互换性与测量技术 尺寸精度设计(1)

1,机械精度设计基础,第3章 形状和位置公差,基本概念,公差原则与公差要求,形位公差及其公差带,形位公差的选用,2,机械精度设计基础,一、形位公差的研究对象及其分类,§3-1 基本概念,1、形位公差的研究对象,构成零件几何特征的点、线、面等要素,3,机械精度设计基础,2、几何要素的分类,4,机械精度设计基础,二、形位公差项目及其符号,5,机械精度设计基础,三、形位公差的意义与特征,形位公差是指实际被测要素的允许变动量,形状公差是指单一要素的形状所允许的变动量,位置公差是指关联要素的位置对基准所允许的变动量,形位公差带具有形状、大小、位置、方向,6,机械精度设计基础,§3-2 形位公差及其公差带,一、形状公差及其公差带,形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度,特点：,不涉及基准 公差带位置不确定 构成公差带几何图形的理想要素均不涉及尺寸,7,机械精度设计基础,1、直线度,定义： 单一实际直线允许的变动全量。,功能： 制平面内或空间直线和轴线的形状误差。,应用： 三种情况 在给定平面内的直线度 在给定方向内的直线度 任意方向上的直线度,8,机械精度设计基础,在给定平面内的直线度,公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。,如图所示，圆柱表面上任一素线必须位于轴向平面内，且距离为公差值0.02mm的两平行直线之间。,9,机械精度设计基础,在给定方向的直线度,一个方向： 公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域,如图一个方向，棱线必须位于箭头所指方向距离为公差值0.02mm的两平行平面内。,10,机械精度设计基础,如图是两个方向的示例，棱线必须位于水平方向距离为公差值0.02mm，垂直方向距离为公差值0.1mm的两对平行平面之内。,互相垂直两方向： 公差带是距离分别为公差值t1和t2的两平行平面间的区域。,在给定方向的直线度,11,机械精度设计基础,任意方向上的直线度,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域,如图所示，ød圆柱体的轴线必须位于直径为公差值0.04mm的圆柱体内，标准规定，形位公差值前加注“ø”，表示其公差带为一圆柱体。,12,机械精度设计基础,2、平面度,定义：单一实际平面所允许的变动量,功能：用于控制平面的形状误差,公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域,如图所示，表面必须位于距离为公差值0.1mm的两平行平面内。,13,机械精度设计基础,3、圆度,定义：单一实际圆所允许的变动量,功能：控制实际圆在回转轴径向截面(垂直于轴线)内的形状误差,公差带是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域,在垂直于轴线的任一正截面上，实际轮廓线必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆内。,14,机械精度设计基础,4、圆柱度,定义：单一实际圆柱所允许的变动全量,公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域,功能：控制圆柱表面形状误差,实际圆柱表面必须位于半径差为公差值0.05mm的两同轴圆柱面之间。,15,机械精度设计基础,1、线轮廓度,定义：实际轮廓线所允许的变动全量,二、轮廓度公差与公差带,功能：控制平面曲线或曲面截面轮廓的形状误差,公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络曲线之间的区域，诸圆圆心位于理想轮廓曲线上。,16,机械精度设计基础,2、面轮廓度,定义：实际轮廓曲面所允许的变动全量,功能：控制实际曲面的形状误差,公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸圆圆心位于理想轮廓面上。,17,机械精度设计基础,3、线轮廓度和面轮廓度特点,两种情况：无基准要求的和有基准要求的。故其公差带有大小和形状要求外，位置可能固定，也可能浮动。,无基准要求时，理想轮廓线（面）用尺寸并加注公差来控制，理想轮廓线（面）的位置是不定的（形状公差）。,有基准要求的理想轮廓线（面）用理论正确尺寸并加注基准来控制，理想轮廓线（面）的位置是唯一的，不能移动。（位置公差）,18,机械精度设计基础,三、基准,用于确定空间几何要素位置方位的点、线、面，是具有正确形状的理想要素。,基准是由实际要素建立，是加工出来的。,19,机械精度设计基础,四、位置公差及其公差带,关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量,位置公差,20,机械精度设计基础,定向公差：,关联被测要素对基准要素在规定方向上允许的变动量。,特点：定向公差相对于基准有确定的方向，公差带的位置可以浮动；,功能：定向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。,21,机械精度设计基础,1、平行度,定义： 指关联实际要素对具有确定方向的理想要素所允许的变动全量；,功能： 控制被测要素对基准在方向上的变动； 理想要素的方向由基准及理论正确角度确定，理论正确角度为0°。,应用：,四种情况,面对面、面对线、 线对面、线对线,22,机械精度设计基础,面对面平行度公差,以平面为基准且被测要素为平面,公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。,23,机械精度设计基础,线对面平行度公差,以平面为基准且被测要素为轴线,平行度公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。,24,机械精度设计基础,面对线平行度公差,以轴线为基准且被测要素为平面,平行度公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面的两平行平面之间的区域。,25,机械精度设计基础,线对线：给定一个方向,以轴线为基准且被测要素为轴线 公差带是距离为公差值t，平行于基准轴线且垂直于给定方向的两平行平面之间的区域。,26,机械精度设计基础,线对线：给定两个方向,当给定互相垂直的两个方向时，平行度公差带是距离分别为公差值t1和t2，平行于基准轴线，且各自垂直于给定方向的两平行平面所形成的四棱柱内的区域。,ød孔轴线必须位于公差值为0.1mm和0.2mm且平行于基准轴线的两对平行平面内。,27,机械精度设计基础,线对线：给定任意方向,当给定任意方向时，平行度公差带是直径为公差值t且轴线平行于基准轴线的圆柱面内的区域。,d孔轴线必须位于直径公差值0.1mm，且平行于基准轴线的圆柱面内。,28,机械精度设计基础,2、垂直度,定义： 指关联实际要素对具有确定方向的理想要素所允许的变动全量；,功能： 控制被测要素对基准在方向上的变动； 理想要素的方向由基准及理论正确角度确定，理论正确角度为90°。,四种情况,面对面、面对线、 线对面、线对线,应用：,29,机械精度设计基础,垂直度公差,30,机械精度设计基础,垂直度公差,31,机械精度设计基础,3、倾斜度,定义： 指关联实际要素对具有确定方向的理想要素所允许的变动全量；,功能： 控制被测要素对基准在方向上的变动；,应用： 四种情况 面对面、面对线、线对面、线对线,32,机械精度设计基础,线对线,线对面 （两个基准）,33,机械精度设计基础,定位公差,关联实际要素对基准在位置上所允许的变动量,定位公差带具有确定的位置，相对于基准的尺寸为理论正确尺寸； 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。,位置度、同轴度和对称度,34,机械精度设计基础,1、同轴度,同轴度用于控制被测要素对基准轴线的同轴度变动。,同轴度公差带是直径为公差值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。,d孔轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且与基准轴线同轴的圆柱面内。,35,机械精度设计基础,2、对称度,对称度用于控制被测要素中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共面（或共线）性误差。,槽的实际中心面必须位于距离为公差值0.1，且相对基准的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域。,36,机械精度设计基础,3、位置度,位置度用于控制被测要素（点、线、面）对基准的位置误差。,点的位置度,三种形式：点、线、面的位置度， 线的位置度分：给定一个方向、给定两个垂直方向、任意方向,37,机械精度设计基础,线的 位置度,面的 位置度,38,机械精度设计基础,四、跳动公差与公差带,是关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量。,跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置；可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。,跳动公差包括圆跳动公差和全跳动公差。,圆跳动 全跳动 1.径向圆跳动 2.端面圆跳动 1.径向全跳动 3.斜向圆跳动 2.端面全跳动,39,机械精度设计基础,圆跳动-径向圆跳动,径向圆跳动 公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两同心圆。,d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不得大于公差值0.05mm。,40,机械精度设计基础,端面(轴向)圆跳动,端面圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任一直径的测量圆柱面上，沿母线方向宽度为公差值t的圆柱面区域。,零件绕基准轴线作无轴向移动回转时，左端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。,41,机械精度设计基础,斜向圆跳动,斜向圆跳动公差带是在与基准主轴线同轴的任一测量圆锥面上，沿母线方向宽度为公差值t的圆锥面区域,除特殊规定外，其测量方向是被测面的法线方向。,42,机械精度设计基础,全跳动,全跳动：径向、轴向（端面）,径向：当理想回转面是以基准轴线为轴线的圆柱面时 轴向（端面）：当理想回转面是与基准轴线垂直平面时,43,机械精度设计基础,径向全跳动,径向全跳动的公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域,d圆柱面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作平行于基准轴线的直线移动，在整个测量过程中，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。,径向全跳动是被测圆柱面的圆柱度误差和同轴度误差的综合反映。,44,机械精度设计基础,端面全跳动,端面全跳动的公差带是距离为公差值t，且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。,端面绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时，指示表作垂直于基准轴线的直线移动，在整个测量过程，指示表的最大读数差不得大于公差值0.05mm。,