互换性与技术测量03-教学课件

第第3章章 形状和位置精度设计形状和位置精度设计3-1 基本概念基本概念 3-3 3-3 形位公差的选用形位公差的选用3-2 3-2 形位公差特征项目符号和形位公差标注形位公差特征项目符号和形位公差标注一、一、形位误差形位误差的产生的产生二、形位公差的研究对象二、形位公差的研究对象三、几何要素的分类三、几何要素的分类几何要素几何要素3-1 3-1 基本概念基本概念按存在状态：按存在状态：理想要素与实际要素理想要素与实际要素理想要素：理想要素：具有几何学意义的要素具有几何学意义的要素 实际要素：实际要素：零件上实际存在的要素零件上实际存在的要素 被测要素：被测要素：给出了形状或（和）位置公差的要素给出了形状或（和）位置公差的要素给出了形状或（和）位置公差的要素给出了形状或（和）位置公差的要素 基准要素基准要素：用来确定被测要素的理想方向或（和）用来确定被测要素的理想方向或（和）用来确定被测要素的理想方向或（和）用来确定被测要素的理想方向或（和）位置的要素位置的要素位置的要素位置的要素 基准：基准：理想的基准要素简称基准理想的基准要素简称基准 按地位：被测要素与基准要素按地位：被测要素与基准要素单一要素：单一要素：仅对要素本身给出形状公差要求的要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素 关联要素：关联要素：对其他要素有功能关系的要素对其他要素有功能关系的要素 轮廓要素：轮廓要素：指构成零件轮廓的点、线和面的要素指构成零件轮廓的点、线和面的要素指构成零件轮廓的点、线和面的要素指构成零件轮廓的点、线和面的要素 中心要素中心要素：对称轮廓要素的中心点、中心线、中心对称轮廓要素的中心点、中心线、中心对称轮廓要素的中心点、中心线、中心对称轮廓要素的中心点、中心线、中心平面或轴线平面或轴线平面或轴线平面或轴线 按功能关系：单一要素与关联要素按功能关系：单一要素与关联要素按结构特征：轮廓要素与中心要素按结构特征：轮廓要素与中心要素一、公差特征项目符号一、公差特征项目符号 1.1.形状公差形状公差 直线度直线度 无基准无基准 平面度平面度 无基准无基准 圆度圆度 无基准无基准 圆柱度圆柱度 无基准无基准3-2 3-2 形位公差特征项目符号和形位公差标注形位公差特征项目符号和形位公差标注 2.2.位置公差位置公差 平行度平行度 有基准有基准 垂直度垂直度 有基准有基准 倾斜度倾斜度 有基准有基准 定向公差定向公差 对称度对称度 有基准有基准 同轴度同轴度 位置度位置度 有或无基准有或无基准 定位公差定位公差 圆跳动圆跳动 端面圆跳动端面圆跳动 全跳动全跳动斜向圆跳动斜向圆跳动 跳动公差跳动公差 径向圆跳动径向圆跳动 端面全跳动端面全跳动 径向全跳动径向全跳动 有有 基基 准准 有基准有基准 1.1.形状或位置公差形状或位置公差形状或位置公差形状或位置公差 线轮廓度线轮廓度有或无基准有或无基准 面轮廓度面轮廓度有或无基准有或无基准二、形位公差标注二、形位公差标注特征项目符号特征项目符号被测要素被测要素公差值公差值特殊要求特殊要求基准要素基准要素 1.1.公差公差框格框格 2.2.被测要素的表示方法被测要素的表示方法1)1)轮廓要素的表示方法轮廓要素的表示方法2 2）中心要素中心要素的表示方法的表示方法位置位置方向方向 特征项目特征项目 公差值公差值 特殊要求特殊要求 3.3.基准要素的表示方法基准要素的表示方法轮廓要素做基准轮廓要素做基准中心要素做基准中心要素做基准公共公共基准基准多多基准基准基准目标基准目标点目标点目标线线目标目标局部局部表面表面目标目标 3.3.特殊表示特殊表示 全周全周符号符号螺纹螺纹 中径轴线中径轴线 大径大径轴线轴线 小径轴线小径轴线齿轮、花键齿轮、花键PDMD节径（周节）轴线节径（周节）轴线大径轴线大径轴线局部限定局部限定二、形位公差带二、形位公差带形状形状大小大小方向方向位置位置1.1.大小关系大小关系 同一个被测要素同一个被测要素 t t形状形状 t t定向定向 t t定位定位 t t跳动跳动 2.2.公差值前边加公差值前边加 的情况的情况 加加“S“S”的情况的情况:三维点三维点的位置度的位置度 加加“”的的情况情况:同轴度同轴度 任意方向任意方向的直线度的直线度 线对线线对线线对线线对线任意方向任意方向任意方向任意方向的平行度的平行度的平行度的平行度 线对面线对面线对面线对面任意方向任意方向任意方向任意方向的垂直度的垂直度的垂直度的垂直度 线对面（线对面（线对面（线对面（多基准多基准多基准多基准）的倾斜度）的倾斜度）的倾斜度）的倾斜度 中心线中心线中心线中心线的位置度的位置度的位置度的位置度练习一、项目一、项目与尺寸公差的关系与尺寸公差的关系公差值公差值基准基准结构形状特征结构形状特征使用要求使用要求内容：内容：特征项目特征项目依据：依据：工艺特点工艺特点检测方便检测方便3-3 3-3 形位公差的选用形位公差的选用 1.1.独立原则独立原则1 1）包容要求）包容要求二、协调尺寸公差与形位公差之间的关系二、协调尺寸公差与形位公差之间的关系 2.2.相关要求相关要求图纸标注图纸标注含义含义 应用：保证配合性质应用：保证配合性质 尺寸与形状尺寸与形状 尺寸与位置尺寸与位置2 2）最大实体要求）最大实体要求图纸标注图纸标注含义含义 应用：保证可装配性应用：保证可装配性3 3）最小实体要求）最小实体要求图纸标注图纸标注含义含义 应用：保证强度应用：保证强度 三、三、确定公差值确定公差值注出公差值注出公差值未注公差值未注公差值1.1.注出公差值注出公差值1 1）公差等级）公差等级1 1、2 2、1212级级高高 低低常用：常用：4 48级表表3-73-7表表3-113-112 2）确定公差等级的原则）确定公差等级的原则依据：依据：功能要求功能要求结构特征结构特征综合考虑综合考虑考虑因素：考虑因素：同一要素上同一要素上 t t形位形位 T t t形状形状 t t定向定向 t t定位定位 t t跳动跳动 d dAt tAt T Td d 工艺性工艺性2.2.未注公差值未注公差值1 1）GB/T 1184-2019GB/T 1184-2019规定：规定：H H、K K、L L三个等级三个等级在技术要求中：在技术要求中：未注形位公差按未注形位公差按 GB/T 1184-K GB/T 1184-K2 2）其它项目）其它项目线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动公差：跳动公差：均由各要素的注出或未注线性尺寸公差均由各要素的注出或未注线性尺寸公差或角度公差控制或角度公差控制 圆度的未注公差：圆度的未注公差：等于极限与配合标准中规定的直径公差等于极限与配合标准中规定的直径公差值，但不能大于表值，但不能大于表3-6中的径向圆跳动公差中的径向圆跳动公差值值 圆柱度的未注公差：圆柱度的未注公差：不作规定。圆柱度误差由三个部分组成：不作规定。圆柱度误差由三个部分组成：圆度、直线度和相对素线的平行度误差，圆度、直线度和相对素线的平行度误差，而其中每一项误差均由它们的注出公差或而其中每一项误差均由它们的注出公差或未注公差控制。未注公差控制。平行度：平行度：等于给出的尺寸公差值，或是直线度和等于给出的尺寸公差值，或是直线度和平面度未注公差值中的相应公差值取较大平面度未注公差值中的相应公差值取较大者。应取两要素中的较长者作为基准，若者。应取两要素中的较长者作为基准，若两要素的长度相等，则可任选一要素为基两要素的长度相等，则可任选一要素为基准准 同轴度：同轴度：未未作作规规定定。在在极极限限状状况况下下，同同轴轴度度的的未未注注公公差差值值可可以以和和表表3-6 中中规规定定的的径径向向圆圆跳跳动动的的未未注注公公差差值值相相等等。应应选选要要素素中中的的较较长长者者作作为为基基准准，若若两两要要素素的的长长度度相相等等，则则可可任选一要素为基准。任选一要素为基准。四、基准的确定四、基准的确定1.1.设计基准设计基准2.2.加工基准加工基准3.3.测量基准测量基准4.4.装配基准装配基准功能要求功能要求要素间的几何关系要素间的几何关系五、五、举举例例3.4 形状和位置误差的评定形状和位置误差的评定 3.3.1 形状误差的评定形状误差的评定 形状误差是实际被测要素的形状对其理形状误差是实际被测要素的形状对其理想要素的变动量想要素的变动量 最小条件最小条件:就是使实际被测要素对其理想要素最大变就是使实际被测要素对其理想要素最大变动量为最小的要求。形状误差值用最小包容区动量为最小的要求。形状误差值用最小包容区域（简称最小区域）的宽度或直径表示。域（简称最小区域）的宽度或直径表示。直线度直线度直线度直线度 1.1.形状误差的评定形状误差的评定形状误差的评定形状误差的评定(1)评定给定平面内的直线度误差评定给定平面内的直线度误差最小包容区域法：最小包容区域法：两端点连线法：两端点连线法：近似法：近似法：最小二乘法：最小二乘法：XYOff例例3-1 用自准直仪法采用分段法测得某工件截用自准直仪法采用分段法测得某工件截面轮廓线上后点对前点（如图面轮廓线上后点对前点（如图3-39所示）的所示）的读数值依次为读数值依次为+3，+6，0，-3，-6，+3，+9，-3，-3，+3，用最小包容区域法和，用最小包容区域法和两端点连线法评定其直线度误差。两端点连线法评定其直线度误差。测量点(2)平面度误差的评定平面度误差的评定最小包容区域判别法：最小包容区域判别法：最小二乘法：最小二乘法：对角线平面法：三远点平面法：近似法：近似法：设列的旋转量为P，行的旋转量为Q，则有下列方程：按最小包容区域按最小包容区域法：法：三个高点三个高点（+15、+20、+21.5）和一个）和一个低点（低点（-6.5）解之，有：P=-2.5，Q=-2+15+15+10.5+10.5+（-2.5-2.5）+20+(-2.5+20+(-2.5 2)2)+9+(-2)+9+(-2)-16.5+(-2.5)+(-2)-16.5+(-2.5)+(-2)+2+(-2.5+2+(-2.5 2)+(-2)2)+(-2)+10+(-2+10+(-2 2)2)+21.5+(-2.5)+(-2+21.5+(-2.5)+(-2 2)2)+9+(-2.5+9+(-2.5 2)+(-22)+(-2 2)2)+15+15+8+8+15+15+7+7-21-21-5-5+6+6+15+150 0图图3-423-42按对角线平面法按对角线平面法 在图在图3-41中，以（中，以（+2，+9）和）和（+21.5，+20）为对角线）为对角线 三远点平面法：三远点平面法：在图在图3-41中，取中，取+9，+9，+20作为作为三远点三远点(3)圆度误差圆度误差评定定 按最小区域圆法：按最小区域圆法：按最小外接圆法：按最小外接圆法：最大内接圆法：最大内接圆法：最小二乘圆法：最小二乘圆法：1.1.位置误差的评定位置误差的评定位置误差的评定位置误差的评定 位置误差分为定向误差、定位误差和跳动位置误差分为定向误差、定位误差和跳动（圆跳动和全跳动）。（圆跳动和全跳动）。评定位置误差时，常采用定向或定位最小评定位置误差时，常采用定向或定位最小包容区域法。包容区域法。END