形位公差课件讲义

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1、测量技术-形位公差,数控08202 精密系 孙重阳 办公室：2405,2018/10/17,精密系 孙重阳,第四章 形状和位置公差及检测,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；掌握形位误差的确定方法；掌握形位公差的选用原则；掌握公差原则（独立原则、相关要求）的特点和应用；了解形位误差的检测原则。,2018/10/17,精密系 孙重阳,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

2、（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,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,第一节 概述,2018/10/17,精密系 孙重阳,形位误差对零件使用性能的影响如下： 1）影响零件的功能要求 2）影响零件的配合性质 3）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

3、 GB/T 11841996形状和位置公差 未注公差值 GB/T 42491996公差原则 GB/T 166711996形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求 GB133191991形状和位置公差 位置度公差,2018/10/17,精密系 孙重阳,一、形位公差的研究对象,形位公差的研究对象： 几何要素 构成零件几何特征的点、线、面统称为几何要素(简称要素),2018/10/17,精密系 孙重阳,1.理想要素与实际要素（按存在的状态分 ） 理想要素具有几何意义的要素。 (2) 实际要素零件上实际存在的要素，即加工后得到的要素。2轮廓要素与中心要素（按结构特征分） 轮廓要素组成轮廓的

4、点、线、面。 (2) 中心要素与轮廓要素有对称关系的点、线、面。 3被测要素与基准要素（按检测关系分） (1)被测要素给出了形状或(和)位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。 (2)基准要素用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。理想的基准要素称为基准。 4单一要素和关联要素（按功能要求分） (1)单一要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素。 (2)关联要素对其它要素有功能关系的要素。,2018/10/17,精密系 孙重阳,二、形位公差的特征和符号,2018/10/17,精密系 孙重阳,1公差框格的标注 (1) 第一格 形位公差特征的符号。 (2) 第二格 形位公差数值和有关符号。 (3)

5、第三格和以后各格 基准字母和有关符号。规定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九个字母。,三、形位公差的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明，但应做到内容完整，用词严谨。,图4-10 形位公差框格,2018/10/17,精密系 孙重阳,2被测要素的标注用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连，指引线的箭头指向被测要素，箭头的方向为公差带的宽度方向。指引线必须从一端的中间位置引出。,2018/10/17,精密系 孙重阳,当被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应指在该要素的轮

6、廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开。,图4-12 轮廓要素的标注,被测要素的主要标注方法：,2018/10/17,精密系 孙重阳,(2) 当被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐，当箭头与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头不允许直接指向中心线。,图4-13 中心要素的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,(3) 当被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线(大端或小端)对齐必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线，并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线。,图4-14 圆锥体轴

7、线的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,(4) 当多个被测要素有相同的形位公差(单项或多项)要求时，可以在从框格引出的指引线上绘制多个指示箭头，并分别与被测要素相连；用同一公差带控制几个被测要素时，应在公差框格上注明“共面”或“共线”。,图4-15 多要素同要求的简化标注,图4-16多处要素用同一公差带时的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,(5) 当同一个被测要素有多项形位公差要求，其标注方法又是一致时，可以将这些框格绘制在一起，并引用一根指引线。,图4-17 同一要素多项要求的简化标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,3基准要素的标注无论基准符号在图样上的方向如何，圆

8、圈内的字母均应水平书写,图4-18 基准符号,2018/10/17,精密系 孙重阳,(1) 当基准要素为轮廓线和表面时，基准符号应置于该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时，可以放置在引出线的任一侧，但基准符号的短线不能直接与公差框格相连。,图4-19 轮廓基准要素的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,(2) 当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐；见图4-20a；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线的一个箭头；,图4-20 中心基准要素的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳

9、,(3)当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时，则按图4-21所示方法标注。,图4-21 中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,(4) 任选基准的标注 上下表面均可做基准，已先加工的表面为基准。,图4-22 任选基准的标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,2形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差的最大允许值。 形位公差带具有的四个特征形状、大小、方向和位置。 1）形状 2）大小 3）方向 4）位置,四、形位公差和形位公差带的特征,1形位公差是指实际被测要素对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。,2018/10/17,精密系 孙重阳

10、,第二节、形状公差与公差带,被测要素：为直线、平面、圆和圆柱面。 形状公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能控制被测要素形状误差的大小。 1直线度 其被测要素是直线要素。 1）在给定平面内,0.1,形状公差 是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。 形状公差带 是限制单一实际被测要素变动的区域，零件实际要素在该区域内为合格。,2018/10/17,精密系 孙重阳,2）在给定方向上公差带定义：其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值0.02mm的两平行平面内。,公差带,标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,3）在任意方向上公差带

11、定义：任意方向上的直线度在公差值前加注“ ”，公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。 被测圆柱体d的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱面内。,标注,说明：当箭头与尺寸线相连时，表示被测要素是轴线、对称轴或对称轴。当箭头不与尺寸线相连时，表示被测要素就是零件表面。,2018/10/17,精密系 孙重阳,2平面度其被测要素是平面要素。公差带定义：平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。 图b：被测表面必须位于距离为公差值t的两平行平面内。,标注,图b,2018/10/17,精密系 孙重阳,3圆度 公差带： 在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值t的两同心圆之间

12、。,标注1,标注2,2018/10/17,精密系 孙重阳,4圆柱度 公差带： 被测圆柱面必须位于半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间。,公差带,标注,2018/10/17,精密系 孙重阳,二、轮廓度公差与公差带,理论正确尺寸是用以确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。它仅表达设计时对被测要素的理想要求，故该尺寸不附带公差，标注时应围以框格，而该要素的形状、方向和位置误差则由给定的形位公差来控制。公差带定义：线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆圆心应位于理想轮廓线上。如下图。,2018/10/17,精密系 孙重阳,练习,比较下图所示销轴的三种形位公差带的区别,

13、2018/10/17,精密系 孙重阳,无基准要求,有基准要求,轮廓度公差带,2018/10/17,精密系 孙重阳,第三节 位置公差,位置公差是指关联实际要素的位置对基准要素所允许的变动全量。位置公差带是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素位于此区域内为合格，区域的大小由公差值决定。,2018/10/17,精密系 孙重阳,一、基准,基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。 单一基准由一个要素建立的基准称为单一基准。组合基准(公共基准)由两个或两个以上的要素所建立的一个独立基准称为组合基准或公共基准。,图4-2单一基准,图4-3组合基准,2018/10/17,精密系 孙重阳,3)基准体系(三

14、基面体系)由三个相互垂直的平面所构成的基准体系,2018/10/17,精密系 孙重阳,二、定向公差与公差带,定向公差是指关联实际要素对基准要素在方向上允许的变动全量。 定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度三项。 被测要素相对基准要素都有面对面、线对面、面对线和线对线等四种情况。 定向公差中被测要素相对基准要素为线对线或线对面时，可分为给定一个方向，给定相互垂直的两个方向和任意方向上的三种。,2018/10/17,精密系 孙重阳,1.平行度 1）“面对面”的平行度,a)标注,b)公差带,被测要素：上平面； 基准要素：底面。,2018/10/17,精密系 孙重阳,（1）一个方向 被测要素：D孔轴心；

15、基准要素：另一个孔轴心线。,a) 标注,b)公差带,2）“线对线”的平行度,2018/10/17,精密系 孙重阳,（2）任意方向,a)标注,b)公差带,2018/10/17,精密系 孙重阳,2. 垂直度 面对面,a)标注,b)公差带,2018/10/17,精密系 孙重阳,2）任意方向,b)公差带,2018/10/17,精密系 孙重阳,3. 倾斜度 1）“面对线”倾斜度,b)公差带,2018/10/17,精密系 孙重阳,定向公差具有如下特点： 1) 定向公差带相对基准有确定的方向，而其位置往往是浮动的。 2) 定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。因此在保证功能要求的前提下，规定了定向公差的要素，一般不再规定形状公差，只有需要对该要素的形状有进一步要求时，则可同时给出形状公差，但其公差数值应小于定向公差值。,