《形位公差》课件

形位公差形位公差是产品设计和制造中的重要概念，它是指允许零件尺寸和位置的偏差范围。形位公差定义了产品的功能和质量标准，确保零件能够正确地组装和运行。课程背景和学习目标机械设计制造形位公差是机械设计制造中的重要基础知识，直接影响产品质量、性能和使用寿命。提高产品精度学习形位公差，可以有效控制零件尺寸和形状偏差，提高产品精度和一致性。理解图纸表达掌握形位公差知识，能够正确理解和解读工程图纸，进行产品设计和制造。几何量的分类尺寸尺寸是指物体各部分的长度、宽度、高度等线性尺寸。尺寸是描述物体形状大小的重要参数。尺寸公差是指允许尺寸的偏差范围。尺寸公差是在设计和制造过程中允许的尺寸误差。形状形状是指物体表面或轮廓的几何形状，例如圆形、方形、三角形等。形状公差是指允许形状的偏差范围。形状公差用来控制零件的形状误差，确保零件的形状符合设计要求。位置位置是指物体各部分之间的相对位置关系。位置公差是指允许位置的偏差范围。位置公差用来控制零件的相对位置误差，确保零件的组装精度。方向方向是指物体各部分的相对方向。方向公差是指允许方向的偏差范围。方向公差用来控制零件的相对方向误差，确保零件的正确安装和工作。几何公差的概念几何公差是指零件实际尺寸和形状与理想尺寸和形状之间的允许偏差。几何公差是指零件实际尺寸和形状与理想尺寸和形状之间的允许偏差，它反映了零件的加工精度和制造质量，在机械设计和制造中具有重要作用。尺寸公差的定义及分类尺寸公差定义尺寸公差是指允许零件尺寸在实际加工过程中产生的偏差范围，是保证产品质量的关键要素。尺寸公差分类尺寸公差可以分为线性公差、角度公差、表面粗糙度公差等，每种公差类型都有其特定的应用场景。公差等级系统简介公差等级系统是用来控制零件尺寸偏差范围的。1IT01-IT18基础等级，精度较高，用于精密仪器和设备2IT19-IT16中等等级，精度一般，用于通用机械3IT17-IT00较低等级，精度较低，用于重型机械基本尺寸和偏差基本尺寸基本尺寸是指零件设计图样上标注的尺寸。它代表着理想状态下的尺寸，是零件设计者期望实现的尺寸。偏差偏差是指实际尺寸与基本尺寸之间的差异。偏差可以是正值或负值，分别代表实际尺寸大于或小于基本尺寸。公差带的表示方法公差带的表示方法有多种，常用的方法包括：几何公差符号法、公差带图示法、公差数值法等。几何公差符号法利用特定的符号表示公差带的大小和方向，例如：圆度公差、直线度公差等。公差带图示法通过图形直观地展示公差带的大小和位置，便于理解和应用。公差带的划分1基本尺寸确定公差带的位置2公差等级定义公差带的宽度3公差方向确定公差带的形状公差带的划分是确定零件尺寸允许偏差的关键步骤。公差带的位置、宽度和形状共同决定了零件的实际尺寸范围，影响零件的配合精度和使用性能。公差带的选择原则11.功能要求公差带的选择取决于零件的功能要求，例如，需要精确匹配的零件应该选择较小的公差带。22.制造工艺根据制造工艺的能力选择合适的公差带。例如，精密加工工艺可以实现更小的公差带。33.成本控制选择过小的公差带会增加制造成本，所以需要平衡功能要求和成本控制。44.材料特性材料的加工性能会影响公差带的选择，例如，易变形材料需要更宽的公差带。公差配合的概念及重要性公差配合是指在设计中，将零件的实际尺寸控制在一定的范围内，以确保其相互配合的可靠性和精度。公差配合可以保证零件的相互连接，保证机器的正常运行，还可以提高产品的质量和可靠性。公差配合的分类过盈配合过盈配合是指在装配前，孔的尺寸小于轴的尺寸，需要使用压力才能装配的配合。这种配合的特点是连接牢固，适合承受较大载荷和冲击。间隙配合间隙配合是指在装配前，孔的尺寸大于轴的尺寸，装配后之间存在一定间隙。这种配合的特点是装配方便，能保证部件之间的相对运动。过渡配合过渡配合是指在装配前，孔和轴的尺寸之间存在一个过渡区域，可能产生间隙也可能产生过盈。这种配合的特点是适用于各种装配情况，具有较高的通用性。公差等级的选择精度要求公差等级决定零件的精度要求，选择合适的等级至关重要，既要保证功能，又要控制成本。制造工艺不同等级的公差需要不同的制造工艺，高级别公差需要更精密的设备和技术，成本更高。配合要求公差等级的选择与配合类型密切相关，不同的配合需要不同的公差等级才能满足功能要求。最大材料状态和最小材料状态最大材料状态(MMC)指零件的实际尺寸等于其最大允许尺寸，表示零件材料最多时的情况。最小材料状态(LMC)指零件的实际尺寸等于其最小允许尺寸，表示零件材料最少时的情况。MMC和LMC在公差配合中至关重要，它们决定了配合的间隙或过盈范围。配合的设计与选择1确定功能需求根据零件的功能要求和工作条件选择合适的配合类型。2考虑加工精度根据加工精度选择合适的公差等级和公差带。3平衡成本与性能选择最经济合理的配合方案，保证产品性能和使用寿命。位置公差的概念零件尺寸与位置偏差位置公差是指允许零件的实际位置相对于其理想位置的偏差范围。公差带定义位置公差由一个称为公差带的区域来定义，该区域允许零件的实际位置在其中变化。公差符号表示位置公差用符号和数字来表示，例如：Φ10±0.1，表示直径为10毫米，公差为0.1毫米。位置公差的分类位置度指被测要素的中心线或中心面相对于基准的允许偏差范围。对称度指被测要素的两个对称面相对于基准的允许偏差范围。平行度指被测要素的表面相对于基准的允许偏差范围。垂直度指被测要素的表面相对于基准的允许偏差范围。位置公差的表示位置公差主要用于控制零件上某特征相对于基准的实际位置偏差。在图纸上用符号和数字表示。符号代表公差类型，数字代表公差值。例如，Φ20H7表示直径为20mm的孔，其尺寸公差等级为H7。位置公差的计算方法确定基本尺寸首先需要确定零件的基本尺寸，即理想尺寸，通常在图纸上标注。选择公差等级根据零件的功能和精度要求，选择合适的公差等级。确定公差带位置根据公差类型和公差等级，确定公差带的位置，如正偏差、负偏差或对称。计算公差值根据公差等级和公差带位置，计算出公差值。计算实际尺寸范围将基本尺寸和公差值结合，得出零件实际尺寸的允许范围。轴向位置公差的特点方向性轴向位置公差仅控制零件在轴线方向上的位置偏差，不限制其他方向上的偏差。单向性轴向位置公差的公差带只在一个方向上延伸，通常是沿着轴线方向。形状无关性轴向位置公差的控制不涉及零件形状的偏差，只关注其轴线方向的位置误差。轴向位置公差的计算1确定基本尺寸根据设计要求和实际情况确定基本尺寸。2确定公差等级选择合适的公差等级以满足设计精度要求。3选择公差带根据公差等级和公差方向选择合适的公差带。4计算公差值根据公差带和基本尺寸计算出公差值。轴向位置公差计算步骤简单易懂，但需注意不同公差带的适用范围，并选择合适的公差等级。径向位置公差的特点11.控制方向径向位置公差控制被测要素相对于基准要素在径向方向上的位置偏差。22.允许范围它允许被测要素在基准要素周围的特定范围内移动，而不影响功能和性能。33.应用广泛径向位置公差广泛应用于轴承、齿轮、连接器等需要精确定位的零件。44.测量要求需要使用专用测量仪器和方法，确保测量精度和可靠性。径向位置公差的计算1基本尺寸确定零件的理论尺寸2公差值允许尺寸偏差范围3位置偏差实际尺寸与基本尺寸的偏差径向位置公差用于控制零件在轴向方向上的位置误差。计算时，首先确定基本尺寸和公差值，然后根据实际尺寸计算位置偏差。位置偏差是指实际尺寸与基本尺寸的偏差。位置偏差必须在公差值范围内才能满足设计要求。角度公差的概念角度公差是指允许零件实际角度偏离其理想角度的范围。角度公差通常以度、分、秒或弧度表示。它保证了零件在装配后能够正常工作，并满足功能要求。例如，一个需要与另一个零件精确配合的轴，其角度公差将控制轴的倾斜度，确保两个零件能够平滑地旋转。角度公差的类型角度偏差指的是零件实际角度与图纸规定角度之间的偏差。通常使用角度值或角度弧度表示。角度公差是指允许零件实际角度在规定角度的范围内波动。通常用符号“±”表示。角度误差是指零件实际角度与理想角度之间的偏差。它是一个绝对值，不考虑正负方向。角度公差带是指在图纸规定角度基础上，允许零件实际角度变化的区域。通常用图形表示。角度公差的表示方法角度公差的表示方法与尺寸公差类似，主要有两种方式：符号表示法数值表示法符号表示法采用符号“∠”表示角度公差，并根据公差带的形状和位置选择不同的符号。数值表示法直接用数值表示角度公差，例如“±0.5°”。角度公差的计算确定角度公差值根据设计要求和实际加工精度确定角度公差值。确定基准选择合适的基准面或基准线，用于计算角度公差。计算角度偏差测量实际角度值与理论角度值之间的偏差，并将其与角度公差值进行比较。判断合格与否如果角度偏差小于或等于角度公差值，则该零件合格；否则，则不合格。形状公差的概念零件几何形状的允许偏差形状公差是指允许零件的实际几何形状偏离理想几何形状的范围。控制零件的实际形状形状公差用于控制零件的实际形状，确保其符合设计要求。影响零件的功能和性能形状公差对零件的功能和性能具有重要影响，确保其满足使用要求。形状公差的分类形状公差类型形状公差用于控制零件的形状误差，确保其符合设计要求。直线度公差控制直线形状的误差，要求零件的实际直线与理想直线之间的最大偏差。平面度公差控制平面形状的误差，要求零件的实际平面与理想平面之间的最大偏差。圆度公差控制圆形形状的误差，要求零件的实际圆形与理想圆形之间的最大偏差。形状公差的表示方法形状公差使用符号和数字来表示，符号表示公差类型，数字表示公差值。例如，直线度公差用符号“直线度”表示，数值表示允许的最大偏离量。公差值可以以毫米或英寸表示，也可以以百分比表示。公差值应根