互换性A4形位公差.ppt

互换性与技术测量,第4章 形状和位置公差,本章基本内容,4.1 概述 4.2 形位公差的标注方法 4.3 形状公差带 4.4 位置公差带 4.5 形位误差及其评定 4.6 公差原则 4.7 形位公差选择 重点：形位公差带的定义、特点和形位公差的 标注及其解读。 难点：对形位公差带及公差原则的理解。,go,4.1 概述,一、形位误差的成因及影响 二、基本术语和定义 三、形位公差项目及其符号 四、形位公差带 五、理论正确尺寸和基准 六、最小条件和最小包容区域,一、形位误差的成因及影响,1、形位误差,2、形位误差产生的原因,工艺系统本身具有一定的误差 受力变形 热变形 振动 磨损等,一、形位误差的成因及影响,3、形位误差对零件使用性能影响,影响可装配性 影响配合性质 影响工作精度 影响其他功能,一、形位误差的成因及影响,二、基本术语和定义,1、形位公差的研究对象 形位公差的研究对象是要素。 要素（几何要素的简称）是指 构成零件几何特征的点、线、面的统称。,2、要素的分类 (1)按要素的结构特征分为 组成要素构成零件轮廓的面或面上的线。 例如平面、球面、圆柱面、圆锥面、素线等。 导出要素由一个或几个组成要素得到的 中心点、中心线或中心面。 例如球心是由球面得到的导出要素，该球面为 组成要素；圆柱面的中心线(轴线)是由圆柱面得到 的导出要素，该圆柱面为组成要素。,二、基本术语和定义,组成要素,导出要素,组成要素,导出要素,2、要素的分类 (2)按要素存在的状态分为 公称要素（理想要素）又分为： 公称组成要素指由技术制图或其他方法确定的理论正确组成要素。 例如：具有理想形状的直线、平面、圆、圆柱面等。 公称导出要素指由一个或几个公称组成要素导出的中心点、轴线或中心平面。 实际组成要素 指由接近实际组成要素所限定的工件实际表面组成要素部分。即实际零件上的线、面等。 需要注意的是，没有实际导出要素的概念。,二、基本术语和定义,公称要素,实际要素,2、要素的分类 (3)按要素在形位公差中所处的地位分为 被测要素是指零件设计图样上给出 了形状公差或位置公差要求的要素。也就是加 工中需进行检测和控制的要素。 基准要素是指用来确定被测要素方 向或位置的要素。理想的基准要素称为基准。,二、基本术语和定义,被测要素,被测要素,被测要素,基准要素,2、要素的分类 (4)被测要素按与其它要素有无关系分为 单一要素是指仅对要素本身提出形状 公差要求的要素； 关联要素是指与其他要素有功能关系 的要素。多是具有位置公差要求的要素。,二、基本术语和定义,单一要素,关联要素,关联要素,2、要素的分类,二、基本术语和定义,组成要素 被测要素 单一要素,导出要素 被测要素 关联要素,导出要素 基准要素,组成要素 被测要素 关联要素,均为公称要素,形位误差的研究对象-几何要素,（1） 组成要素 （轮廓要素） （2） 导出要素 （中心要素） （3） 公称要素 （a）公称组成要素 （理想要素） （b）公称导出要素 （4） 实际组成要素 （5） 被测要素 （6） 基准要素 （7） 单一要素 （8） 关联要素 （9） 提取要素 （a）提取组成要素 （b）提取导出要素 （10）拟合要素 （a）拟合组成要素 （b）拟合导出要素,公称、实际、提取、拟合要素之间的关系,公称组成要素,公称导出要素,实际组成要素,提取组成要素,提取导出要素,拟合组成要素,拟合导出要素,设计 制造 检验 评定 公称要素 实际要素 提取要素 拟合要素,三、形位公差项目及其符号,四、形位公差带,1、形位公差的公差带 形位公差对被测要素的限制采用包容制， 各项目公差对被测要素的限制可用形位公差带直 观、形象地表示，形位公差带就是限制被测要素 变动的一个包容区域。被测提取要素若全部位于 给定的公差带内（即被公差带所包容），就表示 被测要素符合设计要求，反之则不合格。因此， 控制对象为几何要素的形位公差带具有： 形状、大小、方向和位置四个要素。,四、形位公差带,2、形位公差带的四要素 公差带的形状：取决于被测要素的公称 要素的形状和设计功能要求。,四、形位公差带,2、形位公差带的四要素 公差带的大小：一般指公差带的宽度或 直径。大小取决于图样上给定的形位公差 值，体现被测要素的形状和位置精度的高 低。当形位公差值为公差带的直径时，应 在公差值的数字前加注或 S(公差值 为球径)。,四、形位公差带,2、形位公差带的四要素 公差带的方向：公差带的方向是指与公差带 延伸方向相垂直的方向，即公差带的宽度或直径方 向。通常即被测要素指引线箭头所指方向。,注意：形状公差带的方向是随实际被测要素的方 向的改变而浮动的。,四、形位公差带,2、形位公差带的四要素 公差带的位置： 分为浮动和固定两种。 位置浮动的公差带形状公差、定向公差， 公差带的位置随实际被测要素的有关尺寸、形状及 位置的改变而变动。 位置固定的公差带定位公差(同轴度、对 称度和位置度)，其公差带的位置相对于基准要素 是完全确定的，不随实际被测要素的尺寸、形状及 位置的改变而变动。,五、理论正确尺寸和基准,1、理论正确尺寸：是指用来确定被测要素 的理想形状和方位的尺寸，不附带公差。 标注围以框格。 2、基准：基准要素的简称。 基准有三种：单一基准、 公共（组合）基准、 基准体系（如三基面体系）。,六、最小条件和最小包容区域,1、最小条件 是指评定形位误差时应满足：被测实际 要素对其理想要素的最大变动量为最小（或 使被测实际要素的包容区域具有最小宽度f 或最小直径f）这样一个条件。,六、最小条件和最小包容区域,2、最小包容区域 最小包容区域是一个形状与公差带形 状相同、包容被测实际要素且满足最小条 件（或定向、定位最小条件）的区域。 注意：最小包容区域的宽度 f 或直径f 即为形（或位）误差值。,t_,一、 被测要素的标注方法 二、 基准要素的标注方法 三、 形位公差的其他符号,国标规定，进行形位公差标注时应采用代号标注；只有当无法采用代号标注时(表达不清楚或过于复杂)，才允许在技术要求中用文字说明。,4.2 形位公差的标注方法,go,一、 被测要素的标注方法,1、形位公差的公差框格 对被测要素提出的形位公差要求应在 矩形框格中给出。框格用细实线绘制，在 图样上可沿水平或垂直方向放置。从左到 右或从下到上依次为公差项目符号、公差 值、基准字母。,一、被测要素的标注方法,2、带箭头的指引线 被测要素的标注方法是用带箭头的指引线将 公差框格与被测要素相连。指引线可从框格的两 端中的任意一端中部垂直引出；其箭头应指向公 差带的宽度或直径方向；在指向被测要素途中， 指引线最多可转弯两次；若图样上空间有限，指 引线也可由组成框格的四个边中的任意一边延长 画出。 指向被测要素时还应注意：,注 意,区分被测要素是组成要素还是导出素； 区分指引线箭头指向是公差带的宽度还是直径方向； 同一要素有一个以上不同公差特征项目要求； 一个以上不同要素有相同要求；,被测是组成还是导出要素的区别,当被测要素是组成要素时，应将指引线箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线，但必须与尺寸线明显地分开。,被测是组成还是导出要素的区别,当被测要素是组成要素时，若指引线指向的是实际表面，指引线箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上，如图所示。,被测是组成还是导出要素的区别,当被测要素是导出要素时，指引线箭头应与构成该要素的组成要素的尺寸线对齐。,指向公差带宽度或直径方向的区别,当指引线箭头指向公差带宽度方向时，公差框格内只写出公差值。 当指引线箭头指向公差带直径方向时，公差框格内公差值前一定要加 (公差值为直径)或S(公差值为球径) 。,同一要素有一个以上 不同公差特征项目要求,当对同一要素有一个以上的公差特征项目要求时，为方便起见可将一个框格放在另一个框格的下方。,不同要素相同公差带,当一个以上同类要素作为被测要素，应在框格上方标明有几个，如“6”、“6槽”等。 当同一公差带控制几个不同被测要素时，也只可以引出一条指引线，但可以分叉分别指向不同要素。指定各个要素受制于相同公差值的独立公差带。,二、基准要素的标注方法,1、基准用基准符号表示 对有位置公差要求的要素，在图样上必 须用基准符号和注在框格内的基准字母表示 被测要素与基准要素之间的关系。 2、标注时要区分 基准要素是组成要素，还是导出要素。,2、区分基准是组成或导出要素,基准要素是组成要素：基准连线应垂直 于基准轮廓或其延长线（且与尺寸线明显错开）； 基准要素是导出要素：基准连线应与确定该要素的尺寸线对齐。,三、 形位公差的其他符号,表4-3给出了图样上经常使用的形位公差的其他符号。,标注及标注改错例题,1、改错题,标注及标注改错例题,2、标注题 （P121页 习题41）,2、标注题 （P121页 习题42）,标注及标注改错例题,4.3 形状公差带,一、形状公差 二、形状或位置公差,一、形状公差,1、形状公差：单一要素形状所允许的变动全量。包括直线度、平面度、圆度和圆柱度四项。 其中：直线度公差用于限制给定平面内或空间直线的形状误差；平面度公差用以限制平面的形状误差；圆度公差用于限制回转体表面正截面轮廓的形状误差；圆柱度公差用以限制圆柱面整体的形状误差。 2、形状公差带：,二、形状或位置公差,形状或位置公差包括： 线轮廓度、面轮廓度,注意：,形状公差带具有以下特征：,4.4 位置公差带,位置公差：关联要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。位置公差又分为定向公差、定位公差和跳动公差三类。 一、定向公差带特点 二、定位公差带特点 三、跳动公差带特点,一、定向公差带特点,1、定向公差：关联要素对基准在方向上允许的变动全量。定向公差又包括平行度、垂直度和倾斜度三个项目。 其中：平行度公差用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离0的变动；垂直度公差用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离90的变动；而倾斜度公差用于控制被测要素相对于基准要素的方向偏离某一给定角度（介于0和90之间）的变动。 2、定向公差带：,注意：,定向公差带具有如下特征,二、定位公差带特点,1、定位公差：关联要素对基准在位置上允许的变动全量。包括同轴度、对称度和位置度。 其中：位置度公差用于控制被测点、线、面的实际位置对其公称位置的变动全量；同轴（同心）度公差用于控制被测轴线（圆心）对基准轴线（圆心）的变动量；而对程度公差用于控制被测中心平面（或轴线、中心线）对基准中心平面（或轴线、中心线）的变动量。 2、定位公差带：,注意：,定位位置公差带具有如下特征：,三、跳动公差带特点,1、跳动公差：是指关联被测实际要素绕基准回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。它包括圆跳动和全跳动两个项目。 其中：圆跳动分为径向、端面及斜向圆跳动三种；全跳动分为径向和端面全跳动两种。 2、跳动公差带：,圆跳动,全跳动,4.5 形位误差及其评定,一、形状误差及其评定 二、定向误差及其评定 三、定位误差及其评定 四、基准的建立和体现,go,一、形状误差及其评定,1、 形状误差的评定方法 形状误差值：是采用最小包容区域法 (简称最小区域法)评定的。即一个形状与公 差带形状相同、且满足最小条件的区域的宽 度f 或直径f 即为形状误差值。,一、形状误差及其评定,（形状误差的） 2、最小区域判别准则 平面内直线度误差（相间准则） 平面度误差（三角形准则、交叉准则） 圆度误差（相间准则）,二、定向误差及其评定,1、定向误差的评定方法 评定方法定向最小区域法。 2、定向最小区域 是一个形状与公差带的形状相同、按理想要 素的方向包容被测实际要素且具有最小宽度f或直 径f的区域。 注意：定向最小区域的宽度f 或直径f 即为 定向误差值。,三、定位误差及其评定,1、定位误差的评定方法 评定方法定位最小区域法。 2、定位最小区域是一个形状与公差带形状相同、按理想要素的位置包容被测实际要素且具有最小宽度f或直径f的区域。 注意：最小区域的宽度f 或直径f 即为定 位误差值。,四、基准的建立和体现,评定形位误差时，基准是确定被测提取要素的 理想方向或位置的参考对象。但基准要素本身也 有形状误差。因此，必须解决如何根据基准要素 建立其拟合要素的问题。 1、基准基准提取要素的拟合要素。 2、建立基准的基本原则由基准要素建立基准时，基准为该基准要素的符合最小条件的拟合要素。,4.3 公差原则,公差原则：确定尺寸公差与形位公差之间 相互关系的原则。 一、独立原则 二、相关原则 包容要求 最大实体要求 最小实体要求 可逆要求,一、独立原则,1、独立原则：就是图样上标注出的尺寸公差和 形位公差各自独立相互无关，测量时分别满足各 自的公差要求。标注时不需加注任何符号。 2、独立原则的应用：（应用最多）对于有配合 要求或虽无配合要求，但有功能要求的几何要素都 可采用。适用于尺寸精度与形位精度精度要求相差 较大，需分别满足要求；或两者无联系，需保证运 动精度、密封性；以及未注公差等场合。 3、检测：应用独立原则时，形位误差的数值一 般用通用量具检测。,二、相关原则,1、相关原则：是指尺寸公差与形位公差相互有关的公差原则。 2、相关原则涉及的一些术语及定义 ： 作用尺寸 最大（最小）实体状态及尺寸 最大实体实效状态及尺寸 最小实体实效状态及尺寸 理想边界,体外作用尺寸（Dfe，dfe）：在被测要素的给定长度上，与实际内表面体外相接的最大理想面或与实际外表面体外相接的最小理想面的直径或宽度。 体内作用尺寸（Dfi，dfi）：在被测要素的给定长度上，与实际内表面体内相接的最小理想面或与实际外表面体内相接的最大理想面的直径或宽度。,作用尺寸,最大(最小)实体状态及尺寸,最大（最小）实体状态：是指实际组成要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大（最小）时的状态。该状态下的极限尺寸称为最大（最小）实体尺寸。内表面的最大、最小实体尺寸用DM， DL 表示；外表面的最大、最小实体尺寸用dM ， dL表示。（并且有） 最大（最小）实体尺寸： 孔 DM Dmin ， DL Dmax 轴 dM dmax ， dL dmin,最大实体实效状态及尺寸,最大实体实效状态：是指在给定长度上，实际组成要素处于最大实体状态且其导出要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。该状态下的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸。内、外表面的最大实体实效尺寸分别用DMV，dMV表示。（其计算公式为） 最大实体实效尺寸： 孔： DMV DM t 轴： dMV dM t,最小实体实效状态及尺寸,最小实体实效状态：是指在给定长度上，实际要素处于最小实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。该状态下的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸。内、外表面的最小实体实效尺寸分别用DLV，dLV表示。（其计算公式为） 最小实体实效尺寸： 孔： DLV DL t 轴： dLV dL t,边界：是由设计给定的具有理想形状的极限包容面（圆柱面或两平行平面）。该包容面的直径或距离称为边界尺寸。 边界的作用：综合控制要素尺寸和形位误差。 最大实体边界（MMB）：当边界尺寸为最大实体尺寸时，该边界称为最大实体边界。 最小实体边界（LMB）：当边界尺寸为最小实体尺寸时，该边界称为最小实体边界。,理想边界(简称边界),最大实体实效边界（MMVB）：当边界尺寸为最大实体实效尺寸时，该边界称为最大实体实效边界。 最小实体实效边界（LMVB）：当边界尺寸为 最小实体实效尺寸时，该边界称为最小实体实效边界。 注意：单一要素的实效边界没有方向或位置约束；关联要素的实效边界应与图样上给定基准保持正确几何关系。,理想边界,二、相关原则,3、相关原则的几项具体要求 包容要求 最大实体要求 可逆要求 最小实体要求,包容要求：就是以最大实体边界来限定实际组成要素，即要求被测要素的体外作用尺寸不得超出其最大实体尺寸；其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸，即,包容要求,应用：包容要求适用于单一要素，如圆柱表面和两平行平面。 标注：单一要素采用包容要求时，应在其尺寸极限偏差或公差带代号后加注符号 。,包容要求,注意：单一要素若采用包容要求，则当被测实际要素上各点的尺寸已达到边界值最大实体尺寸时，此要素不得再有任何形状误差；而只有当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，其偏离值允许补偿给形位误差。 包容要求下尺寸公差与形位公差关系,包容要求,最大实体要求：被测要素的中心要素的形位公差是在被测要素处于最大实体状态下给定的，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出给出的公差值。但其局部实际尺寸与形为误差的综合（即其体外作用尺寸）不得超出其最大实体实效边界。 标注方法：采用最大实体要求的被测要素，应在其形位公差框格中公差值后加,最大实体要求,M,M,遵守理想边界的名称：最大实体实效边界。 合格条件：孔： 轴： 适用范围：最大实体要求适用于中心要素有形位公差要求情况。对于只要求可装配性的零件，常常采用最大实体要求，这样可以充分利用图样上给出的公差，当被测要素偏离最大实体状态时，形位公差可以得到补偿值，从而提高零件的合格率，故有显著的经济效益。,最大实体要求,M,最小实体要求：被测要素的中心要素的形位公差是在测要素处于最小实体状态下给定的，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出给出的公差值。但其局部实际尺寸与形为误差的综合（即其体外作用尺寸）不得超出其最小实体实效边界。 标注方法：采用最小实体要求的被测要素，应在尺寸公差框格中公差值后加 。,最小实体要求,L,L,遵守理想边界的名称：最小实体实效边界。 合格条件：孔： 轴： 适用范围：最小实体要求的实质是控制要素的体内作用尺寸；可用于保证孔件的最小壁厚及轴件的最小强度的场合。,最小实体要求,L,可逆要求：指中心要素的形位误差值小于给出的形位公差值时，允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差。 标注方法：在图样上将表示可逆要求的符号置于被测要素的形位公差值后的符号 或 后面 。 适用范围：可用于最大实体要求，也可用于最小实体要求。,可逆要求,L,M,4.7 形位公差选择,1、凡形位公差要求是各类工厂中常用设备加工 能保证的，不用注出 ； 2、凡形位公差有特殊要求时（一般是指高