形位公差与测量培训.ppt

,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,*,第四章,形状和位置公差及检测,第四章 形状和位置公差及检测,第一节 概述,第二节 形状公差与形状误差的检测,第三节 位置公差和位置误差测量,第四节 形位公差与尺寸公差的相关性要求,第五节 形位公差的选用,第一节 概述,一、形位公差的含义及其影响,1,、形位公差的含义：任何零件的加工过程中由于各种因素,的影响总会产生形状、位置方面的误差。,2,、形位误差的定义：,零件的实际形状、位置对其理想形,状、位置的变动量。,3,、形位误差的影响,（,1,）,影响配合的松紧程度，如圆度，轴线的直线度。,（,2,）,影响可装入性，如零部件的位置度。,（,3,）,影响零件的其它功能。,综上所述：,形位误差的大小是衡量产品质量的一项重要指,标，为保证产品质量，实现互换性，应控制零件,的形位误差，即规定公差。,二、零件的几何要素,几何要素的定义：代表零件几何形状特性的点、线、面。,（,1,）,中心要素：圆心、球心、中心线、轴线等。,（,2,）,轮廓要素：零件外形轮廓，圆柱面、球面、素线等,（,3,）,被测要素：给出形位公差要求的要素。,（,4,）,基准要素：用来确定被测要素方向、位置的要素。,三、形位公差项目符号,1,、,形状公差：,2,、,位置公差：,定向公差：,定位公差：,跳动公差：,四、形位公差的标注,1,、公差框格,0.02 A,第一格：公差项目；第二格：公差值；第三格：基准,2,、指引线：将框格与被测要素联系起来。,说明：被测要素为中心要素时，指引线箭图与尺寸,线对齐。,2,、基准符号,位置公差必须标注基准。,基准代号的注法：基准代号对准基准要素，无论基准,方向如何，基准代号中字母必须顺正方向写。,说明：基准为中心要素时，基准符号与尺寸线对齐。,形位公差标注示例：,五、形位误差的检测原则,国标将实现中应用的检测方案归纳为以下五种检测原则：,1,、与理想要素比较原则，,如：自准直仪测直线度，平台上测平面度。,2,、,测量坐标值原则。,如：三坐标测量，孔轴线的位置度误差。,3,、,测量特征参数原则。,如：两点法及三点法测圆度误差。,4,、,测量跳动误差原则。,如：（径向、端面圆全）跳动误差的测量。,5,、,控制实效边界原则。,小结,1,、了解形位公差的概念。,2,、掌握被测要素和基准要素的内容。,3,、掌握形位公差的项目符号及标注方法。,第二节 形状公差与形状误差的检测,一、形状误差和形状公差,1,、形状误差：,被测要素实际形状对其理想形状的变动量,2,、形状公差：,允许的最大形状公差。,二、各项形状公差及其误差的测量,1,）,直线度,：给定平面内直线，任意方向直线等。,直线度误差的检测：介绍水平仪的测量原理。,图解法求,直线度误差,：,测点序号：,0 1 2 3 4 5 6 7 8,水平仪读数：,0 +6 +6 0 -1.5 -1.5 +3 +3,+9,累积值：,0 +6 +12 +12,+10.5 +9 +12 +15+24,直线度误差：,f=18-9=9m,先解释累积值的得来：由于水平仪测量的是相临两点的,高度差，作图时需将各点的读数都转换成相对坐标圆点,的值。,作图法求解必须以,y,方向作为评定误差的方向,通过计算求得直线度误差。,2,）,平面度,：,两平行平面之间的区域,平面度误差的测量：对角线法,按一定的布点方式测量,0 -3 8,10 2 1,平面度误差,f=10-(-3)=13m,8 0 0,3),圆度,：,圆度公差带：,半径之差为公差值的两同心圆之间的区域。,圆度误差的测量：近似法测量，光学分度头上测 量圆度误差。,4,）,圆柱度,：,圆柱度公差带：,半径之差为公差值的两同轴线的圆面之间,的区域。,5,）线轮廓度、面轮廓度,公差带简介：包络线的形成原理。,说明：,任意方向直线度在公差值前需加“,”,宽大平面用平面度，窄长平面用直线度。,圆柱度是一项综合公差。,小结：,1,、形状公差不涉及基准。,2,、形状公差值是包含实际要素的最小区域的宽度或,直径来表示。,第三节 位置公差和位置误差测量,一、位置误差与基准,1,、位置误差：被测要素实际位置对其理想位置的变动量,2,、基准,1),基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素。,2),基准的分类：,单一基准：由一个要素充当基准,组合基准：公共基准,基准体系：三基面体系,模拟法体现基准：心轴模拟基准轴线,二、位置公差及其误差测量,位置公差分定向、定位、跳动三大类。,1,、定向公差：包括平行度、垂直度、倾斜度。,a,、,平行度,：平行度公差带有四种形式：,面对线的平行度,、,线对线的平行度,、面对面的平行度。,平行度误差的检测,：用平板、平台、心轴,v,型块来模拟,基准平面、孔或轴的轴线。,例如：,轴线对轴线的平行度误差的测量,：,心轴模拟孔的轴线,，调整,I-I,等高,读数,f=M,1,-M,2,，,任意方向要求时：,f=,b,、,垂直度,垂直度公差带有四种形式：,线对面的垂直度,、,线对线的垂直度,。,垂直度误差的检测：,（实际测量方法较多，现举一例说明）,线对线的垂直度的测量,：转换成平行度误差的测量，,用心轴 模拟基准轴线。,f=,c,、,倾斜度,倾斜度公差带有三种形式：,面对面的倾斜度、线对线的倾斜度、线对面的倾斜度。,面对面的倾斜度标注,示例：解释,45,度的含义。,倾斜度误差的测量,：转换成平行度误差的测量。,方法：被测量件置与定角座上，调整被测件使表面读数差,最小，则,f=Mmax-Mmin,定向公差小结：,定向公差是一项综合公差，综合控制被测要素的定向误,差，形状误差。,2,、定位公差,同轴度,：应用台阶轴,同轴度公差带,：,直径为公差值,t,且与基准同轴线的小圆柱。,检测：,V,形块模拟基准轴线，两指针调零。,读数：对应点读数差,M,1,-M,2,对称度,：应用方格或键槽,对称度公差带,：,相对基准面对称分布的两平行平面,。,检测：被测零件放置在平板上，测被测表面到平板的距,离，取测量截面内对应点最大差值为误差值。,位置度：应用孔轴线的位置度。,孔轴线的位置度公差带,：以理想位置为轴线的小圆柱。,测量,：测量坐标原则。,。,定位公差小结：,定位公差是一项综合公差，可综合控制被测要素的位,置误差、方向误差、形状误差。,3,、,跳动公差,a,、,圆跳动,及,测量方法,径向圆跳动,：,指示器径向固定,，被测要素绕基准回转 一周时最大与最小读数差。,端面圆跳动,：,指示器垂直端面固定,，被测要素绕基准,回转一周，最大与最小读数差。,b,、,全跳动,径向全跳动,：指示器沿径向放置，,测量时指示器沿轴向,移动,，被测要素绕基准回转所测的最大与最 小差值。,端面全跳动,：指示器垂直端面放置，,测量时指示器由外端,向圆心移动,，被测要素绕基准回转，最大与最小读数差即为误差值,测量,时用导向套筒，中心顶尖，,V,形块模拟基准。,c,、跳动公差的特性及应用,跳动公差是一项综合公差，测量方便，故广泛应用于,旋转类零件。,各项跳动公差中被测要素，均为轮廓要素，基准要素,均为中心要素。,生产中有时用测量径向全跳动的方法测量圆柱度、同轴度、垂直度,.,等。,三、小结：,1,、掌握各项定位公差的含义。,2,、掌握跳动误差的测量方法。,3,、了解形位误差的检测原则。,第四节 形位公差与尺寸公差的相关性,一、基本概念,1,、,作用尺寸,：实际尺寸和形状误差综合后的尺寸。,D,m,d,a,2,、最小、最大实体状态和实效状态,1,）最大、最小实体状态,合格零件拥有材料最多的状态称最大实体状态。,合格零件拥有材料最少的状态称最小实体状态。,最大实体尺寸：,d,max,D,min,最小实体尺寸：,d,min,D,max,2,）实效状态：最大实体尺寸与实效尺寸综合后的尺寸。,孔：,D,vs,=D,min,-t,形位,轴：,d,vs,=d,max,+t,形位,3,、理想边界,定义：具有理想形状的极限边界,具体为：孔的理想边界为一具有理想形状的外表面（理想轴,),轴的理想边界为一具有理想形状的内表面（理想孔）,1,）最大实体边界：尺寸为最大实体尺寸的理想边界。,孔：具有,D,min,的理想轴；,轴：具有,d,max,理 想孔,2,）实效边界,孔：具有,D,min,-t,形位,的理想孔,轴：具有,d,max,+t,形位,理想轴,二、独立原则,尺寸公差与形位公差各自独立，测量 时 分别满足各自,的公差要求。,因独立原则时尺寸与形位误差检测较为方便，故应用,广泛。,三、包容原则,1,、单一要素的包容原则,图样标注,：尺寸公差后加,10,分析：最大实体边界：,10,的孔且垂直于基准。,实际尺寸合格范围：,9.8,10mm,之间,实际轴径,9.8mm,时，轴线垂直度公差,0.2mm,实际轴径,10mm,时，轴线垂直度公差,0,由以上分析总结：包容原则下形位公差包容在尺寸,公差之内。,E,四、最大实体原则,1,、最大实体原则用于单一要素,1,）,图样标注,：,10 0.1,2,）分析：实效边界：尺寸为,10.1 mm,的理想孔,实际尺寸合格范围：,9.810 mm,。,实际尺寸为,9.8mm,时，轴线直线度公差,0.3 mm,。,实际尺寸为,10 mm,时，轴线直线度公差,0.1 mm,2,、最大实体原则用于关联要素,被测要素与基准要素同时对同轴度进行补偿,M,五、三种公差原则小结,公差原则,遵守的边界,允许的,形位公差,应用,独立原则,t,广泛,包容原则,最大实体边界,0T,配合性质要求严格,最大实体原则,实效边界,tt+T,只要求保证可装配性,第五节 形位公差的选用,正确合理的选择形位公差，不仅直接反映产品量和寿命，而且关系到零件的加工难易程度。,一、形位公差项目的选择,1,、零件的几何特征,如：圆柱零件：圆柱度、圆度,圆锥形零件：圆度、素线直线度,平面：平面度,阶梯轴：同轴度,槽：对称度,2,、零件的使用要求,只有对使用性能有显著影响的项目才规定形位公差，,如：车床、磨床主轴轴颈同轴度、圆柱度误差的影响,零件的回转精度和工作精度，故规定相应精度。齿轮,箱体两孔轴线不平行，影响正常啮合，降低承载能力，,故规定平行度公差。,3,、测量方便,如：阶梯轴：可用径向 全跳动代替圆柱度，同轴度,误差,4,、形位公差的控制功能,如：圆柱度公差可以控制圆度、素线的直线度误差。,二、形位公差值的确定,1,、公差等级：,1,、,2,、,3,、,.12,。,1,级最高,，,12,级最,低，,6,、,7,级为基本级。,总原则：在满足使用要求的前提下，选择最经济的,公差值。,2,、,选择方法：类比法,对照表,3-3,3-19,解释各项公差主参数的含义,了解各项公差的应用,。,3,、,考虑的因素,1,）零件的结构特性,细长轴（孔）、跨距较大的轴（孔）、宽度较大的表面,加工时易产生误差，较正常情况低,12,级。,2,）协调形位公差与尺寸公差的关系,同一要素：,t,形位,t,位置,t,尺寸,3,）形位公差与表面粗糙度的关系,中等尺寸，中等精度,Rz,=,（,0.20.3,）,t,形位,高精度：小尺寸：,Rz,=,（,0.50.7,）,t,形位,三、基准的选择,依据：零件的功能要求，同时尽量使设计、加工、,检验各工序的基准统一。,例：图示零件：,1,）若以中间轴颈为支承，两端安装传动件，以,中间为同轴度基准,2,）若以两端为支承，中间安装传动件，以两端,公共轴线为基准,四、小结,1,、了解形位公差项目的选择,2,、了解形位公差值的选择,3,、了解基准的选择,