形状和位置公差及检测E.ppt

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。,1,第一节 概述,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。,2,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（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,3,2. 形位误差对零件使用性能的影响： （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,4,1. 形位误差的产生,（1）由于零件在加工中，机床、夹具和刀具等工艺系统本身有误差；,（2）加工过程中有受力变形、振动和磨损等因素产生误差。,3. 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 GB/T 11822008产品几何技术规范（GPS）几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注。 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,5,一、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),6,1. 理想要素与实际要素（按存在的状态分 ） （1）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） （1）轮廓要素组成轮廓的点、线、面。 （2）中心要素与轮廓要素有对称关系的点、线、面。,7,3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。,8,(轮廓、单一、被测要素）,(中心、关联、被测要素）,(轮廓、关联、被测要素）,9,形状公差： 是对单一要素提出的要求，即形状误差所允许的变动全量。 位置公差： 是对关联要素提出的要求，即位置误差对基准所允许的变动全量。,二、形位公差的项目和符号,10,三、形位公差和形位公差带的特征,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。 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。,11,1公差带的形状,公差带的形状随实际被测要素的结构特征、所处的空间、以及要求控制方向的差异而不同。,12,2公差带的大小,3公差带的方向,公差带的大小仅有两种情况，即公差带区域的宽度t（距离）或 t直径，它表达形位精度要求的高低。,公差带的方向指组成公差带的几何要素的延伸方向（圆度、圆跳动和点的位置度及同心度除外）。公差带的方向理论上应与图样上形位公差代号的指引箭头所指方向垂直。,形状公差公差带方向，由最小条件确定； 位置公差公差带方向，与基准要素保持正确的方向。,13,4公差带的位置,1）公差带的位置固定 公差带的位置由图样上给定的基准和理论正确尺寸确定，与被测要素的实际尺寸无关。,2）公差带的位置浮动 公差带的位置随被测表面的实际尺寸在尺寸公差带内的变化而变化。,综上所述，限定形位误差除了规定形位公差值处，还要规定限制实际要素的区域，即规定形状和位置公差带。,14,四、基准和基准体系,基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。 1）单一基准由一个要素建立的基准称为单一基准。 2） 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,15,3）基准体系(三基面体系) 由三个相互垂直的平面所构成的基准体系 。,16,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4-5 形位公差框格,第二节 形位公差的标注,17,1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） 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。,18,19,（3）基准,用一个字母表示单一基准，如图4.6（b）所示。,用两个或三个字母表示基准体系，如图4.6（c）、（d）所示。,用两个字母中间用连字号“一”隔开，表示公共基准， 如图4.6（f）所示。,图4.6,图4.6,图4.6,图4.6,2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，指引线由细实线和箭头组成，可以从框格任一端引出，并保持与框格端线垂直；指引线的箭头指向被测要素，可曲折，但不得超过2次；指引线的箭头一般垂直于被测要素，且应指向公差带的宽度或直径方向。,图4-7 指引线标注,20,（1）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廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开（应与尺寸线至少错开4mm）。,图4-8 轮廓要素的标注,被测要素的主要标注方法：,21,（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，当指引线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4-9 中心要素的标注,22,（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4-10 圆锥体轴线的标注,23,（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同类被测要素组成的公共轴线、公共中心平面或公共平面时，应在公差框格上注明“共面”或“共线”。,图4-11 多要素同要求的简化标注,图4-12 多处同类要素组成 被测公共轴线时的标注,24,（5） 当同一个被测要素有多项形位公差要求，其测量方向相同或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4-12 同一要素多项要求的简化标注,25,3基准要素的标注 基准符号中的圆圈应用细实线绘制，其直径与框格高度相同；圆圈内的字母高度与图样中尺寸数字的高度相同；无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母均应水平书写 ；基准符号中的连线必须与基准要素垂直，而不一定垂直于粗的短横线。,图4-14 基准符号,26,（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4-15 轮廓基准要素的标注,27,（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；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4-16 中心基准要素的标注,28,（3）当基准要素为中心孔时，基准符号置于中心引出线的下方；当基准要素为圆锥体的轴线时，基准线符号中的连线应与圆锥体直径尺寸线（大端或小端）对齐或与圆锥体内空白的尺寸线对齐。,图4-17 中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注,29,（4） 任选基准的标注，应将基准符号的粗短横线改为箭头，此时零件的两端面互为基准。,图4-18 任选基准的标注,30,31,（1）限定性规定的标注, 如果需要对整个被测要素上任意范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值， 并在两者之间用斜线隔开，如图4.14（a）所示。,图4.14 （a）, 如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图4.14（b）所示。,图4.14（b),4. 附加规定的标注方法,32, 如果给出的公差仅适用于要素的某一指定局部，应采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图4.15（a）、（b）所示。,如果只以要素的某一指定局部作基准，应采用粗点画线示出该局部的范围，并加注尺寸，如图4.15（c）所示。,33,（2）延伸公差带,延伸公差带是指将被测要素的公差带延伸到工件实体之外，以保证相配件与该零件配合时能顺利装入。,图 4.17 延伸公差带的标注,34,（4）最大实体要求、最小实体要求和可逆要求的标注,（3）自由状态的标注,图4.20 （a）,图4.20 （b）,图 4.21 （a）,图 4.21 （b）,图 4.21 （c）,35,图 4.22 （a）,图 4.22 （b）,图 4.22 （c）,图 4.23 （a）可逆要求用于最大实体要求,36,可 逆 要 求 不 能 单 独 使 用。,图 4.23 （b）可逆要求用于最小实体要求,形位公差标注举例,试将下列技术要求标注在右图中 （1）左端面的平面度为0.0