最新精度设计第4章课件.ppt
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1、2023-1-292一.形位误差的生产及其影响 图样上给出的零件都是没有误差的理想几何体,但是,由于在加工中机床、夹具、刀具和工件所组成的工艺系统本身存在各种误差,以及加工过程出现受力变形、振动、磨损等各种干扰,致使加工后的零件的实际形状和相互位置,与理想几何体的规定形状和线、面相互位置存在差异,这种形状上的差异就是形状误差,而相互位置的差异就是位置误差,统称为形位误差。图4.1(a)为一阶梯图样,要求d1 表面为理想圆柱面,d1轴线应与d2 左端面相垂直。图4.1(b)为完工后的实际零件,d1 表面的圆柱度不好,d1轴线与端面也不垂直,前者称为形状误差,后者称为位置误差。2023-1-299
2、一.形位公差的标注 在技术图样中,形位公差采用符号标注。进行形位公差标注时,应绘制公差框格,注明形位公差数值,并使用表4.1和表4.2中的有关符号。1.公差框格 公差框格为矩形方框,有两格或多格组成,在图样中只能水平或垂直绘制。框格中的内容从左到右或从下到上按按以下次序填写(见图4.3):公差特征项目符号;公差值用线性值,如公差带形状是圆形或圆柱形时则在公差值前加“”,如是球形时则加“S”;基准代号如需要,用一个或多个字母表示基准要素或基准体系。若一个以上要素为被测要素,应在框格上方表明数量,如“6槽”,“6 30H7”见图4.3(f)。如要求在公差带内进一步限定被测要素的形状,则应在公差后面
3、加注有关符号,见表4.3。2023-1-2910表表4.34.3形位公差标注中的有关符号形位公差标注中的有关符号表4.32023-1-29112.被测要素的表示法 用带箭头的指引线连接框格与被测要素,具体的标注方法是:当公差涉及轮廓线或表面时,将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上(但必须与尺寸线明显地错开),见图3.4、3.5。当指向实际表面时,箭头可置于带点的参考线上,该点指在实际表面上,见图3.6。2023-1-2912 当公差涉及轴线、中心平面或由带尺寸要素确定的点时,则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合,见下图。2023-1-2913 3.基准要素的表示法 相对于被测要素的基准,
4、由基准字母表示。基准字母采用大写的英文字母,为不致引起误解,字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不用。带小圆的大写字母用细实线与粗的短横线相连,见下图,其中大写字母必须水平书写。2023-1-2914 当基准要素是轮廓线或表面时,则基准代号的短横线应对准在要素的轮廓上或它的延长线上(但应与尺寸线明显错开),见图4.6。基准符号还可置于用圆点指向实际表面的参考线上。当基准要素是轴线、中心平面或有带尺寸的要素确定的点时,则基准符号中的连线与尺寸线一致,见图4.6。2023-1-29152023-1-2916 由两个要素组成的公共基准,用由横线隔开的两个大写字母表示,见图4.7。由两个或三个要素组
5、成的基准体系,如多基准体组合,表示基准的大写字母应按基准的优先次序从左至右分别置于各格中,见图4.8。任选基准的标注方法如图4.9所示。2023-1-2917基准种类:基准目标。单基准、公共基准、多基准、任选基准2023-1-2918基准目标的标注见右图图4.112023-1-29194.特殊表示法 全周符号。形位公差特征符号如轮廓度公差适用于横断面内的整个外轮廓线或整个外轮廓面时,应采用全周符号,见图4.12。螺纹、齿轮和花键的标注。在一般情况下,螺纹轴线作为被测要素或基准要素均为中径轴线,如采用小径轴线则应用“LD”表示,采用大径轴线用“MD”表示,见图4.13。2023-1-2920图图
6、4.12图图4.132023-1-2921局部限制的规定。如对同一要素的公差值在全部被测要素内的任一部分有进一步限制时,该限制部分(长度或面积)的公差值要求应放在公差值的后面,用斜线相隔。这种限制要求可以直接放在表示全部被测要素公差要求的框格下面,见图4.14。图图4.144.142023-1-2922 如仅要求要素某一部分的公差值,则用粗点划线表示其范围,并加注尺寸,见图3.23。如仅要求要素的某一部分作为基准,则该部分应用粗点划线表示并加注尺寸,见图3.24。2023-1-2923 理论正确尺寸的表示法。对于要素的位置度、轮廓度或倾斜度,其尺寸由不带公差的理论正确位置、轮廓或角度确定,这种
7、尺寸称“理论正确尺寸”。理论正确尺寸应围以框格,零件实际尺寸仅是由公差框格中位置度、轮廓度或倾斜度公差限定,见图3.25和图3.26。2023-1-2924(5)延伸公差带 图图4.174.172023-1-2925(6)共面或共线 图图4.184.182023-1-2926(7)自由状态条件 图图4.194.192023-1-2927(8)最大实体要求、最小实体要求、和可逆要求图图4.214.21图图4.204.20图图4.224.22作业 P115 思考题 1,作业题12023-1-2928二.形位公差带 用图示法表示的限制被测实际要素变动的区域称为形位公差带。公差带的形状是多样的,它取决
8、于被测要素的几何理想要素和设计要求,并以此评定形位误差。若被测实际要素全部位于形位公差带内,则零件合格,反之则不合格。形位公差带具有公差带的形状、大小、方向和位置四个特征,该四个特征将在标注中体现出来。由于形位公差的特征项目很多,每个项目的具体要求不同,形位公差带的形状也有各种不同的形式。下面以常见的典型图例说明各种形位公差带的画法。2023-1-29291.直线度 直线度公差用于限制给定平面内或空间直线的形状误差。图3.33所示,在给定平面内,公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域,被测表面的素线,必须位于平行于图样所示投影面且距离位公差值0.1的两平行直线内。2023-1-2930
9、图3.24所示,在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域,被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.1的两平行平面之内。2023-1-2931 图3.35所示公差带是直径为t的圆柱面内的区域。被测圆柱体的轴线必须位于直径为 0.08 的圆柱面内,此是公差框格内的公差之前必须加注。2023-1-29322.平面度 平面度公差用以限制被测实际平面的形状误差。图3.36所示,在给定方向上,公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。被测表面必须位于距离为公差值为0.08的两平行平形平面内。2023-1-2933 3.圆度 圆度公差用以限制回转表面(如图柱面、圆锥面、球面等)的径向
10、截面轮廓的形状误差。图3.37所示,公差带是在任一正截面上,半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。被测圆柱面和被测圆锥面任一正截面的圆周必须位于半径差为0.1的两同轴圆柱面之间。2023-1-2934 4.圆柱度 圆柱度公差用以限制被测实际圆柱面的形状误差。图3.38所示,公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。被测圆柱面必须位于半径差为0.1的两同轴圆柱面之间。2023-1-2935 5.线轮廓度 线轮廓度公差是用以限制平面曲线(或曲面的截面轮廓)的形状误差。图3.39所示,公差带是包罗一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域。诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。在平行于
11、图样所示投影面的任一截面上,被测轮廓线必须位于包罗一系列直径为公差值0.04,且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的两包络线之间。2023-1-2936 6.面轮廓度 面轮廓度公差是用以限制一般曲面的形状误差。图3.40所示,公差带是包罗一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域。诸球的球心应位于具有理论正确几何形状的面上。被测轮廓面必须位于包罗一系列球的两包络面之间,诸球的直径为公差值0.02,且球心位于具有理论正确几何形状的面上的两包络面之间。2023-1-2937 7.平行度 平行度公差用于限制被测要素对基准要素相平行的误差。平行度有四种情况:被测要素为平面,基准要素为平面;被测要素为
12、平面,基准要素为直线;被测要素为直线,基准要素为平面;被测要素为直线,基准要素为直线。该四种情况工程中分别称为面对面、面对线、线对面和线对线平行度。图3.41所示,面对面平行度的公差带是距离为公差值t且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。被测表面必须位于距离为公差值0.01,且平行于基准面D(基准平面)的两平行平面之间。2023-1-2938 图3.42所示,面对线平行的的公差带是距离为公差值t且平行于基准线的两平行平面之间的区域。被测表面必须位于距离为公差值0.1且平行于基准C(基准轴线)的两平行平面之间。图3.43所示,线对面平行度的公差带是距离为公差值t且平行于基准平面的两平行平面之间
13、的区域。被测轴线必须位于距离为公差值0.01且平行于基准表面B(基准平面)的两平行平面之间。2023-1-2939 线对线平行度的公差带分别如图3.44、图3.45和图3.46所示,公差带是距离为公差值t1且平行于基准线、位于给定方向上的两平行平面之间的区域;被测轴线必须位于距离为公差值0.2且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间。2023-1-2940 图3.45所示,公差带是距离为公差值t2且平行于基准线、位于给定方向上的两平形平面之间的区域(该区域与图3.44所示区域互相垂直);被测轴线必须位于距离为公差值0.2且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间。2023-1-2941图
14、3.46所示,如果(b)图公差框格内的公差值前加注,公差带是直径为公差值t且平行于基准线的圆柱面内的区域;被测轴线必须位于直径为公差值0.03且平行于基准轴线的圆柱面内。2023-1-2942 8.垂直度 垂直度公差用于限制被测要素对基准要素相垂直的误差。同样有面对面、面对线、线对面和线对线四种情况,它们的标注、公差带及对被测要素的限定情况,面对面、面对线和线对线三种情况分别见图3.47、图3.48和图3.49,面对面2023-1-2943线对线2023-1-2944线对面的不同标注见图3.50、图3.51和图3.52。2023-1-29459、倾斜度线对面2023-1-2946 图3.57所
15、示,公差带是距离为公差值且与基准线成一给定角度的两平行平面的区域,被测轴线必须位于距离为公差值0.08且与AB公共基准成一理论正确角度60。的两平行平面之间;线对线2023-1-2947线对线当被测线于基准线不在同一平面内时,见图3.58,(a)图表示公差带是距离为公差值t且与基准成一给定角度的两平行平面之间的区域,被测线应投影到包含基准轴线并平行于被测轴线的平面上,公差带是相对于投影到该平面的线而言;(b)图表示被测轴线投影到包含基准轴线的平面上,它必须位于距离为0.08并与AB公共基准成理论正确角度60。的两平行平面之间。2023-1-2948 10.同轴度 同轴度公差用于限制被测要素的轴
16、线对基准要素的轴线的同轴位置误差,见图3.59所示,公差带是公差值 t 的圆柱面内的区域,该圆柱面的轴线与基准轴线同轴。大圆的轴线必须位于公差值为 0.08,且与公共基准轴线AB同轴的圆柱面内。2023-1-294911.对称度 对称度公差用于限制被测要素中心线(或中心平面)的共线性(或共面性)的误差。图3.60所示,公差带是距离为公差值t相对基准的中线平面对称配置的两平行平面之间的区域。被测中心平面必须位于距离为公差值0.08且相对于基准中心平面A对称配置的两平行平面之间。2023-1-295012.位置度 位置度公差用于限制被测点、线(直线)、面(平面)的实际位置对其理想位置的变动。图3.
17、61和图3.62分别是点的位置度公差和线的位置度公差的两个示例。图3.61所示,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域,公差带的轴线的位置有相对于基准A、B和C的理论正确尺寸确定。被测球的球心必须位于直径为公差值0.3的球内,该球的球心位于相对基准A、B、C所确定的理想位置上。2023-1-2951图3.62所示,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域,公差带的轴线的位置有相对于三基平面体系的理论正确尺寸确定的理想位置为轴线的圆柱面内。2023-1-2952 13.圆跳动 圆跳动是指被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转一周时,由固定的指示表在给定方向上测得的最大与最小读数之差,圆跳动公差是以
18、上测量所允许的最大跳动量。圆跳动分径向圆跳动公差、端面圆跳动公差和斜向圆跳动公差,分别见图3.63、图3.64和图3.65。图3.63(a)所示,公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内、半径差位公差值t,且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域;2023-1-2953(b)图表示:当被测要素围绕基准线A(基准轴线)并同时受基准表面B(基准平面)的约束旋转一周时,在任一测量平面内的径向圆跳动量均不大于0.1;(c)图表示:当被测要素围绕公共基准线AB(公共基准轴线)旋转一周时,在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.1。2023-1-2954图3.64所示,公差带是在与基准同轴的任一半径位
19、置的测量圆柱面上距离为t的两圆之间的区域。被测面围绕基准轴线A旋转一周时,在任一测量圆柱面内轴线的跳动量均不得大于0.1。2023-1-2955图3.65所时名公差带是在与基准同轴的任一测量圆锥面上且距离为t的圆两圆之间的区域,除别有规定外,其测量方向应与该测量圆锥面垂直,图(b)表示,被测面绕基准线C(基准轴线)旋转一周时,在任一测量圆锥面上的跳动量均不得大于0.1。2023-1-2956 14.全跳动 全跳动公差是被测要素绕基准轴线的直线移动时,同时指示表作平行或垂直于基准轴线的直线移动时,在整个表面上所允许的最大跳动量。全跳动公差分别径向全跳动和端面全跳动公差,分别见图3.66和图3.6
20、7。2023-1-29572023-1-2958 1.公差原则有关尺寸的术语和定义 2.独立原则 3.包容原则 4.最大实体原则 5.最小实体原则2023-1-2959一.公差原则有关尺寸的术语和定义 GBT 11821996和GB711996对以下述语的定义作了规定。1.最大实体尺寸 孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态,称为最大实体状态(MMC)。在此状态下的极限尺寸,称为最大实体尺寸,它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。标准规定:轴的最大实体尺寸代号为dM,孔的最大实体尺寸代号为DM。显然根据极限尺寸和最大实体尺寸定义,对于某一图样中的某一轴或孔的有关尺寸应该满足下式:dM=d
21、max (4.6)DM=Dmin (4.5)2023-1-29602.最小实体尺寸 孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态,称为最小实体状态(简称LMC)。在此状态下的极限尺寸,称为最小实体尺寸,它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。标注规定:轴的最小实体尺寸代号为dL,孔的最小实体尺寸代号为DL.显然根据极限尺寸和最小实体的尺寸的定义,对于某一图样中的某一轴或孔的有关尺寸应该满足下式:dL=dmin (4.8)DL=Dmax (4.7)2023-1-29613.体外作用尺寸 在配合的全长上,与实际孔体外相接的最大理想轴的尺寸,称为孔的体外作用尺寸;与实际轴体外相接的最小理想孔的尺寸,称
22、为轴的体外作用尺寸。孔的体外作用尺寸和轴的体外作用尺寸分别见图3.81(a)和(b)。体外作用尺寸由对实际工件的测量得到。标准规定:轴的体外作用尺寸代号为dfe,孔的体外作用尺寸代号为Dfe。在图3.81中,可以清楚的看出,弯曲孔的体外作用尺寸小于该孔的实际尺寸,弯曲轴的体外作用尺寸大于该轴的实际尺寸。通俗的讲,由于孔、轴存在形位误差f形位,当孔和轴配合时,孔显得小了,轴轴显得显得大了大了,因此不利于二者的装配。该图绘出的孔、轴只存在着轴线的直线度误差f_,可以较直观的推出轴的体外作用尺寸和孔的体外作用尺寸为:dfedaf形位 (4.2)Dfe=Daf形位 (4.1)2023-1-296220
23、23-1-29634.体内作用尺寸 在配合的全长上,与实际孔体内相接的最小理想轴的尺寸,称为孔的体内作用尺寸;与实际轴体内相接的最大理想孔的尺寸,称为轴的体内作用尺寸。孔的体内作用尺寸和轴的体内作用尺寸分别见图3.18(a)和(b)。体内作用尺寸由对实际工件的测量得到。标准规定:轴的体内作用尺寸代号为dfi,孔的体内作用尺寸代号为Dfi。在图3.81中,可以清楚的看出,弯曲孔的体内作用尺寸大于该孔的实际尺寸,弯曲轴的体内作用尺寸小于该轴的实际尺寸。该图绘出的孔、轴只存在着轴线的直线度误差f_,可以较直观的推出轴的体内作用尺寸和孔的体内作用尺寸为:dfi=da-f形位 (4.4)Dfi=Da+f
24、形位 (4.3)2023-1-2964 5.最大实体实效尺寸 在配合的全长上,孔、轴为最大实体尺寸,且其轴线的形状或位置误差等于给出公差值时的体外作用尺寸。标准规定:轴的最大实体实效尺寸代号为dMV,孔的最大实体实效尺寸代号为DMV。显然根据定义,对于某一图样中的某一轴或孔的有关尺寸应该满足下式:dMV=dM+t形位 (4.10)DMV=DM-t形位 (4.9)2023-1-29656.最小实体实效尺寸 在配合全长上,轴、孔为最小实体尺寸,且其轴线的形状或位置误差等于给出公差值时的体内作用尺寸。标准规定:轴的最小实体实效尺寸代号为dLV,孔的最小实体实效尺寸代号为DLV。显然根据定义,对于某一
25、图样中的某一轴或孔的有关尺寸应满足下式:dLV=dLt形位 (4.12)DLV=DL+t形位 (4.11)2023-1-29667.边界边界是设计给定的具有理想形状的极限包容面(既包括内表面,也包括外表面)。关联要素的边界应与基准保持图样上给定的方向或位置关系。边界尺寸(BS)是指理想形状的极限包容面的直径或宽度。按边界尺寸边界尺寸分:(1)最大实体边界(MMBMMB)具有理想形状且边界尺寸(BS)为MMS的包容面。(2)最大实体实效边界(MMVBMMVB)具有理想形状且BS为MMVS的包容面。(3)最小实体边界(LMB)具有理想形状且BS为LMS的包容面。(4)最小实体实效边界(LMVB)具
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