、等级标注SO的取样的总标准偏差是 表示取样的总散差特性的参数SO = (xi x)2n-1i = 1nXi = 测量值 x = 算数平均值 n = 测量值次数取样的总标准偏差散差算数平均值SO5757频次等级公差带瞬间散差瞬间散差要通过连续提取多 个制造零件样件确定CAM ;设备固有能力系数CAM = 公差带 瞬间散差 CAM = IT Di 汽车车身方面，如果CAM值 1，设备就有能力实现其特性机器IT 公差带 Di 瞬间散差 i 瞬间标准偏差 W 样件延伸平均值Di = 6ii = W dn* dn* 为连接 W 和 i的系数 5858频次等级公差带总散差 DO根据非连续性制造的零件的一次 单独取样确定总散差CAP ; 生产过程的能力系数CAP = 公差带 总散差 CAP = IT Do 汽车车身方面，如果CAP值 1.33, 生产过程就有能力实现其特性机器材料