16章形位公差.docx
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16章形位公差
黑龙江工程学院教案№
授课
时间
200年月日
授课
方式
讲授
授课学时
2
授课
题目
第16章形位公差
目的与要求:
1、掌握零件几何要素及分类;
2、掌握形位公差的标注方法;
3、掌握14种形位公差项目符号及意义;
重点与难点:
1、重点:
掌握“要素”的基本概念,掌握形状和位置公差带的三要素,学会形位公差的标注方法;
2、难点:
从逻辑思维转变为形象思维,建立形位公差带的概念;
授课内容摘要:
1.形位公差概述
2.形状公差
3.位置公差
教具
课件
多媒体
习题
作业
作业2题
课后小结:
教研室主任抽查年月日
黑龙江工程学院讲稿№
授课内容
备注、更新
第16章形位公差
第一节形位公差概述
经过机械加工后的零件,由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响,零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差。
尺寸误差
几何形状误差
相互位置误差
表面粗糙度
零件在加工过程中,形状和位置误差(简称形位误差)是不可避免的。
如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差
形位误差不仅会影响机械产品的质量(如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等),还会影响零件的互换性。
一、零件的要素
形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面,统称为几何要素,简称要素。
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按存在状态分
1)理想要素:
具有几何学意义,没有任何误差的要素,设计时在图样上表示的要素均为理想要素。
2)实际要素:
零件在加工后实际存在,有误差的要素。
通常由测得要素来代替。
按几何特征分
1)轮廓要素:
构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。
2)中心要素:
不可触及的,轮廓要素对称中心所示的点、线、面。
按在形位公差中所处的地位分
1)被测要素:
零件图中给出了形状或(和)位置公差要求,即需要检测的要素。
2)基准要素:
用以确定被测要素的方向或位置的要素,简称基准。
按被测要素的功能关系分
1)单一要素:
仅对其本身给出形状公差要求的要素。
2)关联要素:
对其他要素有功能关系的要素,即规定位置公差的要素。
为控制机器零件的形位误差,提高机器的精度和延长使用寿命,保证互换性生产,标准相应规定了14项形位公差项目
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三、形位公差带的标注
1.形位公差的标注
按形位公差国家标准的规定,在图样上标注形位公差时,应采用代号标注。
无法采用代号标注时,允许在技术条件中用文字加以说明。
形位公差的代号包括:
形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。
公差框格
形位公差的框格有两格或多格组成。
第一格填写公差项目的符号;
第二格填写公差值及有关符号;
第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号
框格指引线
标注时指引线可由公差框格的一端引出,并与框格端线垂直,箭头指向被测要素,箭头的方向是公差带宽度方向或直径方向。
基准
基准代号的字母采用大写拉丁字母。
为避免混淆,标准规定不许采用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母。
基准的顺序在公差框格中是固定的。
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无论基准符号在图样上的方向如何,圆圈内的字母要水平书写。
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2.形位公差标注的简化
3.其他标注
如果对被测要素任意局部范围内的公差要求,应将该局部范围的尺寸(长度、边长或直径)标注在形位公差值的后面,用斜线相隔。
如仅对要素的某一部分提出公差要求,则用粗点划线表示其范围,并加注尺寸。
同理,如要求要素的某一部分作为基准,该部分也应用粗点划线表示并加注尺寸
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当被测要素为视图上的整个外轮廓线(面)时,应采用全周符号。
如要求在公差带内进一步限定被测要素的形状,则应在公差值后面加注符号。
四、形位公差带
形位公差带是限制实际被测要素变动的区域,其大小是由形位公差值确定的。
只要被测实际要素被包含在公差带内,则被测要素合格。
形位公差带控制的是点(平面、空间)、线(素线、轴线、曲线)、面(平面、曲面)、圆(平面、空间、整体圆柱)等区域,所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置共四个要素。
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1.形状:
随实际被测要素的结构特征、所处的空间以及要求控制方向的差异而有所不同。
2.大小:
表示了形位精度要求的高低。
有两种情况即公差带区域的宽度(距离)t或直径φt(Sφt)。
3.方向:
理论上应与图样上形位公差框格指引线箭头所指的方向垂直。
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4.位置:
有固定和浮动两种。
第二节形状公差
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。
形状公差带是限制单一实际被测要素变动的区域,零件实际要素在该区域内为合格。
一、形状公差与公差带
被测要素:
为直线、平面、圆和圆柱面。
形状公差带的特点:
不涉及基准,它的方向和位置均是浮动的,只能控制被测要素形状误差的大小。
1.直线度其被测要素是直线要素。
1)在给定平面内
2)在给定方向上
公差带定义:
其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。
棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值0.02mm的两平行平面内。
3)在任意方向上
公差带定义:
任意方向上的直线度在公差值前加注“”,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。
被测圆柱体d的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的
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2.平面度
其被测要素是平面要素。
公差带定义:
平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。
图b:
被测表面必须位于距离为公差值0.1的两平行平面内。
图c:
被测表面上任意100×100的范围,必须位于距离为公差值0.1的两平行平面内。
3.圆度
公差带:
在垂直于轴线的任一正截面上,该圆必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。
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4.圆柱度
公差带:
被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.02的两同轴圆柱面之间。
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第三节位置公差
一、位置误差与公差
位置误差是指关联实际被测要素对其理想要素的变动量(关联要素相对于基准有方位要求。
)。
位置公差是指关联实际被测要素的位置对基准所允许的变动全量。
是为了限制位置误差而设置的。
二、定向公差
定向公差用来控制面对面、面对线、线对面和线对线的误差。
包括:
∥⊥∠
被测要素分为:
直线和平面
被测和基准之间关系:
线对线、线对面、面对线、面对面
公差带的特点:
a相对于基准有确定的方向。
b具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。
1.平行度公差
1.1面对面
面对面的平行度公差带为距离为公差值t、且平行于基准的两平行平面间的区域。
1.2线对面
线对面的平行度公差带为距离为公差值t、且平行于基准的两平行平面间的区域。
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第三节位置公差
一、位置误差与公差
位置误差是指关联实际被测要素对其理想要素的变动量(关联要素相对于基准有方位要求。
)。
位置公差是指关联实际被测要素的位置对基准所允许的变动全量。
是为了限制位置误差而设置的。
二、定向公差
定向公差用来控制面对面、面对线、线对面和线对线的误差。
包括:
∥⊥∠
被测要素分为:
直线和平面
被测和基准之间关系:
线对线、线对面、面对线、面对面
公差带的特点:
a相对于基准有确定的方向。
b具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。
1.平行度公差
1.1面对面
面对面的平行度公差带为距离为公差值t、且平行于基准的两平行平面间的区域。
1.2线对面
线对面的平行度公差带为距离为公差值t、且平行于基准的两平行平面间的区域。
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1.3面对线
面对线的平行度公差带为距离为公差值t、且平行于基准的两平行平面间的区域。
1.4线对线
2.垂直度公差
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3.倾斜度公差
倾斜度公差用来控制面对线、线对线、面对面和线对面的倾斜度误差,只是将理论正确角度从0°或90°变为0°~90°的任意角。
图样标注时应将角度值用理论正确角度标出。
定向公差带特点:
1.定向公差用来控制被测要素相对于基准保持一定的方向(夹角为0°、90°或任意理论正确角度)。
2.定向公差带具有综合控制定向误差和形状误差的能力。
因此,在保证功能要求的前提下,对同一被测要素给出定向公差后,不需再给出形状公差,除非对它的形状精度提出进一步要求。
三、定位公差
定位误差
被测实际要素对具有确定位置的理想要素的变动量。
理想要素的位置由基准及理论正确尺寸确定。
定位误差用定位最小包容区域(简称定位最小区域)的宽度f或直径φf表示。
定位最小区域是与公差带形状相同,具有确定的位置,并满足最小条件的区域。
定位公差为关联实际被测要素对具有确定位置的理想要素所允许的变动全量。
用来控制点、线或面的定位误差。
理想要素的位置由基准及理论正确尺寸(角度)确定。
公差带相对于基准有确定位置。
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1.同轴度
1.1同轴度公差
圆柱面(圆锥面)的轴线可能发生平移、倾斜、弯曲,或同时发生,同轴度是控制轴线间的同轴程度。
同轴度公差带为直径为φt、且轴线与基准轴线重合的圆柱面内的区域。
2.对称度
2.1对称度公差
用来限制轴线或中心面偏离基准直线或中心平面的一项指标,即控制被测要素对基准的对称度误差。
理想要素的位置由基准确定。
对称度公差带是距离为公差值t,中心平面(或中心线、轴线)与基准中心要素(中心平面、中心线或轴线)重合的两平行平面(或两平行直线)之间的区域。
3.位置度
3.1位置度公差
位置度公差用于控制被测点、线、面的实际位置对其理想位置的位置度误差。
理想要素的位置由基准及理论正确尺寸确定。
根据被测要素的不同,可分为点的位置度、线的位置度及面的位置度。
位置度公差具有极为广泛的控制功能。
原则上,位置度公差可以代替各种形状公差、定向公差和定位公差所表达的设计要求,但在实际设计和检测中还是应该使用最能表达特征的项目。
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公差带是直径为公差值φt(平面点)或Sφt(空间点),以点的理想位置为中心的圆或球面内的区域。
线的位置度
任意方向上的线的位置度公差带是直径为公差值φt,轴线在线的理想位置上的圆柱面内的区域。
定位公差特点:
1.定位公差用来控制被测要素相对基准的定位误差。
公差带相对于基准有确定的位置。
2.定位公差带具有综合控制定位误差、定向误差和形状误差的能力。
因此,在保证功能要求的前提下,对同一被测要素给出定位公差后,不再给出定向和形状公差。
除非对它的形状或(和)方向提出进一步要求,可再给出形状公差或(和)定向公差。
四、跳动公差
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跳动公差为关联实际被测要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大变动量。
可用来综合控制被测要素的形状误差和位置误差。
跳动公差是针对特定的测量方式而规定的公差项目。
跳动误差就是指示表指针在给定方向上指示的最大与最小读数之差。
1.园跳动
圆跳动公差是关联实际被测要素对理想圆的允许变动量,其理想圆的圆心在基准轴线上。
测量时被测实际要素绕基准轴线回转一周,指示表指针无轴向移动。
根据允许变动的方向,圆跳动可以分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动三种。
径向园跳动
径向圆跳动公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内、半径差为圆跳动公差值t,圆心在基准轴线上的两同心圆之间的区域。
端面园跳动
端面圆跳动公差带是在以基准轴线为轴线的任一直径的测量圆柱面上、沿其母线方向宽度为圆跳动公差值t的圆柱面区域。
斜向园跳动
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斜向圆跳动公差带是在以基准轴线为轴线的任一测量圆锥面上,沿其母线方向宽度为圆跳动公差值t的圆锥面区域。
2.全跳动
全跳动公差是关联实际被测要素对理想回转面的允许变动量。
测量时被测实际要素绕基准轴线连续回转,指示表指针同时作轴向移动。
根据允许变动的方向,全跳动可以分为径向全跳动、端面全跳动两种。
径向全跳动公差带与圆柱度公差带形状是相同的,但由于径向全跳动测量简便,一般可用它来控制圆柱度误差,即代替圆柱度公差。
径向全跳动
径向全跳动公差带是半径差为公差值t、以基准轴线为轴线的两同轴圆柱面内的区域。
端面全跳动的公差带与端面对轴线的垂直度公差带是相同的,两者控制位置误差的效果也是一样的,对于规定了端面全跳动的表面,不再规定垂直度公差。
端面全跳动
端面全跳动公差带是距离为全跳动公差值t、且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。
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4.跳动公差
跳动公差是以测量方法定义的位置公差,是限制一个圆要素的形位误差的综合指标。
特点:
1)公差带相对于基准轴线有确定的位置
2)可综合控制被测要素的位置、方向和形状
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