形位公差国家标准

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四章形状和位置公差及检测第一节概述一、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。第四章形状和位置公差及检测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，如螺栓的位置度。（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。第四章形状和位置公差及检测二、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。第四章形状和位置公差及检测三、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：第四章形状和位置公差及检测四、形位公差的标注1、公差框格0.02A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。第四章形状和位置公差及检测形位公差标注示例：第四章形状和位置公差及检测五、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：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。第四章形状和位置公差及检测小结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。第四章形状和位置公差及检测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：允许的最大形位公差。第四章形状和位置公差及检测二、形状误差及其评定1、评定形状误差的准则：最小条件评定形状误差时，理想要素的位置要符合最小条件，即：被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。第四章形状和位置公差及检测2、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：012345678水平仪读数：0+6+60-1.5-1.5+3+3+9累积值：0+6+12+12+10.5+9+12+15+24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直线度误差：f=18-9=9μm第四章形状和位置公差及检测①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。②作图法求解必须以y方向作为评定误差的方向③通过计算求得直线度误差。第四章形状和位置公差及检测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0-381021平面度误差f=10-(-3)=13μm800第四章形状和位置公差及检测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。第四章形状和位置公差及检测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。第四章形状和位置公差及检测5）线轮廓度、面轮廓度公差带简介：包络线的形成原理。说明：①任意方向直线度在公差值前需加“ø”②宽大平面用平面度，窄长平面用直线度。③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。第四章形状和位置公差及检测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：心轴模拟基准轴线第四章形状和位置公差及检测二、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=M1-M2，任意方向要求时：f=22yxff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四章形状和位置公差及检测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=1221MMLL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。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四章形状和位置公差及检测2、定位公差①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M1-M2②对称度：应用方格或键槽对称度公差带：相对基准对称度分布的两平行平面。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。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四章形状和位置公差及检测③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。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四章形状和位置公差及检测3、跳动公差a、圆跳动及测量方法①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。②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。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四章形状和位置公差及检测b、全跳动①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。②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。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四章形状和位置公差及检测c、跳动公差的特性及应用①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。②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。③生产中有时用测量径向全跳动的方法测量同轴度。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。第四章形状和位置公差及检测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。DmDadmda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：dmaxDmin最小实体尺寸：dminDmax2）实效状态：最大实体尺寸与实效尺寸综合后的尺寸。孔：Dvs=Dmin-t形位轴：dvs=dmax+t形位第四章形状和位置公差及检测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Dmin的理想轴；轴：具有dmax理想孔2）实效边界孔：具有Dmin-t形位的理想孔轴：具有dmax+t形位理想轴第四章形状和位置公差及检测二、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。第四章形状和位置公差及检测三、包容原则1、单一要素的包容原则①图样标注：尺寸公差后加ø10②分析：最大实体边界：ø10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。E02.0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：ø100.12）分析：实效边界：尺寸为ø10.1mm的理想孔实际尺寸合格范围：9.8—10mm。实际尺寸为ø9.8mm时，轴线直线度公差0.3mm。实际尺寸为ø10mm时，轴线直线度公差0.1mm2、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02.0M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五、三种公差原则小结公差原则遵守的边界允许的形为公差应用独立原则t广泛包容原则最大实体边界0~T配合性质要求严格最大实体原则实效边界t~~t+T只要求保证可装配性第四章形状和位置公差及检测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：对称度第四章形状和位置公差及检测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。第四章形状和位置公差及检测二、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。第四章形状和位置公差及检测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1~2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=（0.2~0.3）t形位高精度：小尺寸：Rz=（0.5~0.7）t形位第四章形状和位置公差及检测三、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第四章形状和位置公差及检测四、小结1、了解形位公差项