形位公差简介1.ppt

1、形位公差的定义和测量相关知识,一、先说尺寸公差，尺寸公差简称公差，是指最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。它是容许尺寸的变动量。尺寸公差是一个没有符号的绝对值。尺寸公差根据加工需要每个尺寸需要给出不同的精度等级，这样在加工的时候就会产生一个尺寸合格范围。在每张图纸上面需要分已标尺寸公差和未标尺寸公差，已经标注的在图形中已经表示出来，未标注的如果有需要请在技术要求里面说明。 二、再说形位公差，以下是其中部分的基础内容： 加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，

2、而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。,形位公差的研究对象是零件的几何要素,它是构成零件几何特征的点,线,面的统称.其分类及含义如下: (1) 理想要素和实际要素 具有几何学意义的要素称为理想要素.零件上实际存在的要素称为实际要素,通常都以测得要素代替实际要素. (2) 被测要素和基准要素 在零件设计图样上给出了形状或(和)位置公差的要素称为被测要素.用来确定被测要素的方向或(和)位置的要素,称为基准要素. (3) 单一要素和关联要素 给出了形状公差的要素称为单一要素.给出了位置公差的要素称为关联要素.,形位公差简介,包括形状公差和位置公差。任何零件都是由点、线、面构成的，这些点、线、

3、面称为要素。机械加工形位公差后零件的实际要素相对于理想要素总有误差，包括形状误差和位置误差。这类误差影响机械产品的功能，设计时应规定相应的公差并按规定的标准符号标注在图样上。20世纪50年代前后，工业化国家就有形位公差标准。国际标准化组织(ISO)于1969年公布形位公差标准,1978年推荐了形位公差检测原理和方法。中国于1980年颁布形状和位置公差标准，其中包括检测规定。,零件的形位公差共14项，其中形状公差6个，位置公差8个，如下表。,形位公差的标注应注意以下问题: (1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从

4、框格右端引出也是这样. (2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内. (3) 被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线.,(4) 当公差带为圆或圆柱体时,在公差数值前需加注符号,其公差值为圆或圆柱体的直径.这种情况在被测要素为轴线时才有.同轴度的公差带总是一圆柱体,所以公差值前总是加上符号;轴线对平面的垂直度,轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带,需在公差值前也加上符号.,(5

5、) 对一些附加要求,常在公差数值后加注相应的符号,如(+)符号说明被测要素只许呈腰鼓形外凸,(-)说明被测要素只许呈鞍形内凹,()说明误差只许按符号的小端方向逐渐减小.如形位公差要求遵守最大实体要求时,则需加符号M.在框格的上,下方可用文字作附加的说明.如对被测要素数量的说明,应写在公差框格的上方;属于解释性说明(包括对测量方法的要求)应写在公差框格的下方.例如:在离轴端300mm处;在a,b范围内等.,?,一、基准基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。1) 单一基准如右图所示（见课件）为由一个平面要素建立的基准。,2) 组合基准(公共基准),3) 基准体系(三基面体系)由三个相互垂直的平

6、面所构成的基准体系，称三基面体系。,直线度,直线度是表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。也就是通常所说的平直程度。 直线度测量是长度计量技术的重要内容之一。 常用的测量方法有直尺法、准直法、重力法和直线法等,直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量。也就是在图样上所给定的，用以限制实际线加工误差所允许的变动范围。,常用直尺、平尺等以光隙法和指示表法(见量规)等进行测量。也可使用直线度测量仪。直线度测量仪是一种利用直尺、以指示表法测量直线度误差的长度测量工具。它以石英平尺的测量面作为已知平面与被测直线比较，通过电学式长度传感器、相应的电子部分和记录仪等把被测截面的轮廓形状记录下

7、来，或打印出直线度误差。,直尺法,重力法 利用液体自动保持水平或重物自动保持铅直的重力现象测量直线度。常用的量仪是水平仪，也有利用液体的水平面作为测量面与被测面比较来测量直线度误差的。,直线法 利用钢丝和激光束等测量直线度。利用钢丝测量车床导轨的直线度误差时，移动溜板，可从安装在溜板上的读数显微镜中读出导轨各点偏离钢丝的数值。利用激光束测量直线度误差时，激光束相当于钢丝，四象限光电传感器和指示表相当于读数显微镜，沿被测导轨移动滑块，若四象限光电传感器中的 4个光电池所接收的光强信号相等，表示导轨直线度好；否则表示存在误差。误差大小可以从指示表中读出。利用激光束测量直线度误差的测量工具称为激光准

8、直仪。,光学准直法 利用光学准直望远系统测量直线度误差。准直望远系统由准直光管和望远镜组成。由光源发出的光经十字分划板1和物镜1后,以平行光射出,再经望远镜中的物镜2后会聚在位于其焦平面上的十字分划板2上，通过目镜读数。如将望远镜和准直光管置于被测表面（例如导轨）上,当移动准直光管时,若其射出的十字线影像与分划板2的十字线重合,则表示直线度好;如有偏离,则表示准直光管的光轴相对望远镜的光轴倾斜了一个角度 。将各个位置的偏离值经过数据处理后即可得到直线度误差。应用光学准直原理测量直线度误差的量仪称为准直望远镜。它的准直光管内还装有同心圆分划板。望远镜内还装有内调焦透镜组和用于读数系统的平行平板玻

9、璃等。利用内调焦透镜组重新调焦可使同心圆分划板上的同心圆刻线成像在分划板 2上。这样，就可以测量两光轴的偏移(也有利用靶镜代替准直光管测量的)。这种准直望远镜也可用于测量大型机器（如汽轮机）上的各支承孔的同轴度误差。 光学自准直法 用自准直仪测量。将被测全长分成若干段,测出各段的倾斜角。通过作图或计算求出直线度.,平面度,平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况。也就是通常所说的平整程度。 平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。 长度计量技术中对平面度误差的测量。平面是由直线组成的，因此直线度测量中直尺法、光

10、学准直法、光学自准直法、重力法等也适用于测量平面度误差。测量平面度时，先测出若干截面的直线度，再把各测点的量值按平面度公差带定义(见形位公差)利用图解法或计算法进行数据处理即可得出平面度误差。也有利用光波干涉法和平板涂色法测量平面误差的。光波干涉法常利用平晶进行，图为测量所得的不同干涉条纹。,圆度,圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况。即通常所说的圆整程度。 圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围。 可用比较检验法，特征参数测量法和坐标测量法等测量。,比较检验法 该方法是把被测圆轮廓直接与标准圆

11、（如标准圆图形、标准半球、标准圆盘和钢珠等）进行比较，以检验被测工件是否合格。比较常用的方法有投影仪法和测微仪比较法等。 投影仪法 当工件较小且边缘较规整时，可用投影仪进行测量。测量时，把工件放在玻璃工作台上。由灯泡发出的照明光经准直透镜后平行照射到工件上；工件的截面圆轮廓经投影物镜和反射镜成像在投影屏上，该影像与事先绘制好的标准同心圆相比较（同心圆间距按工件的圆度公差带选取，并放大K倍圆轮廓像的放大倍数）。当工件的截面圆轮廓像处于两同心圆之间时，表明被测件合格。 测微仪比较法 在测量大型工件的圆度误差时，可采用测微仪比较法。该方法以标准圆盘的外圆表面作为基准圆。测量时，将标准圆盘与被测圆轮廓

12、和标准圆盘的外圆表面相接触。标准圆轮廓和基准圆相对回转轴线的变动量分别由二传感器测头测取，送入带有差值的测微仪；测微仪可求出并显示变动量的差值；差值变化的最大值与最小值之差即为被测工件的圆度误差,圆柱度,圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。 圆柱度是指任一垂直截面最大尺寸与最小尺寸差为圆柱度。圆柱度误差包含了轴剖面和横剖面两个方面的误差。.圆柱度的公差带是两同轴圆柱面间的区域，该两同轴圆柱面间的径向距离即为公差值 。 常见用三次元测试。,线轮廓度,线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。 线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动

13、量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲线加工误差所允许的变动范围。 简单的物体可用三次元测量。,面轮廓度,面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面，保持其理想形状的状况。 用三次元测量可测量比较简单的物体。,面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲面加工误差的变动范围。,轮廓度都必须先有理论值。 如果有了理论值，根据要求产生测量点，可直接评价。 轮廓度就是实际测量点 和元素理论值的比较。,平行度,平行度是表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。也就是通常所说的保持平行的程度。 平行度公差是：被测要素的实际方向，与基准相平行的理想方

14、向之间所允许的最大变动量。也就是图样上所给出的，用以限制被测实际要素偏离平行方向所允许的变动范围。,二、定向公差与公差带定向公差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度三项。根据要素的几何特征及功能要求，定向公差中被测要素相对基准要素为线对线或线对面时，可分为给定一个方向，给定相互垂直的两个方向和任意方向上的三种。,1.平行度 1）“面对面”的平行度,0.05,一个方向 相互垂直的两面三刀个方向 任意方向,2）“线对线”的平行度 （1）一个方向（2）相互垂直的两个方向（2）任意方向 注：以下图（见课件）说明三种情况公差带的形状、大小，并说明公差带方向、位

15、置是浮动的。,0.1,0.02,0.01,D,A,A,0.1,A,将被测零件放置在平板上在整个被测表面上按规定测量线进行测量 取指示器的最大与最小度数之差作为该零件的平行度误差. 取各条测量线上任意给定1长度内指示器的最大与最小读数之差,作为该零件的平行度误差. 常见如工显，三次元都可测量。,垂直度,垂直度是表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90夹角状况。也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。 垂直度公差是：被测要素的实际方向，对于基准相垂直的理想方向之间，所允许的最大变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际要素偏离垂直方向，所允许的最大变动范围。 可用三次元测量。,2. 垂

16、直度当两个要素互相垂直时，用垂直度公差控制被测要素对基准的方向性误差。注：垂直度公差的分析方法与平行度公差相类似，用下面例子简单讲解。,倾斜度,倾斜度是表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。 倾斜度公差是：被测要素的实际方向，对于基准成任意给定角度的理想方向之间所允许的最大变动量。 可以用万能角度尺，倾斜度都有基准面，如果难以够到可以用一些介体，要是测孔可以把孔内插上相应的棒再测，精确的就是用投影和三坐标测量.,3. 倾斜度注：用下面例子简单讲解。1）“面对线”倾斜度2）“线对面”倾斜度（任意方向）注：以下图（见课件）说明其公差带的形状、大小，并说明公差带方向、位置是浮动的。,定

17、向公差具有如下特点： 1) 定向公差带相对基准有确定的方向，而其位置往往是浮动的。 2) 定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。 如平面的平行度公差，可以控制该平面的平面度和直线度误差；轴线的垂直度公差可以控制该轴线的直线度误差。因此在保证功能要求的前提下，规定了定向公差的要素，一般不再规定形状公差，只有需要对该要素的形状有进一步要求时，则可同时给出形状公差，但其公差数值应小于定向公差值。,三、定位公差与公差带 定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。它包括同轴度、对称度和位置度三项。,对称度,对称度是表示零件上两对称中心要素保持在同一中心平面内的状态。 测量时要先可找

18、到对称点/线才可测量。,对称度对称度公差是：实际要素的对称中心面(或中心线、轴线)对理想对称平面所允许的变动量。该理想对称平面是指与基准对称平面(或中心线、轴线)共同的理想平面。,同轴度（同心度）,同轴度是表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况。也就是通常所说的共轴程度。 用工显可测。,同轴度 同轴度公差是：被测实际轴线相对于基准轴线所允许的变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际轴线偏离由基准轴线所确定的理想位置所允许的变动范围。,位置度,位置度是表示零件上的点、线、面等要素，相对其理想位置的准确状况。 位置度公差是：被测要素的实际位置相对于理想位置所允许的最大变动量。

19、 位置度包括点的位置度、线的位置度和面的位置度。点的位置度:如公差带前加S，公差带是直径为公差值t的球内的区域，球公差带的中心点的位置由理论正确尺寸确定。 线的位置度：如公差带前加，公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域，公差带的轴线的位置由理论正确尺寸确定。,3位置度位置度用于控制被测要素(点、线、面)对基准要素的位置误差。根据零件的功能要求，位置度公差可分为给定一个方向、给定相互垂直的两个方向和任意方向三种。后者用得最多。位置度常用于控制具有孔组零件的各孔轴线的位置度误差。1）线的位置度,2）面的位置度,三次元测量。位置度的意思是标准圆心与测出的圆心的圆心距乘2,包括X,Y座标和角度偏移。

20、 用投影机也可以测得出来先按照公差要求画出该尺寸的最大偏差和最小偏差.作为标准图.然后把产品放在投影机上进行投影,再用之前的标准图进行比对.即可测出其位。,定位公差带的特点如下： 1) 定位公差相对于基准具有确定位置。其中，位置度公差带的位置由理论正确尺寸确定，同轴度和对称度的理论正确尺寸为零，图上可省略不注。 2) 定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。如平面的位置度公差，可以控制该平面的平面度误差和相对于基准的方向误差；同轴度公差可以控制被测轴线的直线度误差和相对于基准轴线的平行度误差。（注：可设置课堂问题） 在满足使用要求的前提下，对被测要素给出定位公差后，通常对该要素不

21、再给出定向公差和形状公差。如果需要对方向和形状有进一步要求时，则可另行给出定向或形状公差，但其数值应小于定位公差值。,圆跳动,圆跳动是表示零件上的回转表面在限定的测量面内，相对于基准轴线保持固定位置的状况。 圆跳动分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动 。,圆跳动公差是：被测实际要素绕基准轴线，无轴向移动地旋转一整圈时，在限定的测量范围内，所允许的最大变动量。,（1） 径向圆跳动 公差带定义： 公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。 圆柱面绕基准轴线作无轴向移动回转时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.05mm。 （2） 端面圆跳动 公差带定义：公差带是在与基准轴线同轴的任一半径位置的测量圆柱面上沿母线方向距离