互換性與測量技術基礎-第4章-形位公差的選擇

1、互換性與測量技術基礎_第4章_形位公差的選擇互換性與測量技術基礎_第4章_形位公差的選擇2(b) MMR：合格條件：dfe dMV;dmindadmax在圖（b）中加工后則得da=19.985， f=0.06，該軸是否合格？所以該軸合格。第2頁，共80頁幻燈片。4(b) MMR：合格條件：dfe dMV;dmin3 (c) LMR合格條件：dfi dLVdmindadmax第3頁，共80頁幻燈片。5 (c) LMR合格條件：dfi dLVdmin4(d)RR：可逆要求應于MMR合格條件：dfe dMV da dmin第4頁，共80頁幻燈片。6(d)RR：可逆要求應于MMR合格條件：dfe dM

2、V5(e) MMR的零形位公差合格條件：dfe dMda dmin第5頁，共80頁幻燈片。7(e) MMR的零形位公差合格條件：dfe dMd第4章 形位公差設計與檢測 4.5 形位公差設計4.5.1形位公差特征項目的選用4.5.2公差原則和公差要求的選用4.5.4基準要素的選用4.5.3形位公差值的選用4.6 形位誤差的檢測4.6.1 形狀誤差及其評定4.6.2 方向誤差及其評定4.6.3 位置誤差及其評定課 堂 練 習本章重點第6頁，共80頁幻燈片。第4章 形位公差設計與檢測 4.5 形位公差設計474.5形位公差的選擇（幾何精度設計） 設計內容形位公差特征項目 公差原則 基準 公差值 1

3、4項（19項）獨立原則和相關要求 單基準、公共基準和基準體系 未注公差值和注出公差值第7頁，共80頁幻燈片。94.5形位公差的選擇（幾何精度設計） 設計形位公差特征項目4.5.1 形位公差（幾何公差）特征項目的選用 1、根據(jù)零件的幾何特征選擇合適的形位公差項目。 圓柱形零件圓度、圓柱度、軸心線直線度及素線直線度等； 平面零件平面度；窄長平面直線度； 槽類零件對稱度；階梯軸、孔同軸度等。2、根據(jù)零件的功能要求選擇合適的形位公差項目 需順利裝配的圓柱形零件軸心線的直線度； 孔、軸之間有相對運動圓柱度公差（以綜合控制圓度、素線直線 度和軸線直線度）； 機床導軌直線度（為保證機床工作臺或刀架運動軌跡的

4、精度； 對安裝齒輪軸的箱體孔孔心線的平行度（為保證齒輪的正確嚙合）； 多個螺栓孔孔組的位置度公差（保證各螺栓孔的順利裝配）。 3、考慮檢測的方便性。 對軸類零件，可用徑向全跳動綜合控制圓柱度、同軸度；用端面全跳動代替端面對軸線的垂直度。 第8頁，共80頁幻燈片。4.5.1 形位公差（幾何公差）特征項目的選用 1、根據(jù)零 選擇公差原則應根據(jù)被測要素的功能要求，各公差原則的應用場合、可行性和經(jīng)濟性等方面來考慮。1、獨立原則的應用 獨立原則主用應用于尺寸公差和形位公差無聯(lián)系，需要分別滿足的場合。 例如：齒輪箱體孔的尺寸公差與兩孔軸線的平行度；連桿活塞銷孔的尺寸公差與圓柱度；滾動軸承內、外圈滾道的尺寸

5、公差與形狀公差等。4.5.2 公差原則和公差要求的選用 常用于有特殊功能要求的要素，第9頁，共80頁幻燈片。 選擇公差原則應根據(jù)被測要素的功能要求，各公差原則的應2、包容要求的應用包容要求主要應用于對配合性質要求較高的場合。例如：與滾動軸承內圈相配合的軸頸部位。3、最大實體要求的應用 最大實體要求主要應用于只要求保證可裝配性，無配合性質要求的場合。例如：軸承蓋上用于穿過螺釘?shù)耐?；法蘭盤上用于穿過螺栓的通孔。第10頁，共80頁幻燈片。2、包容要求的應用包容要求主要應用于對配合性質要求較高的場合4、最小實體要求的應用 最小實體要求主要應用于臨界值的設計，保證零件強度和最小壁厚的場合。 例如：孔組

6、軸線的任意方向位置度，采用最小實體要求時可保證孔組間的最小壁厚。5、可逆要求的應用 可逆要求與最大、最小實體要求聯(lián)用時，能充分利用公差帶，擴大被測要素的合格范圍，能降低成本。 第11頁，共80頁幻燈片。4、最小實體要求的應用 最小實體要求主要應用于臨界值第12頁，共80頁幻燈片。第12頁，共80頁幻燈片。第13頁，共80頁幻燈片。第13頁，共80頁幻燈片。1. 形位公差值的選用原則（1）對同一要素的形狀公差小于方向公差 （如平面度公差小于平行度公差）； （2）圓柱形的形狀公差小于尺寸公差（軸線的直線度公差除外）等。 對同一基準的同一要素的方向公差小于位置公差；圓跳動公差大于其它幾何公差，小于全

7、跳動公差。（3）平行度公差應小于其相應的距離公差值。4.5.3 形位公差值（幾何公差值）的選用 第14頁，共80頁幻燈片。1. 形位公差值的選用原則（1）對同一要素的形狀公差小于方向（4）在有些情況下，可適當降低12的選用。 孔相對于軸； 細長比較大的軸和孔； 距離較大的軸和孔； 寬度較大（大于1/2長度）的零件表面； 線對線和線對面的相對于面對面的平行度、垂直度公差。（5）對與滾動軸承配合的軸和殼體孔的圓柱度公差、機床導軌的直線度公差等，應按相應標準確定。1. 形位公差值的選用原則第15頁，共80頁幻燈片。（4）在有些情況下，可適當降低12的選用。1. 形位公差值162. 注出形位公差值的規(guī)

8、定 （1）公差等級 （2）主參數(shù)（ 如右圖） 0、1、2、12 共 13個 等級；圓度、圓柱度： 1、2、12 共 12 個等級；此后依次降低，12 級最低。常用 4 8 級。d ( D ) 、L、B。其中 0 級精度最高，其余：L 如右圖中,圓度為主參數(shù) d ,直線度為L。4.5.3 形位公差值（幾何公差值）的選用 第16頁，共80頁幻燈片。182. 注出形位公差值的規(guī)定 （1）公差等級 （2）主參17（3）注出形位公差的數(shù)值 （ 表4-44-7）例如圓度、圓柱度的公差值(表4-7)。表4-7第17頁，共80頁幻燈片。19（3）注出形位公差的數(shù)值 （ 表4-44-7）例如圓度18具體選用幾何

9、公差時應參考 表4-補充1和表4-補充2。表4-補充1第18頁，共80頁幻燈片。20具體選用幾何公差時應參考 表4-補充1和表4-補充2。表19表4-補充2第19頁，共80頁幻燈片。21表4-補充2第19頁，共80頁幻燈片。20（4）對位置度的公差值按下式計算（P106） 對用螺栓連接時位置度公差等于Xmin（連接件均為通孔）； 對螺釘連接時位置度公差等于0.5Xmin（連接件中有一個零件為螺紋孔）。計算值按表4-8 進行規(guī)范。 表4-8第20頁，共80頁幻燈片。22（4）對位置度的公差值按下式計算（P106） 對用3. 形位公差的未注公差值的規(guī)定（P107） （1）未注形位公差的公差等級未注

10、形位公差分H、K、L 三級。（2）未注形位公差的公差數(shù)值（表4-94-11）其中H級最高，L級最低。例如直線度、平面度的未注公差值見表4-9所示。表4-9第21頁，共80頁幻燈片。3. 形位公差的未注公差值的規(guī)定（P107） （1）未注形位（3）未注形位公差（幾何公差）的圖樣標注 在標題欄附近或技術要求中注出標準號和公差等級。例如下圖 的 未注幾何公差的標注。其未注幾何公差為K級。未注幾何公差GB/T1184K未注尺寸公差GB/T1804fAA0.03A第22頁，共80頁幻燈片。（3）未注形位公差（幾何公差）的圖樣標注 234.5.4 基準要素的選用補充內容 根據(jù)零件的安裝、作用、結構特點以及

11、加 工和檢測要求 等 情況來選用； 但應盡量遵循設計、工藝、測量和工作等基準統(tǒng)一的原則。 根據(jù)需要可采用單一基準、公共基準、三基面體系。 基準要素通常應有較高的形狀精度，它的長度較大、面積較大、剛度較大。第23頁，共80頁幻燈片。254.5.4 基準要素的選用補充內容 242. 鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差值為0.025。3. 圓柱d3的圓柱度公差值為0.01。1. 圓錐面對d2和d2軸線為公共基準的斜向圓跳動公差值為0.025。4. d3軸線對d2和d2軸線為公共基準的平行度公差值為0.02。5. 圓柱d2的徑向圓跳動公差和圓柱度公差解釋同上。123454.5.6 形位公差選用標

12、注舉例 第24頁，共80頁幻燈片。262. 鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差值為0.04.5.6 形位公差選用標注舉例 第25頁，共80頁幻燈片。4.5.6 形位公差選用標注舉例 第25頁，共80頁幻燈片。4.5.6 形位公差選用標注舉例 第26頁，共80頁幻燈片。4.5.6 形位公差選用標注舉例 第26頁，共80頁幻燈片。第27頁，共80頁幻燈片。第27頁，共80頁幻燈片。第28頁，共80頁幻燈片。第28頁，共80頁幻燈片。294.6 形位誤差的檢測4.6.1 形狀誤差及其評定 形狀誤差 f形狀 :是指被測實際要素的形狀對其理想形狀的變動量。圖4.91 直線度誤差實際要素理想要素第2

13、9頁，共80頁幻燈片。314.6 形位誤差的檢測4.6.1 形狀誤差及其評定 30 f1f2f3 f3為形狀誤差 用兩理想要素包容被測實際要素，且其距離為最?。醋钚“輩^(qū)域），如圖4-91所示。最小條件法 形狀誤差評定：圖4.34直線度誤差距離最小第30頁，共80頁幻燈片。32 f1f2f3 f3為形狀誤差 311. 直線度誤差的評定準則 （1）最小條件法： 高低高 準則 低高低 準則 被測實際要素理想要素被測實際要素理想要素第31頁，共80頁幻燈片。331. 直線度誤差的評定準則 （1）最小條件法： 高低32作圖法求直線度誤差。高低高低高低縱坐標方向第32頁，共80頁幻燈片。34作圖法求直

14、線度誤差。高低高低高低縱坐標方向第3233（2）近似法兩端點連線法 圖4.36第33頁，共80頁幻燈片。35（2）近似法兩端點連線法 圖4.36第33頁，共8034例4.4 用框式水平儀測量導軌的直線度誤差，測得數(shù)據(jù) （ m）如下： 測點讀數(shù)值累積值00012345678+20+20-10+10+40+50-20+30-10+20-10+10+20+30+20+50解：根據(jù)累積值繪圖 (見圖4.37)（1）最小條件法 斜率 ：由圖可見： 符合低高低 準則 。第34頁，共80頁幻燈片。36例4.4 用框式水平儀測量導軌的直線度誤差，測得數(shù)據(jù)測點35圖4.37 (2) 兩端點連線法 斜率 tan=

15、508f= 50+ tan3-10 =58.75第35頁，共80頁幻燈片。37圖4.37 (2) 兩端點連線法 斜率 tan362. 平面度誤差的評定準則 (1)最小條件法： 兩平行理想平面包容被測實際平面，其接觸點投影在一個平面上呈三角形 交叉直線 三角形準則交叉準則 直線準則第36頁，共80頁幻燈片。382. 平面度誤差的評定準則 (1)最小條件法： 兩平37(2) 近似法 在被測平面上任取三個遠點所形成的平面為理 想平面 ; 三個遠點法作平行于理想平面的兩個平行平面包容實際平面 ;這兩個平行平面間的距離為平面度誤差。理想平面第37頁，共80頁幻燈片。39(2) 近似法 在被測平面上任取三

16、個遠點所形成的平面為38 過被測平面上一條對角線且平行于另一條對角線的平面為理想平面 ; 對角線法 作平行于理想平面的兩個平行平面包容實際平面 ;這兩個平行平面間的距離為平面度誤差。BA理想平面DC第38頁，共80頁幻燈片。40 過被測平面上一條對角線且平行于另一條對39(3) 用旋轉法進行坐標轉換 評定平面度誤差時，需將被測平面上各點對測量基準的坐標值（原坐標值）轉換為各測點對評定基準(理想平面)的坐標值。 圖4.39各測點對評定基準的坐標值 = 原坐標值+旋轉量第39頁，共80頁幻燈片。41(3) 用旋轉法進行坐標轉換 評定平面40解： （1）最小條件法 根據(jù)測得原始坐標值分析，可能為三個

17、低點 （0，-9， -10）和一個高點（20）構成三角形準則。 則解得 P = +2，Q = +5 0+4+6-3+20-9-10-3+8 例4.5 用打表法測得某一平面，相對其測量基準面的坐標值如圖所示（ m ）。試求該平面的平面度誤差。第40頁，共80頁幻燈片。42解： （1）最小條件法 根據(jù)測得原始坐標值分析，可能為三41f = 27m 0+4+P+6+2P-3+Q+20+P+Q-9+2P+Q-10+2Q-3+P+2Q+8+2P+2Q0+6+10+2+2700+9+22各測點對評定基準的坐標值 = 原坐標值+旋轉量計算各測點對評定基準的坐標值 0+4+6-3+20-9-10-3+8P =

18、 +2，Q = +5 第41頁，共80頁幻燈片。43f = 27m 0+4+P+6+2P-3+Q+20+P42（2）對角線法0 = +8+2P+2Q+6+2P = -10+2QP = -6，Q = + 20-2-6-1+16-19-6-50f 0+4+6-3+20-9-10-3+80+4+P+6+2P-3+Q+20+P+Q-9+2P+Q-10+2Q-3+P+2Q+8+2P+2Q第42頁，共80頁幻燈片。44（2）對角線法0 = +8+2P+2Q+6+2P = -433. 圓度誤差的評定準則 （1）最小條件法： 兩個理想的同心圓與被測實際圓至少呈四點相間接觸，則兩同心圓的半徑差為圓度誤差。圓度誤

19、差f。圖4.67實際圓兩個同心圓第43頁，共80頁幻燈片。453. 圓度誤差的評定準則 （1）最小條件法： 兩44（2）近似法 ： 最小外接圓法f最小外接圓圓度誤差第44頁，共80頁幻燈片。46（2）近似法 ： 最小外接圓法f最小外接圓圓度誤差第45 最大內切圓法f最大內切圓圓度誤差第45頁，共80頁幻燈片。47 最大內切圓法f最大圓度誤差第45頁，共80頁幻燈片46 最小二乘圓法。f最小二乘圓圓度誤差第46頁，共80頁幻燈片。48 最小二乘圓法。f最小圓度誤差第46頁，共80頁幻燈474.5.2 方向誤差及其評定 方向誤差是指實際關聯(lián)要素對其具有確定方向的理想要素的變動量，理想要素的方向由基

20、準確定。 評定方向誤差時，理想要素相對于基準的方向要保持圖樣上給定的幾何關系的條件下，應使被測要素對理想要素的最大變動量為最小，如圖4.45所示。圖4.45 方向誤差 第47頁，共80頁幻燈片。494.5.2 方向誤差及其評定 方向誤差是48例如 平面度誤差的評定示例（面對面）A第48頁，共80頁幻燈片。50例如 平面度誤差的評定示例（面對面）A第48頁，共80頁494.5.3 位置誤差及其評定 位置誤差是指實際關聯(lián)要素對其具有確定位置的理想要素的變動量，理想要素的位置由基準和理論正確尺寸確定。 定位最小區(qū)域是指以理想要素的位置為中心來對稱地包容實際關聯(lián)要素時，亦具有最小寬度或最小直徑的區(qū)域，

21、其最小區(qū)域的形狀與位置公差帶形狀相同，如圖4.46所示。圖4.46位置誤差第49頁，共80頁幻燈片。514.5.3 位置誤差及其評定 位置誤差是50作業(yè) ：思考題 2、4，作業(yè)題 3、 6、7、 8 測量和評定某一零件上一個孔的圓心位置誤差時，其定位最小包容區(qū)域，如圖4.46（c）所示.第50頁，共80頁幻燈片。52作業(yè) ：思考題 2、4，作業(yè)題 3、 6、7、 8 51課 堂 練 習 圖示零件，其d1要求遵守包容原則，但d1的直線度誤差不允許超過0.012mm 。 d2兩端面對d1軸線的垂直度誤差不允許超過0.1mm。將其要求標在圖上。第51頁，共80頁幻燈片。53課 堂 練 習 圖示零件，

22、其d1要求遵守52本章重點:1. 幾何公差的19個幾何特征項目的名稱及其代號；2. 幾何公差在圖樣上（被測要素和基準要素）的標注方法；3. 幾何公差（注出公差和未注公差）等級及其公差值；4. 公差原則和公差要求的含義，獨立原則、包容要求和最 大實體要求的圖樣標注和應用范圍;5. 評定形狀誤差時的“最小條件”的概念，評定直線度和平面度誤差的判斷準則；6. 評定位置誤差時的基準和理論正確尺寸（角度）的概念。第52頁，共80頁幻燈片。54本章重點:1. 幾何公差的19個幾何特征項目的名稱及其代53 幾何公差的的未注公差的分級和數(shù)值 （表4.9 4.12）表4.9表4.10第53頁，共80頁幻燈片。5

23、5 幾何公差的的未注公差的分級和數(shù)值表4.9表4.10第554表4.11表4.12第54頁，共80頁幻燈片。56表4.11表4.12第54頁，共80頁幻燈片。55幾何公差的注出公差的分級和數(shù)值 （表4.13 4.17）表4.13第55頁，共80頁幻燈片。57幾何公差的注出公差的分級和數(shù)值表4.13第55頁，共8056表4.14第56頁，共80頁幻燈片。58表4.14第56頁，共80頁幻燈片。57表4.15第57頁，共80頁幻燈片。59表4.15第57頁，共80頁幻燈片。58表4.16第58頁，共80頁幻燈片。60表4.16第58頁，共80頁幻燈片。59表4.15表4.17第59頁，共80頁幻燈

24、片。61表4.15表4.17第59頁，共80頁幻燈片。60作業(yè)題說明 : 1.圖4.47 作 業(yè) 題 1 圖第60頁，共80頁幻燈片。62作業(yè)題說明 : 1.圖4.47 作 業(yè) 題 1 圖第6061例1：鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差 值為0.025。例2：圓柱d3的圓柱度公差值為0.01。作業(yè)題2說明:第61頁，共80頁幻燈片。63例1：鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差例2：圓柱62作業(yè)題說明 ： 3.（圖4.49)圓錐截面的圓度公差為6級； 圓錐素線直線度公差為7級；圓錐面對80H7軸線的斜向圓跳動公差為0.02； 80H7孔的圓柱度公差為0.005；右端面對左端面的平行

25、度公差為0.004； 80H按包容要求；未注幾何公差為K級。第62頁，共80頁幻燈片。64作業(yè)題說明 ： 3.（圖4.49)圓錐截面的圓度公差為63 4. 圖4.50 中的垂直度公差各遵守什公差原則或公差要求，它們的合格條件？第63頁，共80頁幻燈片。65 4. 圖4.50 中的垂直度公差各遵守什645. 在不改變幾何公差特征項目的前提下，改 正圖4.51軸錯誤。第64頁，共80頁幻燈片。665. 在不改變幾何公差特征項目的前提下，改 第64頁，共65圖4.52圖4.53第65頁，共80頁幻燈片。67圖4.52圖4.53第65頁，共80頁幻燈片。66作業(yè)題：1.答案 （1）被測要素：a, b

26、, c , d（2）關聯(lián)要素：b, da, c , d（3）單一要素：a, d（4）基準要素：（5）組合要素：a, b , cd（6）導出要素：圖4.47 作 業(yè) 題 1 圖第66頁，共80頁幻燈片。68作業(yè)題：1.答案 （1）被測要素：a, b , c , 672. 鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差值為0.025。3. 圓柱d3的圓柱度公差值為0.01。作業(yè)題：2.答案1. 圓錐面對d2和d2軸線為公共基準的斜向圓跳動公差值為0.025。4. d3軸線對d2和d2軸線為公共基準的平行度公差值為0.02。5. 圓柱d2的徑向圓跳動公差和圓柱度公差解釋同上。12345第67頁，共80頁幻燈片。692. 鍵槽中心平面對其圓錐軸線G的對稱度的公差值為0.068作業(yè)題：3.答案圖4.49技術條件未注幾何公差：GB/T1184-KABE第68頁，共80頁幻燈片。70作業(yè)題：3.答案圖4.49技術條件ABE第68頁，共8069（a）獨立原則：合格條件：f尺 T尺f幾何 t幾何4. 答案第69頁，共80頁幻燈片。71（a）獨立原則：合格條件：