几何精度学ppt课件.ppt

1 1几何误差基础知识 1 1 1几何误差本课程研究机械产品的精度设计问题 机械产品是固态产品 主要是由具有一定几何形状的零 部件安装组成 固态产品的特点是具有特定的几何外形 而几何外形的特性对其使用功能具有直接的影响 几何误差就是指制成产品的实际几何参数 表面结构 几何尺寸 几何形状和相互位置 与设计给定的理想几何参数之间偏离的程度 几何误差的大小体现了国家和企业的工业水平 机械工业的能力关键体现在其高精度制造能力上 也就是体现在几何精度的设计 生产和检测等方面的水平上 各种不同几何特性的误差对产品的使用功能的影响有所不同 表面误差主要影响外观 摩擦磨损 腐蚀 噪音等使用功能 尺寸和形位误差主要影响零 部件的空间相互位置 直接影响运动传递 载荷传递等性能 1 1几何误差基础知识 1 2 1几何精度的概念几何精度就是零 部件允许的几何误差 也称为几何公差 简称公差 几何精度设计的主要依据是产品功能对零部件的静态与动态精度要求 以及产品生产和使用维护的经济性 根据市场需求在进行产品的概念设计之后 转入产品的工程设计阶段 进行产品的系统设计 参数设计和精度设计 1 2几何精度基础知识 1 2 2几何精度设计的基本原则一般说来 产品几何精度设计的基本原则是最经济地满足功能要求 精度设计时 应该考虑产品的使用功能 精度储备 经济性 互换性 协调匹配等主要因素 1 2几何精度基础知识 1 2 3几何精度设计的主要方法几何精度设计的原始依据是产品的技术要求 因此 首先应调查 分析 提出产品的技术要求 在明确产品的使用功能 使用环境 批量等因素后 然后才可以开始几何精度设计 精度设计时 首先需要确定产品整机的精度 随后确定部件的精度 最后确定零件的精度 精度设计的方法主要有 类比法 计算法和试验法三种 1 2几何精度基础知识 1 互换性 一批相同规格的零部件 任取其一 不经任何挑选和修配就能装在机器上 并能满足其使用要求的特性 例如 自行车的零件坏了 买一个更换即可 在工厂的装配线上 工人在一批零件中顺手拿一个 装上即可 机械制造业中的互换性通常包括几何参数和物理参数的互换 本课程仅讨论几何参数的互换性 1 2几何精度基础知识 1 2 4互换性与公差 2 几何量公差公差是指允许几何量的变动范围 包括尺寸公差 形位公差和表面粗糙度等 见下图 1 2几何精度基础知识 互换性的作用 设计方面 可以最大限度地采用标准件 通用件 简化设计绘图和计算工作 从而缩短设计周期 并有利于计算机辅助设计和产品的多样化 制造方面 有利于组织专业化生产 便于采用先进工艺和高效率的专用设备 从而降低加工成本 并能够实现流水线装配甚至在自动线上进行装配 使用维修方面 及时更换损坏的零部件 减少了机器维修的时间和费用 提高了机器的使用效率 保持生产的连续性 1 2几何精度基础知识 互换性的种类 1 完全互换 一批零件可以进行任意的替换使用 装配时不需挑选和修配 2 不完全互换 装配时允许挑选 调整和修配 区别在于 完全互换适合于精度要求不高 生产批量较大 或与外厂协作生产的情况 不完全互换适合于精度要求很高 生产批量较大 通常是制造厂内部装配的机构或构件 1 2几何精度基础知识 不完全互换常用的有分组互换法和调整法 如发动机的汽缸和活塞即采用分组互换法 1 2几何精度基础知识 1 3 1标准化 1 标准化概念的提出现代化生产的特点是品种多 规模大 分工细和协作多 为使社会生产有序地进行 必须通过标准化使产品规格品种简化 使分散的 局部的生产环节相互协调和统一 例如 为使两个生产厂家生产的产品能够实现自由装配 这些产品必须按相同的标准制造 自行车的损坏零件能及时更换 是因为它们是按相同的标准制造的 所以 标准化是实现互换性的基础 1 3几何精度规范 标准化是在经济 技术 科学及管理等社会实践中 对重复性事物和概念通过制定 发布和实施标准 达到统一 以获得最佳秩序和效益 这是国家标准 标准化基本术语 对标准化所做的解释 它的最终目的是提高社会经济效益 标准化的主要任务是制定标准 组织实施标准和对标准的实施进行监督 标准化的主题是标准 标准就是对重复性事物和概念所做的统一规定 2 标准化的基本含义 1 3几何精度规范 3 标准的级别标准按不同的级别颁发 我国标准分为国家标准 行业标准 地方标准和企业标准 国家标准 由国家标准化主管机构批准发布 在全国范围内统一的标准 代号为GB 行业 专业 标准 由行业标准化主管机构批准发布 在全国某行业内统一的标准 如JB MT地方标准或企业标准 由省 自治区或企业主管部门批准发布的标准 代号为DB QB 注意下级标准不能与上级标准相违背 1 3几何精度规范 国际标准 在国际上 为了促进世界各国在技术上的统一 成立了国际标准化组织 简称ISO 和国际电工委员会 简称IEC 由这两个组织负责制定和颁发国际标准 我国于1978年恢复参加ISO组织后 陆续修订了自己的标准 修订的原则是 在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢 以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换 1 3几何精度规范 4 标准的种类标准化涉及到国民经济的各个部门 因此标准种类繁多 主要有 基础标准 作为其它标准的基础 应用广泛 产品标准 对产品的品种 规格 技术性能 质量检验及包装运输等要求所制订的标准 此外还有工程建设标准 方法标准 安全标准环境保护标准 服务标准及管理标准等 标准化是组织现代化生产的重要手段 是实现互换性的必要前提 它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用 1 3几何精度规范 1 优先数系的提出在机械设计中 需要确定很多参数 参数一旦选定 这个数值就会按照一定规律 向一切有关的参数传播 例如 螺栓的尺寸一旦确定 将会影响螺母的尺寸 丝锥板牙的尺寸 螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头尺寸等 所以 机械产品中的各种技术参数不能随意确定 否则会给生产管理带来麻烦 为使产品的参数选择能遵守统一的规律 使参数选择一开始就纳入标准化轨道 必须对各种技术参数的数值作出统一规定 优先数和优先数系 国家标准 GB321 80 就是其中最重要的一个标准 要求工业产品技术参数尽可能采用 1 3 2优先数系 1 3几何精度规范 2 优先数系的规定优先数系为十进制等比数列即数列中含有和项 它们分别用系列符号R5 R10 R20 R40和R80表示 各系列的公比q为 R5的公比 R10的公比 R20的分比 R40的公比 R80的公比 基本系列 补充系列 1 3几何精度规范 优先数系的基本系列 如R5系列 1 001 602 504 006 3010 00R10系列 1 001 251 602 002 503 154 005 006 308 0010 00 使用中可以每个隔几项取一个数 组成派