形状和位置公差及检测

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五节 形位公差的设计,1,一、形位公差的标注,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,4-10,形位公差框格,2,1,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。,3,延伸公差通则：,延伸公差带一般用于保证键和螺栓、螺柱、螺钉、销等紧固件在装配时避免干涉。,延伸公差带必须与形状和位置公差联合应用。,延伸公差图样表示：,延伸公差带采用符合 表示，该符合应置于图样上公差框格中的形位公差值后面。,延伸公差带的最小延伸范围和位置应在图样上相应视图中用细双点划线表示，并标注相应的延伸尺寸及在该尺寸前加注符号 ，如,PDF,文档所示。,P,P,4,2,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,4-11,指引线标注,5,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,4,mm,),。,4mm,图,4-12,轮廓要素的标注,被测要素的主要标注方法：,6,(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。,b,图,4-13,中心要素的标注,7,(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,4-14,圆锥体轴线的标注,8,(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,”,。,A,B,0.03,A,-,B,共面,0.10,图,4-15,多要素同要求的简化标注,图,4-16,多处同类要素组成,被测公共轴线时的标注,9,(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。,A,A,图,4-17,同一要素多项要求的简化标注,10,3,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。,A,B,C,图,4-18,基准符号,11,(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。,A,A,B,图,4-19,轮廓基准要素的标注,12,(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；,B,A,C,图,4-20,中心基准要素的标注,13,(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。,A,B,A,B,4/7.5,GB145-85,A,B,4/7.5,GB145-85,图,4-21,中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注,14,(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,4-22,任选基准的标注,0.03,A,A,15,形位公差标注举例,指出,下图,中没有按下列形位公差要求进行标注的错误，并加以改正。,1,）两个,40k6,圆柱面遵守包容要求。,2,）两个,40k6,圆柱面的圆柱度公差为,0.004mm,。,3,）轴肩端面,I,和,II,对两个,40k6,圆柱的公共轴线的端面圆跳动公差为,0.012mm,。,4,）,60g6,圆柱的轴线对两个,40k6,圆柱的公共轴线的同轴度公差为,0.01mm,。,5,）键槽,12N9,中心面对,60g6,圆柱的轴线的对称度公差为,0.015mm,。,16,二、形位精度设计（形位公差的选择 ）,1,形位公差项目的选择,项目选择总原则：,在保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益。,(1),考虑零件的几何特征,(2),考虑零件的使用要求,(3),考虑形位公差的控制功能,各项形位公差的控制功能不尽相同，选择时应尽量发挥能综合控制的公差项目的职能，以减少形位公差项目。,(4),考虑检测的方便性,确定公差项目必须与检测条件相结合，考虑现有条件检测的可能性与经济性。当同样满足零件的使用要求时，应选用检测简便的项目。,17,图,6-2,顶尖轴的形位公差项目选择,18,图,6-3,两种公差标注,a,综合公差标注,b,单项公差标注,19,2,基准要素的选择,(1),基准部位的选择,选择基准部位时，主要应根据设计和使用要求，零件的结构特征，并兼顾基准统一等原则进行。,(2),基准数量的确定,一般来说，应根据公差项目的定向、定位几何功能要求来确定基准的数量。,(3),基准顺序的安排,当选用两个或三个基准要素时，就要明确基准要素的次序，并按顺序填入公差框格中。,20,轴类零件，常以两个轴承为支承运转应选这,两处轴颈的公共轴线,（组合基准）为基准。,套类零件多以其,内孔轴线径向定位,装配或以其,端面轴向定位,，因此根据需要可选其轴线或端面作为基准。,应选较宽大的平面、较长的轴线作为基准，以使定位稳定。,从加工检测方面考虑，应选择在加工、检测中方便装夹定位的要素为基准。,常见基准选择方法,21,3,形位公差等级,(,公差值,),的选择,形位公差等级的选择原则,与尺寸公差选用原则相同，即在满足零件使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。,(1),形位公差和尺寸公差的关系,，,如图所示,一般满足关系式：,T,形状,T,位置,T,尺寸,(2),有配合要求时形状公差与尺寸公差的关系,T,形状,KT,尺寸在常用尺寸公差等级,IT5,IT8,的范围内，通常取,K,25,65,。,(3),形状公差与表面粗糙度的关系,一般情况下，表面粗糙度的,R,a,值约占形状公差值的,20,25,。,22,(4),考虑零件的结构特点,，对于以下情况，考虑到加工的难易程度和除主参数以外的其它因素的影响，在满足零件功能的要求下，适当降低,1,2,级选用：孔相对于轴；细长比较大的轴和孔；距离较大的轴和孔；宽度较大（大于,1/2,长度）的零件表面；线对线和线对面的相对于面对面的平行度、垂直度公差。,(5),凡有关标准已对形位公差作出规定的,，如与滚动轴承相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等，都应按相应的标准确定。,除线轮廓度、面轮廓度以及位置度未规定公差等级外，其余,11,项均有规定。一般划分为,12,级，即,1,12,级，精度依次降低，仅圆度和圆柱度划分为,13,级，即增加了一个,0,级，以便适应精密零件的需要。,3,形位公差等级,(,公差值,),的选择（续,1,）,23,位置度常用于控制螺栓或螺钉连接中孔距的位置精度要求，其公差值取决于螺栓与光孔之间的间隙。位置度公差值,T,(,公差带的直径或宽度,),按下式计算：,螺栓连接：,T,KZ,螺钉零件：,T, 0.5,KZ,式中,Z,孔与紧固件之间的间隙；,Z,=,D,min,d,max,D,min,最小孔径,(,光孔的最小直径,),；,d,max,最大轴径,(,螺栓或螺钉的最大直径,),；,K,间隙利用系数。,推荐值为：不需调整的固定联接，,K,1,；需要调整的固定联接，,K,0.6,0.8,。,3,形位公差等级,(,公差值,),的选择（续,2,）,24,4,公差原则的选择,选择公差原则和公差要求时，应根据被测要素的功能要求，各公差原则的应用场合、可行性和经济性等方面来考虑。,独立原则,：主要用于尺寸精度和形位精度要求都较严，且需要分别满足要求；或尺寸精度与形位精度要求相差较大；或用于保证运动精度、密封性等特殊要求，常提出与尺寸精度无关的形位公差要求；或用于未注形位公差要素。,包容要求,：主要用于需严格保证配合性质的场合。,最大实体要求,：主要用于中心要素，保证可装配性,(,无配合性质要求,),的场合。,25,5,未注形位公差的规定,应用未注公差的总原则,是：实际要素的功能允许形位公差等于或大于未注公差值，一般不需要单独注出，而采用未注公差。如功能要求允许大于未注公差值，而这个较大的公差值会给工厂带来经济效益，则可将这个较大的公差值单独标注在要素上。,为简化制图，对一般机床加工或中等制造精度就能保证的形位精度，不必在图样上注出形位公差，形位未注公差按以下规定执行。,26,5,未注形位公差的规定（续）,未注直线度、垂直度、对称度和圆跳动各规定了,H、K、L三个公差等级，在标题栏或技术要求中注出标准及等级代号。如：“,GB/T1184,K”。,未注圆度公差值等于直径公差值，但不得大于径向跳动的未注公差。,未注圆柱度公差不作规定，由构成圆柱度的圆度、直线度和相应线的平行度的公差控制。,未注平行度公差值等于尺寸公差值或直线度和平面度公差值中较大者。,未注同轴度公差值未作规定，可与径向圆跳动公差等。,未注线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动的公差值均由各要素的注出或未注出的尺寸或角度公差控制。,27,6,形位公差精度设计,(,选用,),举例,如图所示,是功率为,5kw,的一级圆柱齿轮减速器的输出轴，该轴转速为,83r/min,，其结构特征、使用要求及各轴颈的尺寸精度均已确定。要求对其进行形位精度的设计。,（,1）,形位公差项目的选择,（,2）,基准的选择,（,3）,公差原则的选择,（,4）,形位精度等级的确定,（,5）,形位公差值的确定,28,(1),55k6,圆柱面,从检测的可能性和经济性分析，可用径向圆跳动公差代替同轴度公差，参照表,4-27,确定公差等级为,7,级，查表,4-22,，其公差值为,0.025mm,。查表,4-25,和表,4-20,确定圆柱度公差等级为,6,级，公差值为,0.005mm,。,(2),56r6,、,45k6,圆柱面,均规定了对,2,55j6,圆柱面公共轴线的径向圆跳动公差，公差等级仍取,7,级，公差值分别为,0.025mm,和,0.020mm,。,(3),键槽,14N9,和键槽,16N9,查表,4-27,，对称度公差数值均按,8,级给出，查表,4-22,，其公差值为,0.02mm,。,(4),轴肩,65,公差等级,取为,6,级，查表,4-22,，其公差值为,0.015mm,。,(5),其他要素,最终零件精度设计图示,29,公差等级,应 用 举 例,5,，,6,，,7,应用范围较广的公差等级。用于形位精度要求较高、尺寸公差等级为,IT8,及高于,IT8,的零件。,5,级常用于机床主轴轴颈，计量仪器的测杆，汽轮机主轴，柱塞油泵转子，高精度滚动轴承外圈，一般精度滚动轴承内圈；,6,、,7,级用于,内燃机曲轴、凸轮轴轴颈、,齿轮轴、,水泵轴、汽车后轮输出轴，电机转子、印刷机传墨辊的轴颈、键槽等,8,，,9,常用于形位精度要求一般、尺寸公差等级为,IT9,至,IT11,的零件。,8,级用于拖拉机发动机分配轴轴颈，与,9,级精度以下齿轮相配的轴，水泵叶轮，离心泵体，棉花精梳机前后滚子，,键槽等,；,9,级用于内燃机气缸套配合面，自行车中轴等,表,4-27,同轴度、对称度和跳动公差常用等级的应用举例,30,31,32,33,考虑零件的几何形状特征选择：,控制平面的形状误差应选择,平面度,；,控制导轨导向面的形状误差应选择,直线度,；,控制圆柱面的形状误差应选择,圆度,或,圆柱度,等。,考虑零件的功能要求选择：,保证零件的工作精度；,保证联接强度和密封性；,减少磨损，延长零件使用寿命；,导轨,34,35,36,52,65,两处,B,A,B,A,其余,12.5,1.25,1.25,1.25,1.25,C2,C2,D,B,A,C,255,12,36,62,45k6,E,2.0,2.0,55k6,55k6,56r6,E,E,E,57,21,39.5,0.02,C,D,3.2,3.2,A,-,A,0.02,53,16N9,14N9,B,-,B,图,4-23,输出轴形位公差标注示例,1,37,52,65,0.015,A,-,B,0.020,A,-,B,0.025,0.005,0.025,两处,A,-,B,B,A,B,A,其余,12.5,1.25,1.25,1.25,1.25,C2,C2,D,B,A,C,255,12,36,62,A,-,B,45k6,E,2.0,2.0,55k6,55k6,56r6,E,E,E,57,21,39.5,0.02,C,D,3.2,3.2,A,-,A,0.02,53,16N9,14N9,B,-,B,图,4-23,输出轴形位公差标注示例（,2）,38,思考题与习题,1,、形位公差的标注应注意哪些问题？,2、,形位公差项目选择时考虑哪些因素？,3,、形位公差基准选择时考虑哪些因素？,4,、形位公差值选择时考虑哪些问题？,5、,不改变形位公差项目，改正下图中的错误。,39,B,B,0.02,B,A,A,形位公差改错,40,