公差配合与检测技术第4章形状和位置公差及其检测

《公差配合与检测技术第4章形状和位置公差及其检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公差配合与检测技术第4章形状和位置公差及其检测（160页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4章 形状和位置公差及其检测,课前导读 为了保证零件的互换性，应对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。本章着重介绍了14个形位公差项目，对每一个形位公差项目应熟记其相应符号、公差带特点以及正确的标注方法，并了解常用的检测工具和测量方法。 基础知识 形位公差诸项目定义及其公差带特点。 重点知识 形位公差标注与应用。 难点知识 公差原则,形位公差是用来限制形位误差的。形位公差研究的对象是零件的几何要素。构成零件几何特征的点、线、面称作零件的几何要素，简称要素。如图4-1所示。,4.1.1零件的要素及其分类,图4-1,4.1概述,1. 按存在的状态分 (1)实际要素 零件上实际存在的要素，通常

2、用测得要素来 代替。由于存在测量误差，测得要素并非是实际要素的真 实体现。 (2)理想要素 具有几何学意义的要素，即设计图样上给出 的要素，它不存在任何误差。,2. 按所处的地位分 (1)被测要素 零件设计图样上给出了形状或位置公差要求 的要素，即需要检测的要素。 (2)基准要素 用来确定被测要素方向和（或）位置的要素。 如图4-2中的d圆柱面的轴线。,图4-2 被测要素,3. 按结构特征分 (1)轮廓要素 构成零件外形的要素。 (2)中心要素 对称轮廓要素的对称中心面、中心线或 点。 4. 按功能关系分 (1)单一要素 仅对其本身给出形状公差要求的要素。 (2)关联要素 对其他要素有功能关系

3、的要素，即给出 位置公差要求的要素。,4.1.2形位公差的特征项目符号,表4-1形位公差特征项目及符号,4.1.3形位公差带概念,图4-3 常用的形位公差带形状,形状公差是为了限制形状误差而设置的。除有 基准要求的轮廓度外，形状公差用于单一要素。形状公差项目、标注示例及公差带见表 4-2。,4.2形状公差和位置公差 4.2.1形状公差,表4-2 形状公差项目、公差带及图例,续表,位置公差是为了限制位置误差而设置的。 位置公差分为定向公差，定位公差和跳动公差。,1、定向公差 定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。包括平行度、垂直度、倾斜度三项。 平行度 限制实际要素对基准在平行方向

4、上变动量的一项指标； 垂直度 限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标； 倾斜度 限制实际要素对基准在倾斜方向上变动量的一项指标； 公差带及标注示例见表4-3。,4.2.2位置公差1、定向公差,表4-3 定向公差典型示例,续表,定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。包括同轴度、对称度和位置度三项。 同轴度 限制被测轴线偏离基准轴线的一项指标。 对称度 限制被测中心要素偏离基准中心要素的一项指标。 位置度 限制被测点、线、面的实际位置对其理想位置变动量的一项指标。定位公差带定义及标注示例见表4-4。,2、定位公差,表4-4 定位公差典型

5、示例,跳动公差是关联实际要素对基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。包括圆跳动和全跳动两项。当关联实际要素绕轴线回转一周时为圆跳动，绕基准轴线连续回转时，为全跳动。 圆跳动 限制指定测量面内被测量要素轮廓圆的跳动的一项指标。 全跳动 限制整个被测表面跳动的一项指标。 跳动公差带定义及标注示例见表4-5。,3、跳动公差,表4-5 跳动公差典型示例,形位公差带是限制被测实际要素变动的区域，有大小、形状、方向和位置四个要素。形位公差带的形状取决于被测要素的理想形状和设计要求。各种形状公差带的方向和位置是浮动的，用于限制被测要素的形状误差；各种定向公差带的方向是固定的，位置是浮动的，用于限制

6、被测要素的形状和方向误差；定位公差带的形状、方向和位置都是固定的，用于限制被测要素的形状、方向和位置误差。因此，在选用形位公差值时应满足t形状t定向t定位。,本课小结,4.3.1基准和基准符号,1、基准,基准有三种：单一基准、公共（组合）基准和三基面体系，在确定位置公差时必须给出基准。 （1）单一基准：由一个要素建立的基准，如图4-4所示。 （2）组合基准（公共基准）：由两个或两个以上的要素建立的一个独立基准，如图4-5所示。 （3）三基面体系：由三个互相垂直的基准平面构成的一个基准体系，标注如图4-6a所示。,4.3形位公差的标注,图4-4单一基准,图4-5组合基准,图4-6三基面体系,基准

7、符号由带圆圈的大写字母和粗的短线并用细实线连接而成，如图4-7所示。应注意圆圈内的大写字母必须竖直方向书写。为避免引起误解，表示基准要素的大写字母不得采用E、F、I、J、L、M、O、P、R。这九个大写字母在形位公差的标注中另有含义，详细意义如表4-6.,2.基准符号,图4-7 基准符号,表4-6 形位公差标注中的部分附加符号及意义,公差框格为矩形方框，由两格或多格组成。公差框格在图样上一般为水平放置，当受空间限制时，也允许将框格垂直放置。对于水平放置的公差框格，应从框格的左边起，第一格填写公差项目的符号，第二格填写公差值，公差值用线性值，如公差带是圆形或圆柱形，则在公差值前加注，如是球形的则加

8、注S。从第三格起填写代表基准的字母。当公差框格在图面上垂直放置时，应从框格下方的第一格起填写公差项目符号，顺次向上填写公差值，代表基准的字母等。图4-8是公差框格填写示例。,4.3.2公差框格,公差框格中填写的公差值必须以毫米为单位。代表基准的字母A、B、C依次为第一、第二和第三基准，如图4-8b所示。基准的顺序在公差框格中是固定的，总是第三格填写第一基准，依次填写第二、第三基准，而与字母在表中的顺序无关。此外，组合基准采用两个字母中间加一短横线的形式，如图4-8f所示。,图4-8 公差框格填写示例,1、轮廓要素当被测要素是轮廓要素时，箭头应指向要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明

9、显地错开，如图4-9所示。应注意：圆度标注的指引线箭头必须垂直指向回转体的轴线。,4.3.3被测要素的表示方法,2、中心要素当被测要素是中心要素时，箭头应对准尺寸线，即与尺寸线的延长线重合。被测要素指引线的箭头，可兼作一个尺寸箭头，见图4-10。,1、轮廓要素 当基准要素是轮廓要素时，基准符号的短横线应靠近基准要素的轮廓线或轮廓面，也可靠近轮廓的延长线，但连线必须与尺寸线明显分开，如4-11所示。 2、中心要素 当基准要素是中心要素时，基准符号中的连接（细实线）应对准尺寸线，基准符号中的短横线也可以代替尺寸线的一个箭头，如图4-12所示。,3、任选基准的标注在设计时，对于形状完全对称的零件，为

10、了保证零件在装配时无论正反，上下颠倒均能互换，应规定任选基准，如图4-13所示。对于任选基准，在检验时一般要进行两次，分别采用不同的测量基准，以其中误差较大者作为判定合格与否的依据，故一般不要随意采用。,4.3.4基准要素的表示方法,4、基准目标的标注 当需要在基准要素上指定某些点，线或局部表面来体现各基准平面时，应标注基准目标，基准目标的标注方法可以参照有关标准。还要注意有些标注方法是不允许使用的，如图4-14所示。,图4-13 任选基准的标注,图4-14 不允许使用的基准标注方法,1、一个要素具有多项公差要求，可以将多个公差框格叠放在一起，使用一条指引线，如图4-15所示。 2、一项公差要

11、求适用于多个要素，可使用一个公差框格，在一条指引线上分出多个带箭头的线分别指到多个要素，如图4-16所示。当不便于分别指到多个要素时，还可以采用无引线框格加T尾箭头的方法标注，如图4-17所示，但要注意别忘了在公差框格上方写清相应的要素数量标记，（而公差框格下方一般标注解释性说明的文字）。,3、全周符号的标注。对于被测要素范围为整个外轮廓线或整个外轮廓面时，可采用全周符号标注，以简化图面，如图4-18a所示，表示了对所有素线与曲线的要求，如图4-18b则表示了对所有平面及曲面的要求。,4.3.5常用的简化标注方法,图4-18 全周符号的标注,图4-15 一个要素具有多项公差要求的标注,图4-1

12、7 一项公差要求适用于多个要素的标注（二）,图4-16 一项公差要求适用于多个要素的标注（一）,其它标注方法与附加符号密切相关。如延伸公差带，如图4-19所示，为保证两相配件配合时能顺利装入，则需将被测要素的公差带延伸到工件实体之外，以控制工件外部的公差带称为延伸公差带。延伸公差带的标注用符号 表示，并要求注出其延伸范围。,图4-19 延伸公差带的标注,4.3.6其它标注方法,表4-6和表4-7所示为形位公差标注中部分附加符号的意义。,本课小结,零件加工后的形状及其构成要素之间的位置与理想的形状和位置之间的差异，即是形状误差和位置误差，简称形位误差。零件的形位误差直接影响零件的使用性能。 形位

13、公差是用来限制形位误差的。形位公差研究的对象是零件的几何要素。包括实际要素和理想要素；被测要素和基准要素；单一要素和关联要素；轮廓要素和中心要素等 。 国家标准规定了14种形位公差项目，熟练掌握形位公差项目符号及形位公差的标注非常重要。学习时要特别注意中心被测要素和中心基准要素的标注方法。,4.4.1有关术语及定义,1、体外作用尺寸体外作用尺寸是对零件装配起作用的尺寸。 在被测要素的给定长度上，与实际轴（外表面）体外相接的最小理想孔（内表面）的直径（或宽度）称为轴的体外作用尺寸dfe；与实际孔（内表面）体外相接的最大理想轴（外表面）的直径（或宽度）称为孔的体外作用尺寸Dfe，如图4-20所示。

14、对于关联实际要素，该体外相接的理想孔（轴）的轴线（非圆形孔、轴则为中心平面）必须与基准保持图样上给定的几何关系。,4.4 公差原则,图4-20 实际尺寸和作用尺寸,单一要素的体外作用尺寸,关联要素的体外作用尺寸,2、体内作用尺寸体内作用尺寸是对零件强度起作用的尺寸。 在被测要素的给定长度上，与实际轴（外表面）体内相接的最大理想孔（内表面）的直径（或宽度）称为轴的体内作用尺寸dfi，与实际孔（内表面）体内相接的最小理想轴（外表面）的直径（或宽度）称为孔的体内作用尺寸Dfi，如图4-20所示。对于关联实际要素，该体内相接的理想孔（轴）的轴线（非圆形孔、轴则为中心平面）必须与基准保持图样中给定的几何

15、关系。,单一要素的体内作用尺寸,3、最大实体状态和最大实体尺寸最大实体状态MMC是实际要素在给定长度上，处处位于极限尺寸之间并且实体最大时（占有材料量最多）的状态。最大实体状态对应的极限尺寸称为最大实体尺寸MMS。显然，轴的最大实体尺寸dM就是轴的最大极限尺寸dmax，孔的最大实体尺寸DM就是孔的最小极限尺寸Dmin。4、最小实体状态和最小实体尺寸最小实体状态LMC是实际要素在给定长度上，处处位于极限尺寸之间并且实体最小时（占有材料量最少）的状态。最小实体状态对应的极限尺寸称为最小实体尺寸LMS。显然，轴的最小实体尺寸dL就是轴的最小极限尺寸dmin，孔的最小实体尺寸DL就是孔的最大极限尺寸D

16、max。,图4-21 （4-22） 最大（最小）实体状态,图4-21,图4-22,5最大实体实效状态和最大实体实效尺寸 最大实体实效状态（MMVC）是在给定长度上，实际要素处于最大实体状态，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差时的综合极限状态。与最大实体实效状态对应的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸（MMVS）。对于轴，它等于最大实体尺寸dM加上带有 的形位公差值t，即dMV = dmax+ t （4-1） 对于孔，它等于最大实体尺寸DM减去带有 的形位公差值t，即DMV = Dmin t （4-2）,最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸 (MMVS),关联要素的最大实体实效尺寸和最大实体实效状态,6最小实体实效状态和最小实体实效尺寸 最小实体实效状态（LMVC）是在给定长度上，实际要素处于最小实体状态，且其中心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。最小实体实效状态对应的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸（LMVS）。对于轴，它等于最小实体尺寸dL减去带有 的形位公差值t，即dLV = dmin t （4-3） 对于孔，它等于最小实体尺寸DL加上带有 的形位公差值t，即DLV = Dmax+ t （4-4）,