12形状和位置公差及检测5E

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,*,*,第六节 形位误差的评定及检测,1,一、形位误差的检测原则,1,与理想要素比较原则,与理想要素比较原则是指测量时将被测实际要素与其理想要素作比较，从中获得数据，以评定被测要素的形位误差值。这些检测数据可由直接法或间接法获得。该检测原理在形位误差测量中的应用最为广泛。,被测零件,刀口尺（,理想要素,）,被测零件,平板（,理想要素,）,2,2,测量坐标值原则,测量坐标值原则是指利用计量器具的固有坐标，测出实际被测要素上各测点的相对坐标值，再经过计算或处理确定其形位误差值。,如图所示,为用测量坐标值原则测量位置度误差。,3,测量特征参数原则,测量特征参数原则是指测量实际被测要素上具有代表性的参数（即特征参数）来近似表示形位误差值。,3,4,测量跳动原则,本原则主要用于跳动误差的测量，因跳动公差就是按特定的测量方法定义的位置误差项目。其测量方法是：被测实际要素,(,圆柱面、圆锥面或端面,),绕基准轴线回转过程中，沿给定方向,(,径向、斜向或轴向,),测出其对某参考点或线的变动量,(,即指示表最大与最小读数之差,),。,顶尖,被测零件,心轴,图,4-31,径向和端面圆跳动测量,4,5,控制实效边界原则,控制实效边界原则的含义是检验被测实际要素是否超过实效边界，以判断被测实际要素合格与否。,d,M,=,50,被测零件,功能量规,d,MV,=,25.04,图,4-32,用功能量规检验同轴度误差,A,A,50,25,0,-,0.05,50,E,0.04,M,42,M,0,-,0.05,5,二、形位误差的测量,1.,被测要素的体现,被测实际要素通常以两种情形体现：,1,）以有限点体现,2,）以模拟法体现,2.,基准的建立和体现,基准,指理想基准要素，被测要素的方向或（和）位置是由基准确定的。被测实际要素通常以两种情形体现：,1,）基准的建立,2,）基准要素的体现，常用的基准体现方法有：模拟法、直接法和分析法，,如图所示,。,6,（一）形状误差的测量,1.,直线度误差的测量,直线度误差测量方法很多，如用刀口尺、水平仪和桥板、自准直仪和反射镜、平板和指示器、优质钢丝和测量显微镜等测量。,如图所示,。,2.,平面度误差的测量,由于任一平面可以看成是由若干条直线组成，因此在平面度误差测量中，常用若干个截面的直线度误差来综合反映其平面度误差。因此测量直线度误差的仪器和方法，也能用于测量平面度误差。测量平面度误差，常采用与理想要素比较原则。平面度误差可用平晶测量、平板和指示表测量、自准直仪和反射镜测量。,7,3.,圆度误差的测量,圆度是回转体表面的一项重要指标，测量方法主要有：,用圆度仪测量,在分度装置上测量,两点测量法,三点测量法,4.,圆柱度误差的测量,类似于圆度误差的测量，圆柱度误差测量方法主要有：用圆度仪测量；用两点法测量圆柱度误差。,圆度（圆柱度）误差测量，,如图所示,。,（一）形状误差的测量（续,1）,8,（二）位置误差的测量,1.,定向误差的测量,(1),平行度误差的测量,(2),垂直度误差的测量,(3),倾斜度,误差的测量,定向误差的测量，,如图所示,。,2.,定位误差的测量,同轴度误差可用圆度仪、三坐标测量机、,V,形架和带指示表的表架等测量。,对称度误差可用三坐标测量机、平板和带指示表的表架等测量。,位置度误差可用坐标测量装置或专用测量设备等测量。定位误差的测量，,如图所示,。,9,（二）位置误差的测量（续,1）,3.,跳动误差的测量,跳动是按特定的测量方法来定义的位置误差项目。测量跳动误差时，被测零件的基准轴线通常采用模拟法体现。跳动误差的测量结果既反映被测要素相对于基准轴线的位置误差，又反映其本身形状误差的综合值。,跳动测量所用设备比较简单（如跳动测量仪、分度头、,V,形支承座等），测量方便，因此生产中得到广泛的应用。跳动测量,如图所示,。,10,三、形位误差的评定,1,形状误差的评定,1,）最小条件,评定形状误差的基本原则是“最小条件”：即被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。,(1),轮廓要素,(,线、面轮廓度除外,),最小条件,：就是理想要素位于实体之外与实际要素接触，并使被测要素对理想要素的最大变动量为最小。,(2),中心要素,最小条件,：就是理想要素应穿过实际中心要素，并使实际中心要素对理想要素的最大变动量为最小。,11,最小区域,f,1,被测实际要素,图,4-24,轮廓要素的最小条件,12,被测实际要素,L,1,L,2,图,4-25,中心要素的最小条件,13,2,）最小包容区（简称最小区域）,最小包容区,（简称最小区域）：是指包容被测实际要素时，具有最小宽度,f,或直径,f,的包容区域。形状误差值用最小包容区（简称最小区域）的宽度或直径表示。,按最小包容区评定形状误差的方法，称为最小区域法。,最小条件是评定形状误差的基本原则，在满足零件功能要求的前提下，允许采用近似方法评定形状误差。当采用不同评定方法所获得的测量结果有争议时，应以最小区域法作为评定结果的仲裁依据。,f,被测实际要素,S,S,f,a),评定直线度误差,图,4-26,最小包容区示例,14,在实际检测工作中，对各个形状误差项目，应分别按其最小区域来确定误差值。最小区域根据实际被测要素与包容区域的接触状态来判别。,（,1,）直线度误差的评定,评定直线度误差时，若在给定平面（方向上）内，则由两条平行直线（平面）包容被测实际直线，实际线至少成：“高、低、高”或“低、高、低”三点相间与包容区域接触。,如图所示,，这个包容区域就是最小区域。,用水平仪或自准仪测量直线度误差所得数据，均可以用计算法或图解法按最小条件法（或两端点连线法）进行处理，确定被测要素的直线度误差。,15,【,例题,】,用分度值为,0.02/1000,的框式水平仪按节距法测量导轨在,1000,长度上的直线度误差。桥板长,200,，分五段进行，水平仪气泡相对于其零线的格数分别为,-1,、,-1,、,+1,、,+3,、,0,。试分别用最小区域法和两端点连线法求出导轨的直线度误差值。,解：水平仪分度值为,0.02/1000,，表示气泡移动一格，在,1000,长度上相对高度差为,0.02,。今水平仪放在,200,长度的桥板上，则气泡移动一格，在,200,长度上相对高度差为,2000.02/1000=0.004,。,1,）,用最小区域法评定其直线度误差值,。根据直线度误差最小区域法判别准则，用两平行线包容被测廓线，经过的最高点为,0,与,4,点，最低点为,2,点，且最低点落在两最高点之间。此时两平行线沿纵坐标方向的距离,f=12,，即为直线度误差。,2,）,用两端点连线法评定直线度误差值,。以,0,点与,5,点连线作为基准，此基准线与被测廓线最高点（,4,点）和最低点（,2,点）沿纵坐标方向的距离之和为,12.8,，即为两端点连线法评定的直线度误差值。,16,平面度误差的评定方法有四种：,最大直线度法,以被测平面上各测量截面内的最大直线度误差值作为平面度误差值。适合于小平面或低精度的机床工作台面的平面度误差的评定。,三点法,以被测平面上相隔最远的三个点（对于矩形平面来说即为三个角点）组成的理想平面为评定误差的评定基准面，来计算平面度误差。平面度误差值为包容实际表面且平行于评定基准面的两平行平面的距离。,对角线法,以通过被测面上的一条对角线且与另一条对角线平行的理想平面为评定基准来计算平面度误差。平面度误差值为包容实际表面且平行于评定基准面的两平行平面的距离。,最小区域法,以包容实际表面且距离为最小的两平行平面间的距离作为平面度误差值。,（2,）平面度误差的评定,17,评定平面度误差时，,最小区域,为两平行平面，被测表面至少有三点或四点分别与该两平行平面接触，并符合下列准则之一：。,1,）,三角形准则,：实际被测平面有三点与一平面接触，还有一点与另一平面接触，且该点的投影位于上述三点构成的三角形区域内。,2,）,交叉准则,：实际被测平面有两点与一平面接触，还有两点与另一平面接触，且各平面接触的两点投影连线在空间呈交叉状态。,3,）,直线准则,：实际被测平面有两点与一平面接触，还有一点与另一平面接触，且该点的投影位于由前两点连成的直线上。,平面度误差的最小区域评定，,如图所示,。,一般采用基面旋转法获得最小区域。,18,图 用千分表和精确平板测量平面度误差,19,-2,+3.5,+6,-3.5 +1 +5.5,-2 -0.5 -2,A,三点法评定,1,+6 +3.5 -2,-2 -0.5 -2,+0.5 +1 +1.5,-2 +1.5 +2,-1.5 +1 +3.5,+2 +1.5 -2,-2 +1 +1,-1 +1 +3,+3 +2 -2,平面度误差的评定,B,三点法评定,2,C,对角线法评定,D,最小区域法评定,-8,-4,+4,+8,+4,+2,-2,-4,-1,-0.5,+0.5,+1,20,（,3,）圆度误差的判别,（1）,最小条件法：,评定圆度误差时，包容区域为两同心圆，实际轮廓至少有四个点内外相间地与包容区域接触，该包容区域即为,最小包容区域,，,则两同心圆的半径差为圆度误差。,圆度,误差,f,。,图4.,27,实际圆,两个,同心圆,21,（2）近似法：,最小外接圆法,f,最小外接圆,圆度误差,22,最大内切圆法,f,最大,内切圆,圆度误差,23,最小二乘圆法。,f,最小,二乘圆,圆度误差,24,2,定向误差的评定,定向误差值,用定向最小包容区域,(,简称定向最小区域,),的宽度或直径表示,。,定向最小包容区域,是按理想要素的方向来包容被测实际要素，且具有最小宽度,f,或直径,f,的包容区域。,被测实际要素,f,S,基准,图,4-27,定向最小包容区域示例,25,被测实际要素,f,S,基准,被测实际要素,基准,S,图,4-27,定向最小包容区域示例,26,例如 平面度误差的评定示例（面对面）,A,27,3,定位误差的评定,评定形状、定向和定位误差的最小包容区域的大小一般是有区别的。如图,4-29,所示，其关系是：,f,形状,f,定向,f,定位,当零件上某要素同时有形状、定向和定位精度要求时，则设计中对该要素所给定的三种公差,(,T,形状、,T,定向和,T,定位,),应符合：,T,形状,T,定向,T,定位,基准,A,被测实际要素,F,S,f,L,h,1,P,P,S,基准,A,O,L,y,L,x,基准,B,图,4-28,定位最小包容区域示例,28,H,A,A,A,t,1,t,2,t,3,a),形状、定向和定位公差标注示例：,t,1,t,2,t,3,A,H,f,形状,b),形状、定向和定位误差评定的,最小包容区域：,f,形状,f,定向,f,定位,图,4-29,评定形状、定向和定位误差的区别,f,定向,f,定位,29,小 结,1,形位误差的研究对象,是几何要素，根据几何要素特征的不同可分为：理想要素与实际要素、轮廓要素与中心要素、被测要素与基准要素以及单一要素与关联要素等；国家标准规定的,形位公差特征,共有,14,项，熟悉各项目的符号、有无基准要求等。,2,形位公差,是形状公差和位置公差的简称。,形状公差,是指实际单一要素的形状所允许的变动量。,位置公差,是指实际关联要素相对于基准的位置所允许的变动量；,形位公差带,具有形状、大小、方向和位置四个特征。形位公差带分为形状公差带、定向公差带、定位公差带和跳动公差带四类。应熟悉常用形位公差特征的公差带定义、特征,(,形状、大小、方向和位置,),，并能正确标注。,3,公差原则,是处理形位公差与尺寸公差关系的基本原则，它分为独立原则和相关要求两大类。应了解有关公差原则的术语及定义，公差原则的特点和适用场合，能熟练运用独立原则、包容要求和最大实体要求。,30,4,理解,形位误差的评定方法,。掌握形状误差,(,f,形状,),、定向误差,(,f,定向,),和定位误差,(,f,定位,),之间的关系：,f,形状,f,定向,f,定位，即定位误差包含了定向误差和形状误差