第6章幾何精度設(shè)計(jì)及表面精度設(shè)計(jì)

1、一、一、幾何精度設(shè)計(jì)幾何精度設(shè)計(jì) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容二二、表面精度設(shè)計(jì)表面精度設(shè)計(jì) 幾何精度設(shè)計(jì)是產(chǎn)品幾何精度設(shè)計(jì)的重要幾何精度設(shè)計(jì)是產(chǎn)品幾何精度設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于那些對(duì)幾何精度有較高要內(nèi)容。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于那些對(duì)幾何精度有較高要求的幾何要素，應(yīng)在圖樣上注出它們的幾何求的幾何要素，應(yīng)在圖樣上注出它們的幾何公差（公差（注出公差注出公差）。而對(duì)采用一般加工工藝）。而對(duì)采用一般加工工藝就能夠達(dá)到的形位精度，應(yīng)采用幾何公差的就能夠達(dá)到的形位精度，應(yīng)采用幾何公差的一般公差（一般公差（未注公差未注公差）。）。主要任務(wù)： 1 1、確定公差項(xiàng)目；、確定公差項(xiàng)目； 2 2、確定基準(zhǔn)；、確定基準(zhǔn)； 3 3

2、、確定公差值、確定公差值。選擇形位公差項(xiàng)目主要考慮的因素選擇形位公差項(xiàng)目主要考慮的因素: : （1 1）零件的形體結(jié)構(gòu)）零件的形體結(jié)構(gòu)軸類軸類零件常用項(xiàng)目有：零件常用項(xiàng)目有：箱體箱體零件常用項(xiàng)目有：零件常用項(xiàng)目有：盤套類盤套類零件常用項(xiàng)目有：零件常用項(xiàng)目有：（2 2）對(duì)零件的功能要求）對(duì)零件的功能要求（3 3）經(jīng)濟(jì)性）經(jīng)濟(jì)性項(xiàng)目盡量少項(xiàng)目盡量少檢測(cè)要方便檢測(cè)要方便（4 4）公差項(xiàng)目的代替應(yīng)用）公差項(xiàng)目的代替應(yīng)用 圓柱度公差包含：圓度、直線度、平行度。圓柱度公差包含：圓度、直線度、平行度。徑向圓跳動(dòng)包含：圓度、同軸度。徑向圓跳動(dòng)包含：圓度、同軸度。軸向全跳動(dòng)包含：平面度、角度偏差軸向全跳動(dòng)包含：

3、平面度、角度偏差。 當(dāng)端面的平面度當(dāng)端面的平面度誤差較小時(shí)，可以誤差較小時(shí)，可以用由角度偏差代替用由角度偏差代替端面全跳動(dòng)端面全跳動(dòng) ； 當(dāng)角度偏差較小當(dāng)角度偏差較小時(shí)，可以用端面全時(shí)，可以用端面全跳動(dòng)代替平面度跳動(dòng)代替平面度 。 (1) 遵守遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位原則，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)應(yīng)盡量統(tǒng)一。基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)應(yīng)盡量統(tǒng)一。 (2) 應(yīng)選擇尺寸精度和形狀精度高、尺寸較應(yīng)選擇尺寸精度和形狀精度高、尺寸較大、剛度較大的要素作為基準(zhǔn)。大、剛度較大的要素作為基準(zhǔn)。 (3) 選用的基準(zhǔn)應(yīng)正確標(biāo)明，注出代號(hào)，選用的基準(zhǔn)應(yīng)正確標(biāo)明，注出代號(hào)，必要時(shí)可標(biāo)注

4、基準(zhǔn)目標(biāo)。對(duì)具有對(duì)稱形狀、裝必要時(shí)可標(biāo)注基準(zhǔn)目標(biāo)。對(duì)具有對(duì)稱形狀、裝配時(shí)無(wú)法區(qū)分正反形體時(shí)，可采用任選基準(zhǔn)。配時(shí)無(wú)法區(qū)分正反形體時(shí)，可采用任選基準(zhǔn)。 選擇原則選擇原則： 在滿足零件功能的前提下，選在滿足零件功能的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)的公差值。取最經(jīng)濟(jì)的公差值。 選擇方法選擇方法： 根據(jù)零件的功能要求，考慮加根據(jù)零件的功能要求，考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、剛性，除了位置度工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、剛性，除了位置度需要計(jì)算外，其余一般按類比法選擇。需要計(jì)算外，其余一般按類比法選擇。 注：注：三者公差協(xié)調(diào)，當(dāng)要求尺寸和形狀誤差限制在三者公差協(xié)調(diào)，當(dāng)要求尺寸和形狀誤差限制在MMCMMC內(nèi)，應(yīng)內(nèi)，應(yīng)滿足：

5、滿足：T形狀形狀 T位置位置 T尺寸尺寸（1 1）形位公差等級(jí)的規(guī)定）形位公差等級(jí)的規(guī)定一般項(xiàng)目：一般項(xiàng)目： 1 1、2 2、3 31212級(jí)級(jí)圓度、圓柱度：圓度、圓柱度： 0 0、1 1、2 21212級(jí)級(jí)位置度公差：位置度公差： 計(jì)算確定，無(wú)等級(jí)計(jì)算確定，無(wú)等級(jí)線、面輪廓度：線、面輪廓度： 無(wú)等級(jí)無(wú)等級(jí)表表66 直線度、平面度；平行度、垂直度、傾斜度；直線度、平面度；平行度、垂直度、傾斜度；同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)公差值同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)公差值表表67 圓度、圓柱度公差值圓度、圓柱度公差值 （1 1）難加工零件應(yīng)適當(dāng)降低）難加工零件應(yīng)適當(dāng)降低1 12 2級(jí)級(jí) l）孔相對(duì)于

6、軸；）孔相對(duì)于軸；2）細(xì)長(zhǎng)軸或深孔；）細(xì)長(zhǎng)軸或深孔； 3）相距較遠(yuǎn)的兩軸或兩孔；）相距較遠(yuǎn)的兩軸或兩孔； 4）寬度較大（一般大于長(zhǎng)度的二分之一）的零件）寬度較大（一般大于長(zhǎng)度的二分之一）的零件 矩形表面；矩形表面；5）線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的平行度；）線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的平行度； 6）線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的垂直度。）線對(duì)線和線對(duì)面相對(duì)于面對(duì)面的垂直度。（2 2）同一要素規(guī)定多項(xiàng)形位公差要避免矛盾）同一要素規(guī)定多項(xiàng)形位公差要避免矛盾 1）同一表面上線的形狀公差應(yīng)小于面的形狀公差）同一表面上線的形狀公差應(yīng)小于面的形狀公差2）同一要素的形狀公差值應(yīng)小于其定向公差值）同一要素的形狀公

7、差值應(yīng)小于其定向公差值 3）同一要素的定向公差應(yīng)小于其定位公差）同一要素的定向公差應(yīng)小于其定位公差 同一要素的形狀公差應(yīng)小于其定位公差同一要素的形狀公差應(yīng)小于其定位公差4）跳動(dòng)公差具有綜合控制的功能）跳動(dòng)公差具有綜合控制的功能5、公差原則的選擇、公差原則的選擇 應(yīng)根據(jù)被測(cè)要素的功能要求，充分發(fā)揮公差的職能和采取該應(yīng)根據(jù)被測(cè)要素的功能要求，充分發(fā)揮公差的職能和采取該公差原則的可行性、經(jīng)濟(jì)性。公差原則的可行性、經(jīng)濟(jì)性。 獨(dú)立原則獨(dú)立原則用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無(wú)聯(lián)系，保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注別滿足要求，或兩者無(wú)聯(lián)系

8、，保證運(yùn)動(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。公差等場(chǎng)合。 包容要求包容要求主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。 最大實(shí)體要求最大實(shí)體要求用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配性（無(wú)配合性質(zhì)要求）的場(chǎng)合。性（無(wú)配合性質(zhì)要求）的場(chǎng)合。 最小實(shí)體要求最小實(shí)體要求主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場(chǎng)合。主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場(chǎng)合。 可逆要求可逆要求與最大（最?。?shí)體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，與最大（最小）實(shí)體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴(kuò)大了被測(cè)要素實(shí)際尺寸的范圍，提高了效益。在不影響使擴(kuò)大了被測(cè)要素實(shí)際尺寸的

9、范圍，提高了效益。在不影響使用性能的前提下可以選用。用性能的前提下可以選用。公差原則選擇參考表公差原則選擇參考表 公差原則選擇參考表（續(xù)）公差原則選擇參考表（續(xù)） 1 1、未注形位公差的概念、未注形位公差的概念 指零件上的要素要求較低，其公差值無(wú)需在指零件上的要素要求較低，其公差值無(wú)需在圖樣上注出，但應(yīng)符合未注公差值的有關(guān)規(guī)定。圖樣上注出，但應(yīng)符合未注公差值的有關(guān)規(guī)定。未注公差值應(yīng)符合工廠的常用精度等級(jí)。未注公差值應(yīng)符合工廠的常用精度等級(jí)。 2 2、未注形位公差的規(guī)定、未注形位公差的規(guī)定（見(jiàn)表（見(jiàn)表6.96.96.126.12）分別規(guī)定了分別規(guī)定了H H、K K、L L三個(gè)公差三個(gè)公差等級(jí)，（

10、相當(dāng)于等級(jí)，（相當(dāng)于10101212級(jí)）級(jí)）其余項(xiàng)目由相應(yīng)的尺寸公差或上述未注公差代替。其余項(xiàng)目由相應(yīng)的尺寸公差或上述未注公差代替。最大實(shí)體要求應(yīng)用實(shí)例最大實(shí)體要求應(yīng)用實(shí)例如圖所示，被測(cè)軸應(yīng)滿足下列要求：如圖所示，被測(cè)軸應(yīng)滿足下列要求：實(shí)際尺寸在實(shí)際尺寸在11.95mm12mm之內(nèi)；之內(nèi)；實(shí)際輪廓不得超出關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效邊界，即關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不實(shí)際輪廓不得超出關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效邊界，即關(guān)聯(lián)體外作用尺寸不大于關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效尺寸大于關(guān)聯(lián)最大實(shí)體實(shí)效尺寸dMMVS=dMMS+t=12.04mm當(dāng)被測(cè)軸處在最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線對(duì)當(dāng)被測(cè)軸處在最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，其軸線對(duì)A基準(zhǔn)軸線的同軸度誤差基準(zhǔn)軸線的同

11、軸度誤差允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的同軸度公差（允許達(dá)到最大值，即等于圖樣給出的同軸度公差（ 0.04 ）與軸的）與軸的尺寸公差（尺寸公差（0.05）之和（）之和（ 0.09 ）。）。12 -0. 0525 -0.05 0.04 M A 00習(xí)題分析習(xí)題分析指出圖中沒(méi)有按下列形位公差要求標(biāo)注的錯(cuò)誤，并加以改正。指出圖中沒(méi)有按下列形位公差要求標(biāo)注的錯(cuò)誤，并加以改正。 兩個(gè)兩個(gè)40k6圓柱面遵守包容要求。圓柱面遵守包容要求。 兩個(gè)兩個(gè)40k6圓柱面的圓柱度公差為圓柱面的圓柱度公差為0004mm。 軸肩端面工和軸肩端面工和對(duì)兩個(gè)對(duì)兩個(gè)40k6圓柱的公共軸線的端面圓跳動(dòng)公差為圓柱的公共軸線的端面圓

12、跳動(dòng)公差為0012mm。 60g6圓柱的軸線對(duì)兩個(gè)圓柱的軸線對(duì)兩個(gè) 40k6圓柱的公共軸線的同軸度公差為圓柱的公共軸線的同軸度公差為001mm。 鍵槽鍵槽12N9中心面對(duì)中心面對(duì) 60g6圓柱的軸線的對(duì)稱度公差為圓柱的軸線的對(duì)稱度公差為0015mm。解解: 由題已知兩個(gè)由題已知兩個(gè)40k6圓柱面遵守包容要求，應(yīng)在尺寸圓柱面遵守包容要求，應(yīng)在尺寸40k6后面加注后面加注E ，不應(yīng)該注，不應(yīng)該注M。 原圖樣原圖樣 改正改正 圓柱度公差的符號(hào)標(biāo)錯(cuò)，原圖樣上標(biāo)注的是圓度公差的符號(hào)，圓柱度公差的符號(hào)標(biāo)錯(cuò)，原圖樣上標(biāo)注的是圓度公差的符號(hào)，公差值前不應(yīng)加注公差值前不應(yīng)加注 ，因?yàn)槠涔顜У男螤顬閮赏S圓柱面

13、之，因?yàn)槠涔顜У男螤顬閮赏S圓柱面之間的區(qū)域，另應(yīng)在圓柱度公差框格上面加注間的區(qū)域，另應(yīng)在圓柱度公差框格上面加注“兩處兩處”字樣字樣(或分或分別在兩個(gè)別在兩個(gè) 40k6處標(biāo)注處標(biāo)注)。 圓跳動(dòng)公差值圓跳動(dòng)公差值0012前無(wú)前無(wú) ，因?yàn)槠涔顜У男螤顬閮赏?，因?yàn)槠涔顜У男螤顬閮赏膱A之間的區(qū)域，并應(yīng)在公差框格上面加注圓之間的區(qū)域，并應(yīng)在公差框格上面加注“兩處兩處”字樣字樣(或分別或分別在兩個(gè)端面處標(biāo)注在兩個(gè)端面處標(biāo)注)，基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)分別對(duì)準(zhǔn)兩端，基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)分別對(duì)準(zhǔn)兩端 40k6尺寸線，尺寸線，公共軸線的標(biāo)注應(yīng)為公共軸線的標(biāo)注應(yīng)為A-B。同軸度公差框格指引線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)同軸度公差框格指引線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)60

14、g6圓柱尺寸線，同樣基準(zhǔn)符圓柱尺寸線，同樣基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)分別對(duì)準(zhǔn)兩端號(hào)應(yīng)分別對(duì)準(zhǔn)兩端 40k6尺寸線；公差值尺寸線；公差值001前面應(yīng)加前面應(yīng)加，因?yàn)橥S度公差帶形狀為圓柱，公共軸線的標(biāo)注應(yīng)為因?yàn)橥S度公差帶形狀為圓柱，公共軸線的標(biāo)注應(yīng)為A-B。對(duì)稱度公差框格標(biāo)注從左到右，應(yīng)標(biāo)注形位公差符號(hào)、公差值、對(duì)稱度公差框格標(biāo)注從左到右，應(yīng)標(biāo)注形位公差符號(hào)、公差值、基準(zhǔn)字母，基準(zhǔn)字母不能用基準(zhǔn)字母，基準(zhǔn)字母不能用“E”，可改為，可改為“C”。基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)?；鶞?zhǔn)符號(hào)應(yīng)與與 60g6的尺寸線對(duì)齊。的尺寸線對(duì)齊。正確標(biāo)注圖正確標(biāo)注圖 表面精度設(shè)計(jì)表面精度設(shè)計(jì) 零件圖樣上的每一個(gè)表面都必須規(guī)定表面粗零件圖樣上的每一個(gè)

15、表面都必須規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求，其主要內(nèi)容有兩項(xiàng)：糙度輪廓的技術(shù)要求，其主要內(nèi)容有兩項(xiàng)： （ 1 1 ）選擇哪些評(píng)定參數(shù)；）選擇哪些評(píng)定參數(shù)； （ 2 2 ）評(píng)定參數(shù)的允許值選多大。）評(píng)定參數(shù)的允許值選多大。 表面粗糙度輪廓的評(píng)定參數(shù)及允許值的大小表面粗糙度輪廓的評(píng)定參數(shù)及允許值的大小應(yīng)根據(jù)應(yīng)根據(jù)零件的功能要求零件的功能要求和和經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇。來(lái)選擇。 設(shè)計(jì)中，最常用設(shè)計(jì)中，最常用Ra 或或 Rz， 根據(jù)需要選擇其它。根據(jù)需要選擇其它。 1 1評(píng)定參數(shù)的選擇評(píng)定參數(shù)的選擇 評(píng)定參數(shù)選用評(píng)定參數(shù)選用幅度參數(shù)幅度參數(shù)Ra、 Rz附加參數(shù)附加參數(shù)-有特殊要求選用有特殊要求選用Rsm ，

16、Rmr(c)優(yōu)先選優(yōu)先選Ra ：粗糙度參數(shù)值在粗糙度參數(shù)值在（0.025 6.3） m； 選選Rz ：粗糙度參數(shù)值在粗糙度參數(shù)值在(6.3 100) m ，(0.008 0.020 ) m；Rsm 用于對(duì)涂漆性能、抗裂紋和抗腐蝕等有要求時(shí)；用于對(duì)涂漆性能、抗裂紋和抗腐蝕等有要求時(shí)；Rmr(c)用于對(duì)耐磨性和接觸剛度等有要求時(shí)，但同時(shí)要用于對(duì)耐磨性和接觸剛度等有要求時(shí)，但同時(shí)要給出給出C值。值。 2 2粗糙度參數(shù)允許值的選擇粗糙度參數(shù)允許值的選擇 國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB/T1031-2009GB/T1031-2009表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值 滿足功能要求的前提下滿足功能要求的前提下值盡

17、量大值盡量大（標(biāo)準(zhǔn)化）（標(biāo)準(zhǔn)化）參數(shù)值的選用參數(shù)值的選用考慮（類比法）考慮（類比法）工作面比非工作面值小工作面比非工作面值小（同一個(gè)零件）；（同一個(gè)零件）；摩擦面比非摩擦面值??；摩擦面比非摩擦面值小；配合穩(wěn)定、尺寸（配合穩(wěn)定、尺寸（幾何幾何）公差）公差值小、密封性好等值小；值小、密封性好等值??；注意注意與尺寸公差與尺寸公差和和幾何公差幾何公差的協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)特殊應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定粗糙度值特殊應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定粗糙度值3. 選擇粗糙度參數(shù)允許值時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)選擇粗糙度參數(shù)允許值時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （）粗糙度參數(shù)允許值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)選擇規(guī)定的）粗糙度參數(shù)允許值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)選擇規(guī)定的參數(shù)值；參數(shù)值； （

18、2 2）重要工作面的允許值應(yīng)該小。）重要工作面的允許值應(yīng)該小。 如摩擦表面，運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大，如摩擦表面，運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大，要求配合性質(zhì)穩(wěn)定的表面等。要求配合性質(zhì)穩(wěn)定的表面等。 （3 3）粗糙度參數(shù)的允許值應(yīng)與尺寸公差、形狀公）粗糙度參數(shù)的允許值應(yīng)與尺寸公差、形狀公差協(xié)調(diào)。同時(shí)可參考應(yīng)用實(shí)例。差協(xié)調(diào)。同時(shí)可參考應(yīng)用實(shí)例。 （4 4）某些零件的粗糙度已有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定，應(yīng)按該）某些零件的粗糙度已有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定，應(yīng)按該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)確定其表面粗糙度輪廓參數(shù)允許值。標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)確定其表面粗糙度輪廓參數(shù)允許值。 Ra 的數(shù)值的數(shù)值0.120.203.2500.0250.406.30.0500.8012.50.1001.6025Rz 的數(shù)值的數(shù)值0.0250.406.310010000.0500.8012.52000.1001.60254000.203.2508004. 調(diào)整時(shí)應(yīng)考慮的調(diào)整時(shí)應(yīng)考慮的 因素：因素：1) 同一零件上