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互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 教學(xué)課件作者 同長(zhǎng)虹 第4章 形狀和位置公差及檢測(cè)

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1、互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 主編第4章形狀和位置公差及檢測(cè)4.1概述4.2形位公差標(biāo)注4.3形位公差帶與形位公差4.4公差原則與公差要求4.5形位公差的選擇4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)4.1概述4.1.1形位誤差及其對(duì)零件使用性能的影響零件在加工過程中,由于機(jī)床夾具刀具組成的工藝系統(tǒng)本身的誤差,以及加工中工藝系統(tǒng)的受力和熱變形、振動(dòng)、刀具磨損等因素,都會(huì)使加工后零件的形狀與其理想的形狀不一致,以及零件各構(gòu)成要素之間的位置與理想的位置存在一定的差異,前者稱為形狀誤差,后者稱為位置誤差,兩者合稱為形位誤差。(1)影響零件的配合性質(zhì)如圓柱表面的形狀誤差,在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的間隙配合中,會(huì)使間隙大小沿結(jié)合面長(zhǎng)度方向

2、分布不均,造成局部磨損加劇,從而降低運(yùn)動(dòng)精度和零件的壽命;在過盈配合中,會(huì)使結(jié)合面各處的過盈量大小不一,影響零件的連接強(qiáng)度。(2)影響零件的功能要求4.1概述(3)影響零件的可裝配性如在軸孔配合中,軸的形狀誤差和位置誤差都會(huì)使軸孔難以裝配。圖4-1零件的形位誤差4.1.2形位公差的研究對(duì)象4.1概述圖4-2零件的幾何要素1.按結(jié)構(gòu)特征分4.1概述(1)輪廓要素指構(gòu)成零件外形的點(diǎn)、線、面。(2)中心要素指構(gòu)成輪廓要素對(duì)稱中心的點(diǎn)、線、面。2.按存在的狀態(tài)分(1)實(shí)際要素指零件上實(shí)際存在的要素。(2)理想要素指具有幾何學(xué)意義的要素。3.按所處地位分(1)被測(cè)要素指圖樣上給出了形狀或(和)位置公差要

3、求的要素,也就是需要測(cè)量其形位誤差的要素。(2)基準(zhǔn)要素指圖樣上用來(lái)確定被測(cè)要素方向或(和)位置的要素。4.按功能關(guān)系分(1)單一要素僅對(duì)被測(cè)要素本身提出形狀公差要求的要素。4.1概述(2)關(guān)聯(lián)要素相對(duì)基準(zhǔn)要素有方向或(和)位置功能要求的被測(cè)要素。4.1.3形位公差的特征項(xiàng)目、符號(hào)表4-1形位公差特征項(xiàng)目及符號(hào)4.2形位公差標(biāo)注4.2.1形位公差的代號(hào)形位公差的代號(hào)包括:公差框格、被測(cè)要素指引線、形位公差項(xiàng)目符號(hào)、形位公差值、基準(zhǔn)符號(hào)和相關(guān)要求符號(hào)等,如圖43所示。1.公差框格2.基準(zhǔn)代號(hào)圖4-3形位公差的代號(hào)4.2形位公差標(biāo)注圖4-4基準(zhǔn)符號(hào)4.2.2形位公差的標(biāo)注方法4.2形位公差標(biāo)注1.

4、被測(cè)要素的標(biāo)注1)當(dāng)被測(cè)要素為輪廓線或?yàn)橛蟹e聚性投影的表面時(shí),將箭頭置于要素的輪廓線或輪廓線的延長(zhǎng)線上,并與尺寸線明顯地錯(cuò)開,如圖4-5a、b所示。圖4-5被測(cè)要素為輪廓要素時(shí)的標(biāo)注2)當(dāng)被測(cè)表面的投影為面時(shí),箭頭可置于帶點(diǎn)的參考線上,該點(diǎn)指在表示實(shí)際表面的投影上,如圖4-5c所示。4.2形位公差標(biāo)注3)當(dāng)被測(cè)要素為中心要素時(shí),指引線的箭頭應(yīng)與確定中心要素的輪廓的尺寸線對(duì)齊,如圖4-6所示。圖4-6被測(cè)要素為中心要素時(shí)的標(biāo)注4)當(dāng)對(duì)同一要素有多項(xiàng)公差要求且測(cè)量方向相同時(shí),可以多個(gè)框格公用同一指引線并指向被測(cè)要素,如圖4-7a所示。4.2形位公差標(biāo)注5)當(dāng)不同的被測(cè)要素有相同的形位公差要求時(shí),可

5、以公用同一框格,即從框格引出的指引線上繪制出多個(gè)指示箭頭,分別指向各被測(cè)要素,如圖4-8a、b所示。2.基準(zhǔn)要素的標(biāo)注1)當(dāng)基準(zhǔn)要素為輪廓線或有積聚性投影的表面時(shí),將基準(zhǔn)符號(hào)置于輪廓線上或輪廓線的延長(zhǎng)線上,并使基準(zhǔn)符號(hào)中的連線明顯地與尺寸線錯(cuò)開,如圖4-9a所示。圖4-7同一被測(cè)要素有多項(xiàng)公差要求的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注圖4-8不同被測(cè)要素有相同形位公差的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注圖4-9基準(zhǔn)要素為輪廓要素或中心要素的標(biāo)注2)當(dāng)基準(zhǔn)要素的投影為面時(shí),4.2形位公差標(biāo)注基準(zhǔn)符號(hào)可置于用圓點(diǎn)指向?qū)嶋H表面的投影的參考線上,如圖4-9b所示。3)當(dāng)基準(zhǔn)要素為中心要素時(shí),則基準(zhǔn)符號(hào)中的連線應(yīng)與確定中心要素的

6、輪廓的尺寸線對(duì)齊,如圖4-9c、d、e所示。3.形位公差標(biāo)注中的有關(guān)問題圖4-10限定被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素范圍的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注(1)限定被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素的范圍如僅對(duì)要素的某一部分給定形位公差要求,如圖4-10a所示,或以要素的某一部分作基準(zhǔn)時(shí),如圖4-10b所示,則應(yīng)用粗點(diǎn)畫線表示其范圍并加注尺寸。(2)公差數(shù)值有附加說明時(shí)的標(biāo)對(duì)公差數(shù)值在一定的范圍內(nèi)有附加的要求時(shí),可采用圖4-11的標(biāo)注方法。圖4-11公差值有附加說明時(shí)的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注圖4-12用符號(hào)表示附加要求的標(biāo)注(3)形位公差有附加要求時(shí)的標(biāo)注采用符號(hào)標(biāo)注時(shí),4.2形位公差標(biāo)注可在相應(yīng)的公差數(shù)值后加注有關(guān)符號(hào),如圖4-

7、12所示。(4)用文字說明簡(jiǎn)化標(biāo)注為了說明公差框格中所標(biāo)注的形位公差的其他附加要求,或?yàn)榱撕?jiǎn)化標(biāo)注方法,可以在公差框格的上方或下方附加文字說明。圖4-13用文字說明附加要求的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注圖4-14全周符號(hào)(5)全周符號(hào)表示法形位公差項(xiàng)目如輪廓度公差適用于橫截面內(nèi)的整個(gè)外輪廓線(或面)時(shí),應(yīng)采用全周符號(hào),即在公差框格的指引線上畫上一個(gè)圓圈,如圖4-14所示。(6)螺紋和齒輪的標(biāo)注4.2形位公差標(biāo)注1)標(biāo)注螺紋被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素時(shí),如圖4-15所示,中徑符號(hào)不標(biāo)出,只有當(dāng)為大徑或小徑時(shí),可以在公差框格或基準(zhǔn)代號(hào)圓圈下方標(biāo)注字母“MD”(大徑)或“LD”(小徑)。圖4-15螺紋的標(biāo)注方法2

8、)當(dāng)被測(cè)要素或基準(zhǔn)要素為齒輪的節(jié)徑時(shí),應(yīng)在公差框格或基準(zhǔn)代號(hào)圓圈下方標(biāo)注字母“PD”,若為大徑則標(biāo)注“MD”,4.2形位公差標(biāo)注若為小徑時(shí)則標(biāo)注“LD”。4.2.3形位公差值及有關(guān)規(guī)定 圖樣上形位公差值的表示方法有兩種:一種是用形位公差代號(hào)標(biāo)注,在形位公差框格內(nèi)注出公差值,稱為注出形位公差;另一種是不用代號(hào)標(biāo)注,圖樣上不注出公差值,而用形位公差的未注公差來(lái)控制。1.圖樣上注出公差值的規(guī)定表4-2直線度和平面度公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-3圓度和圓柱度公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-4平行度、垂直度和傾斜

9、度公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-4平行度、垂直度和傾斜度公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-5同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-5同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)公差值(摘自GB/T 11841996)(單位:m)4.2形位公差標(biāo)注表4-6位置度系數(shù)(單位:m)2.形位公差的未注公差值的規(guī)定1)直線度、平面度的未注公差值共分H、K、L三個(gè)公差等級(jí)。表4-7直線度和平面度的未注公差值(單位:mm)2)圓度的未注公差值規(guī)定采用相應(yīng)的直徑公差值,

10、但不能大于表4-10中的徑向圓跳動(dòng)值。4.2形位公差標(biāo)注3)圓柱度誤差由圓度、軸線直線度、素線直線度和素線平行度組成。4)線輪廓度、面輪廓度未作規(guī)定,受線輪廓、面輪廓的線性尺寸或角度公差控制。5)平行度未注公差值等于相應(yīng)的尺寸公差值。6)垂直度未注公差值見表4-8,分為H、K、L三個(gè)等級(jí)。7)對(duì)稱度未注公差值見表4-9,分為H、K、L三個(gè)等級(jí)。8)位置度未注公差值未作規(guī)定,因?yàn)閷儆诰C合性誤差,由分項(xiàng)公差值控制。9)圓跳動(dòng)未注公差值見表4-10,分為H、K、L三個(gè)等級(jí)。4.2形位公差標(biāo)注10)全跳動(dòng)未注公差值未作規(guī)定,因?yàn)閷儆诰C合項(xiàng)目,故可通過圓跳動(dòng)公差值、素線直線度公差值或其他注出或未注出的尺

11、寸公差值控制。表4-8垂直度的未注公差值(單位:mm)表4-9對(duì)稱度的未注公差值(單位:mm)4.2形位公差標(biāo)注表4-10圓跳動(dòng)的未注公差值(單位:mm)3.未注公差的規(guī)定4.3形位公差帶與形位公差4.3.1形位公差帶 形位公差帶是用來(lái)限制被測(cè)實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。圖4-16形位公差帶的形狀4.3形位公差帶與形位公差4.3.2形狀公差 形狀公差是為了限制形狀誤差而設(shè)置的。1.直線度公差(1)給定平面內(nèi)的直線度公差帶距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域,如圖所示,當(dāng)零件的表面為平面時(shí),其被測(cè)素線在給定平面內(nèi)有直線度要求,則被測(cè)表面的素線必須位于平行于圖樣所示投影面且在公差值為0.1mm的兩平行直線

12、內(nèi),如圖4-17a所示。圖4-17給定平面內(nèi)的直線度公差帶4.3形位公差帶與形位公差(2)給定方向上的直線度公差帶距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域,如圖所示,當(dāng)被測(cè)實(shí)際圓柱表面的素線有直線度要求,如圖4-18a所示,則被測(cè)圓柱面的任一素線必須位于公差值為0.02mm的兩平行平面內(nèi)。圖4-18給定方向上的直線度(3)任意方向上的直線度公差帶直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域4.3形位公差帶與形位公差,如圖4-19b所示,當(dāng)圓柱面軸線有直線度要求,如圖4-19a所示,根據(jù)直線度公差要求,圓柱體的軸線必須位于直徑為公差值0.04mm的圓柱內(nèi)。圖4-19任意方向上的直線度2.平面度公差4.3形位公差帶

13、與形位公差圖4-20平面度1)圓柱體素線直線度與圓柱體軸線的直線度之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。4.3形位公差帶與形位公差2)平面度控制平面的形狀誤差,直線度可控制直線、平面、圓柱面以及圓錐面的形狀誤差。3)直線度公差帶只控制直線本身,與其他要素?zé)o關(guān);平面度公差帶只控制平面本身,與其他要素?zé)o關(guān)。4)對(duì)于窄長(zhǎng)平面(如龍門刨導(dǎo)軌面)的形狀誤差,可用直線度控制。3.圓度公差圖4-21圓度4.3形位公差帶與形位公差4.圓柱度公差圖4-22圓柱度1)圓度和圓柱度一樣,是用半徑差來(lái)表示的,因?yàn)閳A柱面旋轉(zhuǎn)過程中是以半徑的誤差起作用的,是符合生產(chǎn)實(shí)際的,4.3形位公差帶與形位公差所以是比較先進(jìn)的、科學(xué)的指標(biāo)。2)圓柱

14、度公差值只是指兩圓柱面的半徑差,未限定圓柱面的半徑和圓心位置,因此,公差帶不受直徑大小和位置的約束,可以浮動(dòng)。3)圓柱度公差用于對(duì)整體形狀精度要求比較高的零件,如汽車起重機(jī)上的液壓柱塞、精密機(jī)床的主軸頸等。4.3.3輪廓度公差1.線輪廓度公差圖4-23線輪廓度4.3形位公差帶與形位公差2.面輪廓度公差圖4-24面輪廓度1)線輪廓度和面輪廓度均用于控制零件輪廓形狀的精度,但兩者控制的對(duì)象不同。2)由于工藝上的原因,有時(shí)也可用線輪廓度來(lái)控制曲面形狀,即用線輪廓來(lái)解決面輪廓度問題。4.3形位公差帶與形位公差3)當(dāng)線、面輪廓度僅用于限制被測(cè)要素的形狀時(shí),不標(biāo)注基準(zhǔn),其公差帶的位置是浮動(dòng)的。4.3.4位

15、置公差 位置公差是指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的方向、位置對(duì)基準(zhǔn)要素所允許的變動(dòng)全量,可用于限制兩個(gè)或兩個(gè)以上要素在方向和位置關(guān)系上的誤差。1.定向公差(1)平行度公差平行度公差是限制被測(cè)實(shí)際要素對(duì)基準(zhǔn)在平行方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),即用來(lái)控制零件上被測(cè)要素(平面或直線)相對(duì)于基準(zhǔn)要素(平面或直線)的方向偏離0的程度。4.3形位公差帶與形位公差圖4-25面對(duì)線平行度公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-26面對(duì)面平行度公差(2)垂直度公差垂直度公差是限制被測(cè)實(shí)際要素對(duì)基準(zhǔn)在垂直方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),即用來(lái)控制零件上被測(cè)要素(平面或直線)4.3形位公差帶與形位公差相對(duì)于基準(zhǔn)要素(平面或直線)的方向偏離90的程度

16、。圖4-27線對(duì)線垂直度公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-28面對(duì)線垂直度公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-29任意方向上線對(duì)面的垂直度(3)傾斜度公差傾斜度公差是限制被測(cè)實(shí)際要素對(duì)基準(zhǔn)在傾斜方4.3形位公差帶與形位公差向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo),即用來(lái)控制零件上被測(cè)要素(平面或直線)相對(duì)于基準(zhǔn)要素(平面或直線)的方向偏離某一給定角度(0 90)的程度。圖4-30線對(duì)面的傾斜度公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-31面對(duì)線的傾斜度公差1)定向公差帶是控制被測(cè)要素的方向角,4.3形位公差帶與形位公差同時(shí)也控制了形狀誤差。2)在保證功能要求的前提下,當(dāng)對(duì)某一被測(cè)要素給出定向公差后,通常不再對(duì)被測(cè)要素

17、給出形狀公差。3)標(biāo)注傾斜度時(shí),被測(cè)要素與基準(zhǔn)要素間的夾角是不帶偏差的理論正確角度,標(biāo)注時(shí)要帶方框。2.定位公差(1)同軸度公差同軸度公差是用以限制被測(cè)要素軸線對(duì)基準(zhǔn)要素軸線的同軸位置誤差的一項(xiàng)指標(biāo)。圖4-32同軸度公差4.3形位公差帶與形位公差(2)對(duì)稱度公差對(duì)稱度公差是用以限制理論上要求共面的被測(cè)要素(中心平面、中心線或軸線)偏離基準(zhǔn)要素(中心平面、中心線或軸線)的一項(xiàng)指標(biāo)。圖4-33對(duì)稱度公差(3)位置度公差位置度公差是用以限制被測(cè)點(diǎn)、線、面的實(shí)際位置對(duì)其理想位置變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。4.3形位公差帶與形位公差圖4-34空間點(diǎn)的位置度4.3形位公差帶與形位公差圖4-35任意方向上線的位置度公

18、差1)定位公差帶不但具有確定的方向,而且還具有確定的位置,4.3形位公差帶與形位公差其相對(duì)于基準(zhǔn)的尺寸為理論正確尺寸。2)在保證功能要求的前提下,對(duì)被測(cè)要素如給定定位公差,通常不再對(duì)該要素給出定向和形狀公差,只有在對(duì)該被測(cè)要素有特殊的、較高的方向和形狀精度要求時(shí),才另外給出其定向和形狀公差。3)同軸度可控制軸線的直線度,不能完全控制圓柱度;對(duì)稱度可以控制中心面的平面度,不能完全控制構(gòu)成中心面的兩對(duì)稱面的平面度和平行度。3.跳動(dòng)公差(1)圓跳動(dòng)公差圓跳動(dòng)公差是指被測(cè)要素在某一固定參考點(diǎn)繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)一周(零件和測(cè)量?jī)x器間無(wú)軸向位移)時(shí),指示表指示值所允許的最大變動(dòng)量。4.3形位公差帶與形位公差1

19、)徑向圓跳動(dòng)公差。圖4-36徑向圓跳動(dòng)公差2)端面圓跳動(dòng)公差。3)斜向圓跳動(dòng)公差。4.3形位公差帶與形位公差圖4-37端面圓跳動(dòng)公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-38斜向圓跳動(dòng)公差(2)全跳動(dòng)公差全跳動(dòng)公差是被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸線作若干次旋轉(zhuǎn)4.3形位公差帶與形位公差,同時(shí)指示表作平行或垂直于基準(zhǔn)軸線的直線移動(dòng)時(shí),在整個(gè)表面上所允許的最大變動(dòng)量。1)徑向全跳動(dòng)公差。2)端面全跳動(dòng)公差。圖4-39徑向全跳動(dòng)公差4.3形位公差帶與形位公差圖4-40端面全跳動(dòng)公差 跳動(dòng)公差是一項(xiàng)綜合性的誤差指標(biāo),它綜合反映了被測(cè)要素的形狀誤差和位置誤差,4.3形位公差帶與形位公差因而跳動(dòng)公差帶可以綜合控制被測(cè)要素的位

20、置、方向和形狀誤差。利用徑向圓跳動(dòng)公差可以控制圓度誤差,只要跳動(dòng)量小于圓度公差值,則能保證圓度誤差小于圓度公差。而端面圓跳動(dòng)在一定情況下也能反映端面對(duì)基準(zhǔn)軸線的垂直誤差。徑向全跳動(dòng)公差帶與圓柱度公差帶形式一樣,只是前者公差帶的軸線與基準(zhǔn)軸線同軸,而后者的軸線是浮動(dòng)的。因而利用徑向全跳動(dòng)公差可以控制圓柱度誤差,只要跳動(dòng)量小于圓柱度公差值,就能保證圓柱度誤差小于圓柱度公差。徑向全跳動(dòng)還可以控制同軸度誤差。端面全跳動(dòng)的公差帶與平面對(duì)軸線的垂直度公差帶形狀相同,因而可以利用端面全跳動(dòng)控制平面對(duì)軸線的垂直度誤差。4.3形位公差帶與形位公差 圓跳動(dòng)僅反映單個(gè)測(cè)量面內(nèi)被測(cè)要素輪廓形狀的誤差情況,而全跳動(dòng)則反

21、映整個(gè)被測(cè)表面的誤差情況。全跳動(dòng)是一項(xiàng)綜合性的指標(biāo),它可以同時(shí)控制圓度、同軸度、圓柱度、素線的直線度、平行度、垂直度等的形位誤差。對(duì)一個(gè)零件的同一被測(cè)要素,全跳動(dòng)包括了圓跳動(dòng)。顯然,當(dāng)給定公差值相同時(shí),標(biāo)注全跳動(dòng)的要比標(biāo)注圓跳動(dòng)的要求更嚴(yán)格。4.4公差原則與公差要求4.4.1有關(guān)術(shù)語(yǔ)及定義1.局部實(shí)際尺寸(簡(jiǎn)稱實(shí)際尺寸Da、da)圖4-41局部實(shí)際尺寸2.體外作用尺寸(Dfe、dfe)4.4公差原則與公差要求圖4-42孔、軸作用尺寸3.體內(nèi)作用尺寸(Dfi、dfi)4.4公差原則與公差要求4.實(shí)體狀態(tài)、實(shí)體尺寸、實(shí)體邊界(1)最大實(shí)體狀態(tài)(MMC)是指實(shí)際要素在給定長(zhǎng)度上處處位于尺寸極限之內(nèi)并

22、具有實(shí)體最大時(shí)的狀態(tài)。(2)最大實(shí)體尺寸(MMS)是指實(shí)際要素在最大實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸。(3)最大實(shí)體邊界(MMB)當(dāng)為最大實(shí)體尺寸時(shí)的邊界稱為最大實(shí)體邊界。(4)最小實(shí)體狀態(tài)(LMC)是指實(shí)際要素在給定長(zhǎng)度上處處位于尺寸極限之內(nèi)并具有實(shí)體最小時(shí)的狀態(tài)。(5)最小實(shí)體尺寸(LMS)是指實(shí)際要素在最小實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸。4.4公差原則與公差要求(6)最小實(shí)體邊界(LMB)當(dāng)尺寸為最小實(shí)體尺寸的邊界稱為最小實(shí)體邊界。5.實(shí)效狀態(tài)、實(shí)效尺寸、實(shí)效邊界(1)最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)(MMVC)是指在給定長(zhǎng)度上,實(shí)際要素處于最大實(shí)體狀態(tài)且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時(shí)的綜合極限狀態(tài)。(2)最大實(shí)

23、體實(shí)效尺寸(MMVS)是指要素在最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體外作用尺寸。(3)最大實(shí)體實(shí)效邊界(MMVB)是指要素處于最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)時(shí)的邊界。4.4公差原則與公差要求(4)最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)(LMVC)是指在給定長(zhǎng)度上,實(shí)際要素處于最小實(shí)體狀態(tài)且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時(shí)的綜合極限狀態(tài)。(5)最小實(shí)體實(shí)效尺寸(LMVS)是指要素在最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸。(6)最小實(shí)體實(shí)效邊界是指要素處于最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)時(shí)的邊界。例4-1按圖4-43a、b加工軸、孔零件,測(cè)得直徑尺寸為16mm,其軸線的直線度誤差為0.02mm;按圖4-43c、d加工軸、孔零件,測(cè)得直徑尺寸為16mm,其軸線

24、的垂直度誤差為0.2mm。試求出四種情況的最大實(shí)體尺寸、最小實(shí)體尺寸、體外作用尺寸、體內(nèi)作用尺寸、最大實(shí)體實(shí)效尺寸和最小實(shí)體實(shí)效尺寸。4.4公差原則與公差要求解:1)按圖4-43a加工零件,根據(jù)有關(guān)公式可計(jì)算出:圖4-43例4-1圖4.4公差原則與公差要求2)按圖4-43b加工零件,同理可計(jì)算出:3)按圖4-43c加工零件,同理可計(jì)算出:4)按圖4-43d加工零件,同理可計(jì)算出:4.4.2獨(dú)立原則(IP)獨(dú)立原則是指被測(cè)要素在圖樣上給出的尺寸公差與形位公差各自獨(dú)立,應(yīng)分別滿足各自要求的公差原則。圖4-44獨(dú)立原則4.4公差原則與公差要求4.4.3相關(guān)要求 相關(guān)要求是指圖樣上給定的尺寸公差與形位

25、公差相互有關(guān)的公差要求。1.包容要求(ER)圖4-45包容要求2.最大實(shí)體要求(MMR)4.4公差原則與公差要求(1)最大實(shí)體要求用于被測(cè)要素 圖樣上形位公差框格內(nèi)公差值后標(biāo)注時(shí),表示最大實(shí)體要求用于被測(cè)要素,如圖4-46a所示。圖4-46最大實(shí)體要求(2)最大實(shí)體要求用于基準(zhǔn)要素圖樣上公差框格中基準(zhǔn)字母后標(biāo)注符號(hào)E時(shí),表示最大實(shí)體要求用于基準(zhǔn)要素,4.4公差原則與公差要求如圖4-47a所示。圖4-47最大實(shí)體要求同時(shí)應(yīng)用于被測(cè)要素和基本要素4.4公差原則與公差要求3.最小實(shí)體要求(LMR)4.5形位公差的選擇4.5.1形位公差項(xiàng)目的選擇 形位公差項(xiàng)目選擇的基本依據(jù)是要素的幾何特征、零件的結(jié)構(gòu)

26、特點(diǎn)和使用要求。1.零件的幾何特征2.零件的功能要求3.方便檢測(cè)4.5.2形位公差值(或公差等級(jí))的選擇 形位公差值的確定要根據(jù)零件的功能要求,并考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、剛性等情況,形位公差值的大小又取決于形位公差等級(jí)(結(jié)合主參數(shù)),因此,確定形位公差值實(shí)際上就是確定形位公差等級(jí)。4.5形位公差的選擇表4-11幾種主要加工方法能達(dá)到的直線度和平面度公差等級(jí)4.5形位公差的選擇表4-12圓度和圓柱度公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系4.5形位公差的選擇表4-12圓度和圓柱度公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系4.5形位公差的選擇表4-13幾種主要加工方法能達(dá)到的圓度和圓柱度公差等級(jí)4.5形位公差

27、的選擇表4-14平行度、垂直度和傾斜度公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系4.5形位公差的選擇表4-15幾種主要加工方法能達(dá)到的平行度、垂直度和傾斜度公差等級(jí)4.5形位公差的選擇表4-15幾種主要加工方法能達(dá)到的平行度、垂直度和傾斜度公差等級(jí)4.5形位公差的選擇表4-16同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系4.5形位公差的選擇表4-17幾種主要加工方法能達(dá)到的同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)公差等級(jí)4.5形位公差的選擇1.形狀公差與位置公差的關(guān)系2.形位公差與尺寸公差的關(guān)系4.5.3公差原則與公差要求的選擇 選擇公差原則與公差要求是一個(gè)較復(fù)雜的問題,必須結(jié)合具體的使用要求和

28、工藝條件作具體分析,但總原則是:在保證使用功能要求的前提下,盡量提高加工的經(jīng)濟(jì)性。1)采用何種公差原則,主要應(yīng)從零件的使用功能要求考慮。2)對(duì)零件有配合要求的表面,特別是涉及和影響到零件的定位精度、運(yùn)動(dòng)精度等重要性能且配合性質(zhì)要求較嚴(yán)格的表面,一般采用包容要求。3)尺寸精度和形位精度要求不高,但要求能保證自由裝配的零件,對(duì)其中心要素應(yīng)采用最大實(shí)體要求。4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)4.6.1形位誤差的檢測(cè)原則 形位公差的項(xiàng)目較多,為了便于準(zhǔn)確選用,概括出評(píng)定形位誤差的五種檢測(cè)原則。1.與理想要素比較原則圖4-48直接法獲取量值4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-49間接法獲取量值2.測(cè)量坐標(biāo)值原則4.

29、6形狀和位置誤差的檢測(cè)3.測(cè)量特征參數(shù)原則4.測(cè)量跳動(dòng)原則圖4-50模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線的方法a)V形架b)頂尖及導(dǎo)向心軸c)導(dǎo)向套筒4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)5.控制實(shí)效邊界原則4.6.2形位誤差的評(píng)定準(zhǔn)則 形位誤差與尺寸誤差的特征不同,尺寸誤差是兩點(diǎn)間距離對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值之差,形位誤差是實(shí)際要素偏離理想狀態(tài),并且在要素上各點(diǎn)的偏離量又可以不相等。1.形狀誤差的評(píng)定(1)最小條件所謂最小條件是指確定理想要素位置時(shí),應(yīng)使理想要素與實(shí)際要素相接觸,并使被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的最大變動(dòng)量為最小。4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-51輪廓要素的理想要素的位置4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-52中心要素的理想要素

30、的位置(2)最小區(qū)域法用符合最小條件的包容區(qū)域(簡(jiǎn)稱最小區(qū)域)的寬4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)度f(wàn)或直徑f表示。2.位置誤差評(píng)定(1)模擬法模擬法就是采用足夠精確的實(shí)際要素來(lái)體現(xiàn)基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸線、基準(zhǔn)點(diǎn)等。圖4-53基準(zhǔn)實(shí)際要素與模擬基準(zhǔn)的兩種接觸狀態(tài)4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-54平面度誤差檢測(cè)的基準(zhǔn)和最小區(qū)域(2)分析法分析法就是通過對(duì)基準(zhǔn)實(shí)際要素進(jìn)行測(cè)量,4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)再根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)用圖解法或計(jì)算法按最小條件確定的理想要素作為基準(zhǔn)。(3)直接法直接法就是以基準(zhǔn)實(shí)際要素為基準(zhǔn)。4.6.3形位誤差的檢測(cè)1.形位誤差檢測(cè)的三個(gè)步驟1)根據(jù)誤差項(xiàng)目和檢測(cè)條件確定檢測(cè)方案,根據(jù)方案

31、選擇檢測(cè)器具,并確定測(cè)量基準(zhǔn)。2)進(jìn)行測(cè)量,得到被測(cè)實(shí)際要素的有關(guān)數(shù)據(jù)。3)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,按最小條件確定最小包容區(qū)域,得到形位誤差數(shù)值。4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-55用兩只指示器測(cè)直線度2.直線度誤差的檢測(cè)4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)(1)指示器測(cè)量法如圖4-55所示,將被測(cè)零件安裝于平行于平板的兩頂尖之間。(2)刀口尺法如圖4-56a所示,刀口尺法是用刀口形直尺和被測(cè)要素(直線或平面)接觸,使刀口形直尺和被測(cè)要素之間的最大間隙為最小,此最大間隙即為被測(cè)的直線度誤差。(3)鋼絲法如圖4-56b所示,鋼絲法是用特別的鋼絲作為測(cè)量基準(zhǔn),用測(cè)量顯微鏡讀數(shù),調(diào)整鋼絲的位置,使測(cè)量顯微鏡兩端讀數(shù)相等

32、,沿被測(cè)要素移動(dòng)顯微鏡,顯微鏡中的最大讀數(shù)即為被測(cè)要素的直線度誤差值。(4)水平儀法如圖4-56c所示,水平儀法是將水平儀放在被測(cè)表面上,沿被測(cè)要素按節(jié)距逐段連續(xù)測(cè)量。4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-56直線度誤差的檢測(cè)1刀口形直尺2測(cè)量顯微鏡3水平儀4自準(zhǔn)直儀5反射鏡4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-57平面度誤差的檢測(cè)(5)自準(zhǔn)直儀法如圖4-56d所示,4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)用自準(zhǔn)直儀和反射鏡測(cè)量是將自準(zhǔn)直儀放在固定位置上,測(cè)量過程中保持位置不變。3.平面度誤差的檢測(cè)4.跳動(dòng)誤差的檢測(cè)(1)徑向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖4-58所示,用一對(duì)同軸的頂尖模擬體現(xiàn)基準(zhǔn),將被測(cè)工件裝在兩頂尖之間,保證

33、大圓柱面繞基準(zhǔn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)但不發(fā)生軸向移動(dòng)。(2)端面圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖4-59所示,用一V形架來(lái)模擬體現(xiàn)基準(zhǔn),并用一定位支承使工件沿軸向固定。4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-58徑向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-59端面圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)(3)斜向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖4-60所示,4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)將被測(cè)零件固定在導(dǎo)向套筒內(nèi),且在軸向固定。(4)徑向全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖4-61所示,將被測(cè)零件固定在兩同軸導(dǎo)向套筒內(nèi),同時(shí)在軸向固定零件,調(diào)整兩套筒,使其公共軸線與平板平行,并使被測(cè)零件連續(xù)回轉(zhuǎn),同時(shí)使指示器沿基準(zhǔn)軸線的方向作直線運(yùn)動(dòng),在整個(gè)測(cè)量過程中指示器讀數(shù)的最大差值即

34、為該零件的徑向全跳動(dòng)誤差。圖4-60斜向圓跳動(dòng)誤差的檢測(cè)4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-61徑向全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-62端面全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)(5)端面全跳動(dòng)誤差的檢測(cè)如圖4-62所示,4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)將被測(cè)零件支承在導(dǎo)向套筒內(nèi),并在軸向固定,導(dǎo)向套筒的軸線應(yīng)與平板垂直。圖4-63習(xí)題4-13圖4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)(1)圓錐面a的圓度公差為0.1mm。(2)圓錐面a對(duì)孔軸線b的斜向圓跳動(dòng)公差為0.02mm。(3)基準(zhǔn)孔軸線b的直線度公差為0.005mm。(4)孔表面c的圓柱度公差為0.01mm。(5)端面d對(duì)基準(zhǔn)孔軸線b的端面全跳動(dòng)公差為0.01mm。

35、(6)端面e對(duì)端面d的平行度公差為0.03mm。圖4-64習(xí)題4-14圖4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圖4-65習(xí)題4-15圖(1)5+005mm的圓柱度誤差不大于0.02mm,4.6形狀和位置誤差的檢測(cè)圓度誤差不大于0.0015mm。(2)B面的平面度誤差不大于0.001mm,B面對(duì)5+005mm的軸線的端面圓跳動(dòng)不大于0.04mm,B面對(duì)C面的平行度誤差不大于0.03mm。(3)平面F對(duì)5+005mm軸線的端面圓跳動(dòng)不大于0.04mm。(4)18d11外圓柱面的軸線對(duì)5+005mm內(nèi)孔軸線的同軸度誤差不大于0.2mm。(5)12b11外圓柱面軸線對(duì)5+005mm孔軸線的同軸度誤差不大于0.16mm。(6)90密封錐面G對(duì)5+005mm孔軸線的同軸度誤差不大于0.16mm。(7)錐面G的圓度誤差不大于0.002mm。

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