公差配合与技术测量.ppt

第五章公差配合与技术测量,一、互换性,同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。,基本概念：,保证零件具有互换性的措施：,由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。,尺寸公差与配合,二、公差与配合的概念,基本尺寸:,实际尺寸:,极限尺寸:,最大极限尺寸:,零件合格的条件：,最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸,经测量获得的某一孔、轴的尺寸。,一个孔或轴允许的尺寸的两个界限值。,孔或轴允许尺寸的最大值。,孔或轴允许尺寸的最小值。,基本概念,最小极限尺寸:,设计时确定的尺寸。,例：一个孔的直径为400.005,基本尺寸:,最大极限尺寸:,最小极限尺寸:,40,零件合格的条件：,40.005实际尺寸39.995,40.005,39.995,尺寸偏差和尺寸公差,上偏差,=最大极限尺寸基本尺寸,下偏差,=最小极限尺寸基本尺寸,代号：,孔为ES轴为es,代号：,孔为EI轴为ei,尺寸公差(简称公差):,允许实际尺寸的变动量。,公差=最大极限尺寸最小极限尺寸=上偏差下偏差,例：450.004,上偏差=45.00445=+0.004,下偏差=44.99645=-0.004,公差=0.004(-0.004)=0.008,偏差可正可负,公差恒为正,+0.008,-0.008,公差带图：,作用：直观地表示出了公差的大小及公差带相对于零线的位置。,标准公差和基本偏差,1）标准公差,用以确定公差带的大小，国家标准共规定了20个等级。,即：IT01、IT02、IT1-IT18,标准公差的数值由基本尺寸和公差等级确定。,2）基本偏差,用以确定公差带相对于零线的位置。,一般为靠近零线的那个偏差。,基本偏差系列,作用：确定了孔和轴的公差带位置。,配合,1）配合的概念,基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。,间隙或过盈:,=孔的实际尺寸轴的实际尺寸,配合：,0间隙0过盈,2）配合的种类,间隙配合,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。,孔的公差带在轴的公差带之上,过盈配合,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。,孔的公差带在轴的公差带之下,过渡配合,可能具有间隙或过盈的配合。,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,3）配合的基准制,基孔制,基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。,基准孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基孔制中孔为基准孔，用代号H表示，其下偏差为零。,基轴制,基准轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。,基轴制中轴为基准轴，用代号h表示，其上偏差为零。,基轴制：,N,K,JS,r,fg,ef,h,js,j,k,m,n,p,s,t,u,g,f,轴,H,FG,F,J,M,G,R,S,T,P,U,孔,EF,AH通常形成间隙配合,JN通常形成过渡配合,PZC通常形成过盈配合,基孔制：,ah通常形成间隙配合,jn通常形成过渡配合,pzc通常形成过盈配合,三、公差与配合在图样上的标注,在装配图上的标注,标注形式为：,采用基孔（轴）制时，分子（母）为基准孔（轴）代号H(h)及公差等级。,例如：,基轴制间隙配合,基孔制过渡配合,其他标注形式,借用尺寸线作为分数线,用斜线作分数线,标注上、下偏差值,借用尺寸线作为分数线,零件图上极限的标注,1）标注公差带代号,配合精度明确，标注简单，便于与装配图对照。,缺点：数值不直观。,用途：适用于量规检测的尺寸和大量生产。,优点：,2）标注极限偏差,优点：数值直观，便于用万能量具检测。用途：试制单件及小批生产用此法较多。,3）公差带代号与极限偏差值同时标注,优点：有明确配合精度又有公差数值。用途：适用于生产规模不确定的情况。,3公差与配合的标注示例及查表,基孔制过盈配合,基轴制间隙配合,线性尺寸的极限偏差数值mm,4一般公差(GB/T18042000),测量技术基础,1.验收极限与安全裕度A适用：普通计量器具车间现场检测且只测量1次，不作出修正即作判断基本尺寸500，IT8IT6，也适用于一般公差尺寸原则：宁可误废不误收,测量技术基础,验收极限：方法一：公差带内收A：a)上验收极限最大极限尺寸Ab)下验收极限最小极限尺寸A数值A：按尺寸和精度等级查表4-4优先选档，没有量具再依次考虑、档方法二：公差带不变：A=0,测量技术基础,选择原则：配合尺寸、包容尺寸、1时a)非配合尺寸，用方法二b)配合尺寸（轴的最大极限尺寸、孔的最小极限尺寸），用方法一偏态形分布的尺寸尺寸偏向的一边用方法一非配合和一般尺寸用方法二,测量技术基础,2、计量器具的选择原则类型、规格选择：与工件外形、位置、尺寸、被测参数特征相适应精度选择：计量器具的不确定度u测量不确定度的允许值u1例：测，请确定验收极限并选择适当的计量器具解：分析：该尺寸是外尺寸应选测外尺寸的量具该尺寸是包容尺寸应用方法一,测量技术基础,确定验收极限a)查出该尺寸的上下偏差：es=0，ei=0.062mmb)算出最大最小极限尺寸：最大极限尺寸MML=350=35mmc)最小极限尺寸LML=350.062=34.938mmd)查课本表4-4，选档，得A=0.0062mmf)算验收极限：上验收极限=350.0062=34.994mmg)下验收极限=34.938+0.0062=34.944mm,测量技术基础,选择量具查表，选档，得u1=5.6m=0.0056mm查表，得分度值为0.01的外径千分尺的不确定度u=0.004mm比较：uu1，所以该量具可用,第6章形状和位置公差及检测,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,加工误差,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。,形状和位置公差简介,为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。,形位公差的新国家标准：GBT11821996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法；GBT11841996形状和位置公差未注公差值；GBT42491996公差原则；GBT166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB195880形状和位置公差检测规定。,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。,一、零件的要素,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。,一、零件的要素,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。,一、零件的要素,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。,一、零件的要素,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。,二、形位公差的符号,三、形位公差带的标注,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。,三、形位公差带的标注,形位公差的标注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,公差值用线性值，如公差带是圆形或圆柱形的则在公差值前加注；如是球形的则加注“S。,三、形位公差带的标注,形位公差的标注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。,三、形位公差带的标注,规定用带箭头的指引线将框格与被测要素相连，指引线可从框格的任一端引出，引出段必须垂直于框格；引向被测要素时允许弯折，但不得多于两次。当被测要素是轮廓线或表面时，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分开)，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。如下图所示。,三、形位公差带的标注,形位公差的标注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。,三、形位公差带的标注,形位公差的标注基准,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。,三、形位公差带的标注,形位公差的标注基准,三、形位公差带的标注,形位公差标注的简化,三、形位公差带的标注,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。,三、形位公差带的标注,其他标注,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,三、形位公差带的标注,其他标注,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。,三、形位公差带的标注,其他标注,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。,四、形位公差带,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。,四、形位公差带,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t（St）。,四、形位公差带,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。,四、形位公差带,位置：有固定和浮动两种。,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，因而形状公差带是指被测的单一实际要素允许变动的区域。,形状公差包括：1、直线度公差2、平面度公差3、圆度公差4、圆柱度公差,1、直线度公差,限制被测实际直线相对于理想直线的变动量。被限制的直线可以是平面内的线、直线回转体（圆柱和圆锥）上的素线、空间的线（平面与平面的交线）和轴线等。,（1）平面内的线,给定平面内的直线度除用于平面上的刻线外，还用于限制被测表面的素线的直线度误差。给定平面内直线度的公差带是距离为公差值t的两平行线之间的区域。,（2）、空间的直线,当直线度限制的要素是空间直线时，就需要明确所限制的方向。给定方向上直线度的公差带距离为公差值t的两平行平面之间的区域。,（3）、任意方向上的线,任意方向上的直线度是指被线在围绕其一周范围内的任意方向直线度要求。常用于表达回转体零件轴线的形状精度要求。任意方向上的直线度的公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。,2、平面度度公差,限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标。用于对实际平面的形状精度提出要求。,平面度的公差带是距离为公值t的两平行平面之间的区域。,3、圆度公差,限制实际圆对理想圆的变动。圆度用于对回转体表面（圆柱、圆锥和曲线回转体）任一正截面的圆轮廓提出形状精度要求。,圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。,4、圆柱度公差,限制实际圆柱面对理想圆的变动。圆柱度公差综合控制圆柱形状精度。可同时控制圆度、素线线的直线度、以及两条素线的平行度。,圆柱度的公差带是半径差为公值t的的两同轴圆柱面之间的区域。,例题讲解,对下图中标注的形位公差作出解释，并指明公差带的形状和大小。,单击标注看答案,答案,图示标注表示的含义是：直径为20的圆柱面的圆柱度公差为0.03mm该公差带的形状为：两同轴圆柱面之间的区别该公差带的大小为：两圆柱半径之差0.03mm,答案,图示标注表示的含义是：直径为20的圆柱的左端面的平面度公差为0.1mm该公差带的形状为：两平行面面之间的区域。该公差带的大小为：两平行面面之间的距离为0.1mm。,平面度标注解读示例,上图标注表示：零件的上表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面之间,圆度公差标注解读示例,左图标注表示：零件被测圆柱面上任一正截面上的截面圆必须位于半径差为公差值0.03mm的两同心圆之间。,圆柱度公差标注解读示例,左图标注表示：零件被测圆柱面上任一正截面上的截面圆必须位于半径差为公差值0.03mm的两同心圆之间。,线轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。,线轮廓度公差带,面轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。,面轮廓度公差带,1.定向位置公差平行度,被测实际要素相对于基准要素的方向成0的要求。,以平面为基准的平行度公差带,1.定向位置公差垂直度,被测实际要素相对于基准要素的方向成90的要求。,以轴线为基准的垂直度公差带,1.定向位置公差倾斜度,被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。,倾斜度公差带,2.定位位置公差同轴度,要求被测实际要素与基准要素同轴。,同轴度公差带,2.定位位置公差对称度,要求被测实际要素与基准要素共面。,对称度公差带,2.定位位置公差位置度,要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。,孔轴线的位置度公差带,3.跳动位置公差圆跳动,单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为：径向圆跳动端面圆跳动斜向圆跳动,径向圆跳动,径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。,径向圆跳动公差带,端面圆跳动,端面圆跳动用于控制端面任一测量直径处，在轴向方向的跳动量。,端面圆跳动公差带,3.跳动位置公差全跳动,整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。根据允许变动的方向的不同，全跳动可分为：径向全跳动端面全跳动斜向全跳动,径向全跳动,径向全跳动用于控制整个圆柱表面上的跳动总量。,径向全跳动公差带,端面全跳动,端面圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的跳动总量。,端面全跳动公差带,形位公差标注示例,气门阀杆的形位公差标注示例,杆身16的圆柱度公差为0.005,M81的螺纹轴线对于16轴线的同轴度公差是0.1,S750的球面对于16轴线的圆跳动公差是0.003,6.3形位误差检测原则,由于零件的结构形式多样，形位误差的项目又较多，所以检测方法也很多。国标形状和位置公差检测规定规定了形位误差检测的五条原则，这些原则是各种检测方案的概括。检测时根据被测对象的特点和有关条件，按照国标规定可选出最合理的检测方案。,第7章表面粗糙度及测量,一、基本概念,表面粗糙度是指零件表面因加工而形成的微观几何形状误差.,二、评定表面粗糙度的参数,2.轮廓算术平均偏差Ra,3.轮廓最大高度Rz,优先选用轮廓算术平均偏差Ra,7.1表面粗糙度的概念及其注法,1.基本术语及定义,二、表面粗糙度的评定参数,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,取样长度（lr）用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，即具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。X轴的方向与轮廓总的走向一致，一般应包括5个以上的波峰和波谷。,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,评定长度（ln）评定长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度。可包括一个或几个取样长度。一般取ln=5lr。,二、表面粗糙度的评定参数,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,轮廓中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线,轮廓的最小二乘中线轮廓的算术平均中线,轮廓中线,二、表面粗糙度的评定参数,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,轮廓中线2）轮廓算术平均中线,轮廓算术平均中线是指在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分，且使两部分面积相等的基准线。,即,二、表面粗糙度的评定参数,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,轮廓峰顶线轮廓峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最高点的线。,二、表面粗糙度的评定参数,1.基本术语及定义（GB/T3505-2000）,轮廓谷底线轮廓谷底线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最低点的线。,二、表面粗糙度的评定参数,L=取样长度,2.轮廓算术平均偏差Ra,Y,X,3.轮廓最大高度Rz,L=取样长度,Rp,Rz,Rm,Y,X,Rp-最大轮廓峰高,Rm-最大轮廓谷深,Rz=Rp+Rm,评定参数（GB/T3505-2000）,形状特性参数,轮廓支承长度率（Rmr(c)）在给定水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度ln的比率。,评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度bi之和。,给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。,二、表面粗糙度的评定参数,评定参数（GB/T3505-2000）,国家标准GB/T1031-1995规定：基本评定参数：幅度参数附加评定参数：间距和形状特性参数,二、表面粗糙度的评定参数,三、表面粗糙度代（符）号及其注法,表面粗糙度符号、意义及说明,H1.4hh字高,a-用任何方法获得的表面（单独使用无意义）,b-用去除材料的方法获得的表面,c-用不去除材料的方法获得的表面,d-横线上用于标注有关参数和说明,e-表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求,2.表面粗糙度参数:,1）表面粗糙度参数的单位是m。,2）注写Ra时，只写数值：,3）注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。,注写Rz时，应同时注出Rz和数值：,意义,代号,意义,用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m。,用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，Ra的下限值为1.6m。,表面粗糙度的代号举例,用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m。,用铣削方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3m。,用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m。,用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，Rz的上限值为12.5m。,3.2,12.5,当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有16%的测值超差。,当不允许任何实测值超差时，应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min。,说明：,不同表面粗糙度的外观情况，加工方法和应用举例：,注在轮廓线的延长线上,注在尺寸界线上,注在可见轮廓线