《公差配合与几何精度检测 教学课件 ppt 作者 王宇平 第2章形位精度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公差配合与几何精度检测 教学课件 ppt 作者 王宇平 第2章形位精度（159页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 形位精度,2.1 形位公差概述,由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响，经过机械加工后， 零件的尺寸、 形状及表面质量均不能做到完全理想而出现的加工误差，归纳起来除了有尺寸误差外，还会出现形状误差、位置误差和表面粗糙度等。,如：车床导轨表面的直线度、平面度不好，将影响刀架的运动精度，从而影响零件的车削质量，如图2-1所示。 另外，如果导轨表面与底面平行度误差过大、床头箱与导轨表面垂直度误差过大等，也会对车削造成影响。 因此，应规定形状和位置公差（简称形位公差）加以限制。,2.1 形位公差概念,图2-1 车床的部分形位公差示例,在实际生产中，形位公差是机械零件加工精度的重要指标。
2、本课题讨论关于形位公差的研究对象、公差项目、标注、公差带、以及形位公差选择应用等内容。,1几何要素 如图2-2（a）所示的顶尖，该顶尖由球面、圆锥面、端平面、圆柱面、轴线、球心等构成。这些构成零件几何特征的点、线、面称为零件的几何要素，简称要素。,2.1.1 形位误差与形位公差基本概念,图2-2 零件的几何要素,2.几何要素分类 (1) 按存在状态分 理想要素：指具有几何学意义的要素，是理想状态下的点、线、面(图样上所画的点、线、面)，如图2-2(b)所示。 实际要素：指零件上实际存在的要素(存在误差的点、线、面)，如图2-2(b)所示。,轮廓要素：是构成零件外廓能为人们直接感觉到的要素。图2
3、-2(a)中球面、圆柱(锥)面、端平面等,及图2-2(b)中圆柱素线、端平面等。 中心要素：是指零件上的球心、圆心、轴线、对称中心面等要素(是看不见、摸不着的，是一种几何表达方式)。如 图2-2(a)中的球心、轴线、图2-2(b)中轴线等。,(3) 按所处地位分,被测要素：是图样上给出了形位公差要求、需要检测的要素。如图2-2(b)中的圆柱面素线、轴线等 。 基准要素：是用来确定被测要素方向、位置的要素，在图样上用基准符号标注，如图2-2(b)中的平面。,(4) 按功能关系分,单一要素：是指仅对被测要素本身给出形状公差要求的要素。如图2-2(b)中的圆柱面素线。 关联要素：是指对被测要素给出位
4、置公差要求、与其它要素有功能关系的要素。如图2-2(b)中的圆柱轴线(相对于平面有垂直度要求)。,3. 形位误差与形位公差,形状误差是指实际要素的形状对其理想形状的变动量，形状公差是对形状误差的限制。仅要求形状公差的实际要素被称为单一要素。 位置误差是指实际要素对其理想要素位置的变动量，理想要素位置由相应基准确定。位置公差是对位置误差的限制，要求位置公差的实际要素被称为关联要素。,1特征项目及符号介绍 按照国家标准，形位公差分为两大类，共14项，各项目的名称及符号见表2-1所示。,2.1.2 形位公差项目及其符号,表2-1 形位公差特征项目及其符号,2. 形位公差的标注 形位公差的标注结构由公
5、差框格、带箭头的指引线和基准符号组成，如图2-3所示,图 2-3 形位公差标注示意图,(1) 公差框格 形状公差有格，位置公差框格有35格。 公差框格一般水平放置，也可以竖直放置，框格中的内容按从左到右（或从下到上）填写：形位公差项目符号、形位公差值、基准代号。如图,图2-4 形位公差框格,(2) 指引线 用带箭头的指引线将形位公差框格与被测要素相连。 按被测要素结构特征分为两种情况： 当被测要素是轮廓要素时，指引箭头应垂直指向轮廓或其延长线上（与尺寸线明显开），如图2-5所示； 当被测要素是中心要素时，指引箭头应与尺寸线对齐，如图2-6所示。,图2-5 被测要素是轮廓要素时的标注,图2-6
6、被测要素是中心要素时的标注,(3) 基准符号 基准符号由短横线、基准连线、圆圈和基准字母组成，如图2-7所示。,图2-7 基准符号的标注,基准要素按结构特征分为两种情况标注： 当基准要素是轮廓要素时，基准连线应垂直于基准或其延长线（与尺寸线明显错开），如图2-3中所示基准B； 当被测要素是中心要素时，基准连线应与尺寸线对齐，如图2-3、图2-6中所示基准A。,形位公差一些特殊标注见表2-2、标注中易出错误见表2-3所示。,表2-2 形位公差的一些特殊标注 单位：mm,表2-3 标注中易出现的错误标注,表2-3 标注中易出现的错误标注,3. 形位公差带 为了形象地表述实际要素的允许变动范围，假设
7、用一种几何图形表示，即形位公差带。 形位公差带是指限制实际要素变动的区域，可以是平面区域或空间区域，只要实际要素在区域内，则被测要素的形状或位置合格，反之不合格。 形位公差带由形状、大小、方向和位置四个因素确定的。,(1) 形状 公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差项目确定。常用的形位公差带形状如表2-4所示。,表2-4 形位公差带的形状及其应用范围,(2) 大小 公差带的大小（即宽度）体现被测要素的精度高低，由公差值t确定。 注意：如果公差带是圆形或圆柱形，在公差值前加注；如果是球形，加注S。,(3) 方向 公差带的方向是指公差带的宽度方向，即误差变动的方向，也是检测方向。 从图样上
8、看，公差带的方向就是指引箭头的方向。如图2-8a中平面度公差带方向为铅垂方向，b中垂直度公差带方向为水平方向。,图2-8 形位公差带方向,(4) 位置 公差带的位置分为浮动和固定两种。 浮动是指形位公差带在尺寸公差带内可随实际尺寸位置的不同而变动，如图29所示。固定是指公差带的位置不随实际尺寸的变动而变化，如图210公差带位置均是固定的。,图2-9 形状公差带,图2-10 位置公差带,2.1.3 形状公差及其公差带 形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动量。形状公差带是限制单一实际要素变动的一个区域。,1. 直线度 直线度公差是被测实际要素对其理想直线的允许变动全量。 它用来控制圆柱体的素线
9、、轴线误差，平面与平面的交线误差等。 直线度分为以下三种情况。,1）在给定平面上的直线度 在给定平面上的直线度的公差带为：在通过轴线的平面内，距离为公差值 t 的两平行直线间的区域。如图1所示，被测表面的素线必须位于平行于正投影面内且距离为公差值0.1mm的两平行直线内。 被测要素：上表面素线 读为：要求上表面内任意直线的直线度公差 为0.1 mm,图1:素线直线度公差带,2）在给定方向上的直线度,公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域 。如图所示，被测棱线必须位于在给定方向上(箭头所指方向上)距离为公差值0.01mm的两平行平面区域内 。 被测要素：棱线 读为：要求棱线的直线度公差为0
10、.1mm,图2:棱线直线度公差带,）任意方向上的直线度, 公差带是直径是为 t 的圆柱面内的区域。如图所示，被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值 0.04的圆柱面内。 注意：公差值前应加注 。 被测要素：圆柱体的轴线（由指引线箭头与尺寸对齐表示） 读为：要求圆柱体轴线的直线度公差为0.04,图 轴线直线度公差带,2. 平面度 平面度公差是被测实际平面对理想平面的允许变动全量。 它用来控制被测实际平面的形状误差。平面度公差带是距离为公差值 t 的两平行平面间的区域。 如图 4 所示，实际平面必须位于间距为公差值 0.1的两平行平面间的区域内。 ,图 平面度公差带,3. 圆度 圆度公差是被测实际圆
11、对理想圆的允许变动全量。它用来控制回转体表面（如圆柱面、圆锥面、球面等）正截面轮廓的形状误差。 圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值 t 的两同心圆间的区域。如图所示，被测圆柱（锥）面任一正截面的轮廓必须位于半径差为公差值 0.0 的两同心圆间的区域内。,图 圆度公差带,被测要素：圆柱(圆锥)正截面内的轮廓圆 读为：要求圆柱（圆锥）任一正截面的圆度公差为0.01 注意：圆柱的圆度也可标注在非圆视图，但圆锥只能标注在非圆视图，且指引箭头垂直于轴线不能垂直于素线,4. 圆柱度,圆柱度公差是被测实际圆柱对理想圆柱所允许的变动全量。它用来控制被测实际圆柱面的形状误差。 圆柱度公差带是半径差为公差值
12、 t 的两同轴圆柱面间的区域。如图所示，被测圆柱面必须位于半径差为公差值 0.05 两同轴圆柱面间的区域内。 被测要素：所指圆柱面 读为：该圆柱面的圆柱度公差为0.03,图 圆柱度公差带,圆柱度公差可以对圆柱表面的纵、横截面的各种形状误差进行综合控制，如正截面的圆度、素线的直线度和过轴线纵向截面内两条素线的平行度误差等。,. 线轮廓度,线轮廓度公差是指任一截面内被测实际曲线相对于理想曲线所允许的变动全量。 公差带是包络一系列直径为公差值t的小圆的两包络线之间的区域(形状为两等距曲线)，诸圆的圆心应位于具有理论正确半径的曲线上。如图所示，在平行于正投影面的任一截面上，实际曲线必须位于直径为公差值
13、0.03mm的对称于理论正确曲线的两包络线之间,a)无基准,b)有基准,图 线轮廓度公差带,被测要素：平面曲线 基准要素：b）为底面 读为：a）要求任一截面内曲线的线轮廓度公差为0.03；b）要求任一截面内曲线相对于底面的线轮廓度公差为0.03 注意：带方框的尺寸称为理论正确尺寸，是用来确定被测要素的理想方向和位置的尺寸（该尺寸不存在误差，因此理论正确尺寸不带公差）,. 面轮廓度,面轮廓度是指被测实际轮廓曲面相对于理想轮廓曲面所允许的变动全量。它用来控制空间曲面的形状或位置误差。 面轮廓度是一项综合公差，它既控制面轮廓度误差，又可控制曲面上任一截面轮廓的线轮廓度误差。,当面轮廓度公差未标注基准
14、时，属于形状公差。 此时公差带是包络一系列直径为公差值 t 的球的两包络面之间的区域，诸球的球心位于具有理论正确几何形状的面上。 当面轮廓度公差注出基准时，属于位置公差。如图所示。 被测要素：曲面 基准要素：b）为底面 读为：a）要求所指表面的面轮廓度公差为0.03； b）要求所指表面相对于底面的面轮廓度公差为0.03,图 面轮廓度公差带,a)无基准,b)无基准,2.1.4 位置公差及公差带 位置公差是关联实际要素的位置对其基准所允许的变动量。 根据功能关系不同，位置公差分为定向公差、定位公差和跳动公差三类。,. 定向公差及公差带 定向公差是关联实际要素对其基准在方向上允许的变动量。 定向公差
15、有平行度、垂直度和倾斜度三项，它们都有面对面、线对面、面对线和线对线几种情况。,定向公差带具有如下特点： （1）相对基准有确定的方向； （2）具有综合控制被测要素方向和形状的功能。 下面学习典型的定向公差的标注示例、公差带定义和解释。,1. 平行度 平行度公差用来控制面对面、线对面，面对线的平行度误差。 1）面对平面的平行度 公差带为距离为公差值 t、且平行于基准的两平行平面间的区域。如图9所示，实际平面必须位于间距为公差值0.03、且平行于基准面 A 的两平行平面间的区域内。 ,图 9 面对面平行度公差带,被测要素：上表面 基准要素：底面 读为：上表面相对于底面的平行度公差为0.03,2）线
16、对面的平行度 公差带是距离为公差值t且平行于基准平面的两平行平面之间的区域 。 如图10所示,被测轴线必须位于距离为公差值0.02且平行于基准底面A的两平行平面之间 。 被测要素：d孔轴线 基准要素：底面 读为：d孔轴线相对于底面的平行度公差为0.02,图 10 线对面平行度公差带,3）面对线的平行度,公差带是距离为公差值t且平行于基准轴线的两平行平面之间的区域 。如图11所示,被测表面必须位于距离为公差值0.03且平行于基准轴线A的两平行平面之间。 被测要素：上表面 基准要素：D孔轴线 读法：上表面相对于D孔轴线的平行度公差为0.03,图 11 面对线平行度公差带,4）线对线的平行度（给定方向上） 公差带是距离为公差值t、且在给定方向上平行于基准线的两平行平面之间的区域 。如图12所示,公差带是距离为公差
