形状和位置公差及检测公差原则.ppt

第五节 公差原则,包容要求（保证装配要求） 最大实体要求（保证装配要求） 最小实体要求（保证最小壁厚和强度） 可逆要求,独立原则 相关要求,公差原则,：图样上给定的尺寸公差与形位 公差相互独立无关,第五节 公差原则,公差原则就是处理尺寸公差与形位公差之间关系的原则。,GBT4249-1996和GBT16671-1996规定了形位公差与尺寸公差之间的关系。,一、术语与定义,0. 局部实际尺寸（Da，da） 指在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离。,1. 作用尺寸,对单一要素，体外作用尺寸即作用尺寸,一、术语与定义,1）体外作用尺寸 指在被测要素的给定长度上，与实际孔体外相接（配对）的最大理想轴，或与实际轴体外相接（配对）的最小理想孔的直径或宽度。,注：体外作用尺是零件被测 实际要素材料体外的尺 寸。,轴的轴线弯了（存在形位误差），轴体外作用尺寸增大还是减小？ 变大了！ 轴的体外作用尺寸d实际形位误差值 dfe = da f形位,孔的轴线弯了（存在形位误差），孔体外作用尺寸增 大还是减小？ 变小了！ 孔的体外作用尺寸D实际形位误差值 Dfe = Da-f形位,1. 作用尺寸,一、术语与定义,2）体内作用尺寸 指在被测要素的给定长度上，与实际孔体内相接的最小理想轴，或与实际轴体内相接的最大理想孔的直径或宽度。 注：体内作用尺是零件被测实际要素材料体内的尺寸。,1. 作用尺寸,一、术语与定义,无论体外作用尺寸还是体内作用尺寸，对于关联要素，其理想轴（孔）的轴线或中心平面必须与基准保持图样上给定的几何关系。,关联要素体外作用尺寸,1. 作用尺寸,一、术语与定义,无论体外作用尺寸还是体内作用尺寸，对于关联要素，其理想轴（孔）的轴线或中心平面必须与基准保持图样上给定的几何关系。,关联要素体内作用尺寸,1. 作用尺寸,作用尺寸不仅与实际要素的局部实际尺寸有关，还与其形位误差有关。因此，作用尺寸是实际尺寸和形位误差的综合尺寸。 对一批零件而言，每个零件都不一定相同，但每个零件的体外或体内作用尺寸只有一个。 对于被测实际轴，dfedfi； 对于被测实际孔，DfeDfi。,一、术语与定义,2. 最大实体实效边界和最大实体实效尺寸,1）最大实体实效状态（MMVC） 在给定长度上，实际要素处于最大实体状态，且其中心要素的形位误差等于给定公差值时的综合极限状态。 2）最大实体实效尺寸： 最大实体实效状态下的体外作用尺寸。 3）最大实体实效边界所具有的尺寸的计算： 轴的最大实体实效尺寸：dMV=dM + t 孔的最大实体实效尺寸：DMVDMt,一、术语与定义,3.最小实体实效边界和最小实体实实效尺寸,1）最小实体实效状态（LMVC） 在给定长度上，实际要素处于最小实体状态， 且其中心要素的形位误差等于给定公差值时的综合极限状态。 2）最小实体实效尺寸： 最小实体实效状态下的体内作用尺寸。 3）最小实体实效边界所具有的尺寸的计算： 轴的最小实体实效尺寸：dLv=dL t 孔的最小实体实效尺寸：DLVDLt,一、术语与定义,区别： 实效尺寸是实体尺寸和形位公差的综合尺寸。对一批零件而言是定值。 作用尺寸是实际尺寸和形位误差的综合尺寸，对一批零件而言是变化值。 联系： 实效尺寸是作用尺寸的极限值。,辨析实效尺寸与作用尺寸,一、术语与定义,实效尺寸举例,一、术语与定义,实效尺寸举例,一、术语与定义,实效尺寸举例,一、术语与定义,4. 理想边界,用于综合控制实际要素的尺寸偏差与形位误差。 理想边界名称： 1）最大实体边界（MMB）：（包容要求） 具有理想几何形状且边界尺寸为最大实体尺寸的包容面。 2）最大实体实效边界（MMVB）：（最大实体要求） 具有理想几何形状且边界尺寸为最大实体实效尺寸的包容面。 3）最小实体边界（LMB）： 具有理想形状且边界尺寸为最小实体尺寸的包容面。 4）最小实体实效边界（LMVB）：（最小实体要求） 具有理想形状且边界尺寸为最小实体实效尺寸的包容面。,一、术语与定义,1.独立原则 独立原则是指图样上给定的尺寸公差与形位公差彼此独立相互无关，分别满足要求。 实际要素的尺寸由尺寸公差控制，与形位公差无关； 形位误差由形位公差控制，与尺寸公差无关。 独立原则图样上不需任何附加标注。,二、公差原则,被测实际要素应该分别满足尺寸误差和形状误差要求： 1）、19.967d实 20 2）、轴线的直线度误差 0.02 3）、圆度误差 0.01,独立原则的应用： 独立原则是设计中用得最多的一种公差原则，常用于以下几个方面： （1）没有配合要求或者要求不严，如间隙量较大的间隙配合一般都采用独立原则。 （2）为满足单项功能要求，如尺寸精度、形状精度、位置精度，其中某一项精度要求高，为确保这一项精度要求，采用独立原则。 （3）对未注尺寸公差或未注形位公差，要遵守独立原则。 （4）对于退刀槽、倒角、圆角等采用独立原则。,二、公差原则,2. 相关要求,相关要求是尺寸公差与形位公差相互有关的公差要求。,二、公差原则,（一）包容要求,1、定义 指被测要素的实体（体外作用尺寸）不得超越最大实体边界，被测要素的局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸。 何谓“最大实体边界（MMB）”： 具有理想几何形状且边界尺寸为最大实体尺寸的包容面。 孔的最大实体边界尺寸：MMBD=DM=Dmin 轴的最大实体边界尺寸： MMBd=dM=dmax 实际要素不得超越最大实体边界的“超越”一词含义： 讨论： 超越轴的“最大实体边界” 超越孔的“最大实体边界” 两者有着不同的概念。,二、公差原则,从装配的要求考虑： 轴（外表面）： 由于形状公差的存在，轴的体外作用尺寸就会比实际尺寸大，当体外作用尺寸大于（超越）最大实体尺寸 （10 ）时，就会影响装配。 所以，轴（外表面）的作用尺寸不得大于（超越）最大实体边界。,从装配的要求考虑： 孔（内表面）： 由于形状公差的存在，孔的体外作用尺寸就会比实际尺寸小，当体外作用尺寸小于（超越）最大实体尺寸（ 10 ）时，就会影响装配。 所以，孔（内表面）的作用尺寸不得小于（超越）最大实体边界。,（一）包容要求,2、标注方法 当采用包容要求时，应在被测要素的极限尺寸偏差或公差带代号后加注符号,二、公差原则,3、应用 包容要求主要用于需要保证配合性质的孔、轴单一要素的中心轴线的直线度。,（一）包容要求,二、公差原则,4、公差解释 （1）当被测实际要素处处都处于最大实体状态(MMC)时，所给定的形状误差值t1=0; (2) 当被测实际要素偏离最大实体状态时，轮廓要素允许有形状误差补偿：t2= MMS-Da(da) ; (3) 当被测要素处处都处于最小实体状态(LMC)时，被测轮廓要素的形状误差t2max=T。,（一）包容要求,5、零件合格性判定 判别零件合格与否的两个条件： （1）实际尺寸是否合格？ 即实际尺寸必须满足：最小极限尺寸da 最大极限 尺寸 （2）（由于形状误差）实际零件的作用尺寸是否超越理想边界？ 即被测实体体外作用尺寸（Dfe, dfe）不得超越最大实体边界MMB； 对于轴： dfe dM=dmax; 对于孔： Dfe DM=Dmin,二、公差原则,例题： 对右图作出解释,解：1）T, t 公差解释： Ts=0.03 mm dM=dmax=10 mm; dL=dmin=9.97; 在MMC（10 mm）, 给定的形状公差t1=0; 偏离MMC时， t2= MMS-da = 10- da ; 在LMC （9.97 mm）, t2max=T=0.03,（一）包容要求,二、公差原则,（一）包容要求,二、公差原则,2）遵守边界 最大实体边界MMB， MMBd=dM=10 mm; 3）检验与合格条件 dminda dmax; dfe dM=dmax 9.97da 10; dfe 10,判断加工后的零件合格与否？,最大实体尺寸为： 10 例：一销轴零件外圆实际尺寸处处为9.97， 轴线直线度误差0.02，该零件合格吗？ 9.97（最小极限尺寸） 9.97 10（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 轴的作用尺寸 da + f =9.97 0.02 9.99 10（最大实体尺寸） 零件合格,最大实体尺寸： 20 例：一轴套零件内孔实际尺寸处处为20.01 轴线直线度误差0.011，该零件合格吗？ 最小极限尺寸20 20.01 20.025（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 孔的作用尺寸 Da - f = 20.01 0.011 19.99 20（最大实体尺寸） 零件不合格,（一）包容要求,总结 1）使用包容要求时尺寸公差具有双重职能，即控制尺寸误差和形状误差； 2）包容要求主要用于需要保证配合性质的孔、轴单一要素的中心轴线的直线度； 3）要求被测实体不得超过最大实体边界MMB，局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸LMS。,二、公差原则,（二）最大实体要求,1、定义 被测实际要素遵循最大实体实效边界，即要求实际轮廓处处不得超越该边界； 当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值得到补偿，即可超出图样上给定的公差值； 要素的局部尺寸应在最大极限尺寸和最小极限尺寸之间。 最大实体实效尺寸 最大实体实效状态下的体外作用尺寸。 轴的最大实体实效尺寸：dMV=dM + t 孔的最大实体实效尺寸：DMVDMt,二、公差原则,（二）最大实体要求,二、公差原则,2、标注 采用最大实体要求时，在其相应的形位公差框格内加注符号,3、最大实体要求的应用 主要用于需保证装配成功率的螺栓或螺钉连接处的中心要素。,（二）最大实体要求,二、公差原则,4、公差解释 （1）当被测实际要素处处都处于最大实体状态(MMC)时，形状误差为所给定的公差值t1; (2) 当被测实际要素偏离最大实体状态时，轮廓要素允许有形状误差补偿：t2= MMS-Da(da) ; (3) 当被测要素处处都处于最小实体状态(LMC)时，被测轮廓要素的形状误差tmax=t2max+t1=T+t1,5、零件合格性判定 判别零件合格与否的两个条件： （1）实际尺寸是否合格？ 即实际尺寸必须满足：最小极限尺寸da 最大极限 尺寸 （2）被测实体的作用尺寸是否超越理想边界？ 即被测实体体外作用尺寸（Dfe, dfe）不得超越最大实体实效边界MMVB； 对于轴： dfe dMV=dmax+t1 对于孔： Dfe DMV=Dmin-t1,（二）最大实体要求,二、公差原则,例题： 对右图作出解释,解：1）T, t 公差解释： Ts=0.2 mm dM=dmax=20 mm; dL=dmin=19.8 mm; 在MMC（20 mm）, 给定的形状公差t1=0.1; 偏离MMC时， t2= MMS-da = 20- da ; 在LMC （19.8 mm）, 形位公差最大值： tmax=t2max+t1=0.2+0.1=0.3 mm,二、公差原则,（二）最大实体要求,二、公差原则,2）遵守边界 最大实体实效边界MMVB， dMV=dmax+t1=20+0.1=20.01 mm; 3）检验与合格条件 dminda dmax; dfe dMV=dmax+t1 19.8da 20; dfe 20.01,（二）最大实体要求,、最大实体要求应用于被测要素,最大实体要求的零件合格性判断：,最大实体实效尺寸为： 20 0.1 20.1 例：一销轴零件外圆实际尺寸处处为19.85，测得轴线直线度误差0.23，该零件合格吗？ 最小极限尺寸19.80 19.85 20（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 又轴的体外作用尺寸 19.85 0.23 20.08 20.1（最大实体实效尺寸） 零件合格,最大实体实效尺寸为： 140.025 13.975 例：一台阶孔零件14内孔实际尺寸处处为14.03 测得同轴度误差为：0.05，该零件合格吗？ 最小极限尺寸14 14.03 14.03（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 又孔的体外作用尺寸14.030.0513.98 没有超越（大于） 13.975 （最大实体实效尺寸） 零件合格,实际尺寸处处为11.96， 测得同轴度误差为：0.07，该零件合格吗？ 最小极限尺寸11.95 11.96 12（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.04 12-11.96 0.08 0.07（实际误差值） 零件合格 实际尺寸处处为11.995， 测得同轴度误差为：0.05，该零件合格吗？ 最小极限尺寸11.95 11.995 12（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.04 0.005 0.045 0.05 （实际误差值） 零件不合格,方法二、用实际误差值和允许的误差值判断,方法二、用实际误差值和允许的误差值判断,实际尺寸处处为14.03， 测得同轴度误差为：0.05，该零件合格吗？ 最小极限尺寸14 14.03 14.03（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.025 0.03 0.055 0.05（实际误差值） 零件合格 实际尺寸处处为14.01， 测得同轴度误差为：0.04，该零件合格吗？ 最小极限尺寸14 14.015 14.03（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.025 0.01 0.035 0.04 （实际误差值） 零件不合格,、最大实体要求应用于基准要素,当最大实体要求应用于基准要素时，应在基准符号后加 基准要素采用独立原则或包容要求。,用实际误差值和允许的误差值判断合格性,实际尺寸处处为:11.96, 24.97测得同轴度误差为：0.11，该零件合格吗？ 最小极限尺寸11.95 11.96 12（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 最小极限尺寸24.97 24.97 25 （最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.04 0.04 0.03 0.11 0.11（实际误差值） 零件合格,） 内（孔）要素：,实际尺寸处处为14.005，28.01 ，测得同轴度误差为：0.045，该零件合格吗？ 最小极限尺寸14 14.005 14.03（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 最小极限尺寸28 28.01 28.045 （最大极限尺寸） 实际尺寸合格 允许误差值位置公差补偿值 0.025 0.005 0.01 0.04 0.045 （实际误差值） 零件不合格,用实际误差值和允许的误差值判断,（三）最小实体要求,定义: 被测实际要素遵循最大实体实效边界，即要求实际轮廓处处不得超越 该边界；当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值得到补 偿，即可超出图样上给定的公差值； 要素的局部尺寸应在最大极限尺寸和 最小极限尺寸之间。 应用：最小实体要求一般适用于中心要素。主要用于需保证零件 的强度和壁厚的场合。 标注：在被测要素形位公差框格中的公差值后标注符号 。应用于基准要素时，应在形位公差框格内的基准字母代号后标注 符号。 零件合格性判断： 对于轴： dfe dLV=dmin-t1; dmin da dmax 对于孔： Dfe DMV=Dmax+t1; Dmin Da Dmax,二、公差原则,（四）可逆要求（ R ）,是一种反补偿要求 当中心要素的形位误差值小于给定的形位公差值时，允许实际尺寸超出极限尺寸。在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差。即形位公差补偿给尺寸公差。 1） 可逆要求应用于最大实体要求时： 实际零件的边界不得超越“最大实体实效边界”（满足装配要求） 2）可逆要求应用于最小实体要求时： 实际零件的边界不得超越“最小实体实效边界”（保证最小壁厚和强度）,二、公差原则,可逆要求应用于最大实体要求 最大实体实效边界为： 19.95mm且其轴线与基准A垂直的理想孔。 例：一零件实际尺寸处处为 19.98mm，垂直度误差为： 0.02mm，该零件合格与否？ 实际孔的作用尺寸 19.98 0.02 19.96 没有超越最大实体实效尺寸。 零件合格 注意：可逆要求应用必须慎重。一般用于尺寸公差要求低的场合。,体外作用尺寸,孔的体外作用尺寸D实际形状误差值,轴的体外作用尺寸d实际形状误差值,理想边界,最大实体边界,最大实体实效边界,最小实体边界,最小实体实效边界,最大实体尺寸,最大实体实效尺寸,最小实体实效尺寸,最小实体尺寸,轴：dMV=dM+ t 孔：DMVDMt,轴：dM=最大极限尺寸 孔：DM=最小极限尺寸,轴：dL=最小极限尺寸 孔：DL=最大极限尺寸,轴：dLV=dL- t 孔：DLVDL+t,总结,1）包容要求,理想边界为：最大实体边界,边界尺寸为：最大实体尺寸,2）最大实体要求,理想边界为：最大实体实效边界,边界尺寸为：最大实体实效尺寸,3）最小实体要求,理想边界为：最小实体实效边界,边界尺寸为：最小实体实效尺寸,判断实际零件合格与否的两个条件： 1）实际尺寸是否合格？ 即实际尺寸必须满足：最小极限尺寸d实(D实) 最大极限尺寸 2）（由于形状误差）实际零件的作用尺寸是否超越理想边界？ （实际误差值是否超越允许误差值）,作业,信息门户/课程中心/个人空间/互换性与技术测量/习题/第三章作业（附件） 1、5、6,最大实体实效尺寸为： 20 0.1 20.1 例：一销轴零件外圆实际尺寸处处为19.98 测得轴线直线度误差0.13，该零件合格吗？ 最小极限尺寸19.80 19.98 20（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 又轴的作用尺寸 19.98 0.13 20.11 超越20.1（最大实体实效尺寸） 零件不合格,课堂练习：判断零件合格性,最大实体实效尺寸为： 20 0.1 19.90 例：一轴套零件内孔实际尺寸处处为20.08 测得轴线直线度误差0.17，该零件合格吗？ 最小极限尺寸20 20.08 20.10（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 又孔的作用尺寸 20.08 0.17 19.91 没有超越 （大于）19.90（最大实体实效尺寸） 零件合格,最大实体实效尺寸为： 20 0.1 19.90 例：一轴套零件内孔实际尺寸处处为20.02 测得轴线直线度误差0.13，该零件合格吗？ 最小极限尺寸20 20.02 20.10（最大极限尺寸） 实际尺寸合格 又孔的作用尺寸 20.02 0.13 19.89 超越（小于）19.90（最大实体实效尺寸） 零件不合格,关联被测要素遵守最大实体要求,) 外（轴）要素,最大实体实效尺寸为： 12