
新第四章:形状和位置精度设计.pptx
95页第四章 几何精度设计第一 节 概述第二 节 形状公差及标注形状公差及标注第三节第三节 方向、位置、跳动误差与方向、位置、跳动公差方向、位置、跳动误差与方向、位置、跳动公差第四节 公差原则第五节 几何精度的设计第六节 几何误差的检测原则第一节 概 述一、几何公差标准二、几何公差的研究对象三、几何公差的特征项目及其符号 四、几何公差的标注方法五、形位公差带一、几何公差标准• GB/T 1182 — 2008《 产品几何技术规范( GPS)几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注 》 ;• GB/T 1184 — 1996《 形状和位置公差 未注公差值》 ;• GB/T 4249 — 2009《 产品几何技术规范( GPS)公差原则 》 ;• GB/T 16671— 2009《 产品几何技术规范( GPS)几何公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》 ;• GB/T 1958—2004《 产品几何技术规范( GPS)形状和位置公差 检测规定 》 等二、几何公差的研究对象研究对象是零件的 几何要素 (简称为 “ 要素 ” ), 构成零件几何特征的点、 线、面 称 几何要素 。
几何要素分类 :几何要素的分类:按存在状态分 理想要素和实际要素 按结构特征 分中心要素和轮廓要素按所处地位分 基准要素和被测要素 按功能关系分 单一要素和关联要素图 4- 1 零件的几何要素三、几何公差的特征项目及其符号GB/T1182-1996规定了 14种形状和公差的特征项目各形位公差项目的名称及其符号见表 4- 1表 4- 1 形位公差项目及其符号四、 几何公差的标注方法图 4- 2公差框格及基准代号1- 指引箭头 2- 项目符号 3- 几何公差值及有关符号 代表基准的字母(包括基准代号方框内的字母)用大写英文字母(为不引起误解,其中 E、 I、J、 M、 Q、 O、 P、 L、 R、 F一般不用)表示若几何公差值的数字前加注有 φ或 Sφ,则表示其公差带为圆形、圆柱形或球形如果要求在几何公差带内进一步限定被测要素的形状,则应在公差值后或框格上、下加注相应的符号表 4- 2对被测要素形状要求的符号几何公差的标注①数量说明在形位公差框格的上方②解释 性要求在形位公差框格的下方③可将一个框格放在另一个框格的下方 ④可 绘制多个指示箭头并分别与各被测要素相连图 4-3 几何公差的标注1.被测要素的标注指引线一般与框格一端的中部相连 ,如图 4-2所示, 也可以与框格任意位置水平或垂直相连图 4- 2公差框格及基准代号( 2)当 被测要素为轮廓要素(轮廓线或轮廓面)时,指示箭头应直接指向被测要素或其延长线上,并与尺寸线明显 错开。
图 4-4 被测要素是轮廓(组成)要素时的标注( 3)当 被测要素为中心要素(中心点、中心线、中心面等)时,指示箭头应与被测要素相应的轮廓要素的尺寸线 对齐图 4-5 被测要素是中心(导出)要素时的标注( 4)任意局部范围内的公差要求 ,局部范围的尺寸标注在形位公差值后面,并用斜线隔开图 4-6 被测要素任意范围内几何公差要求的标注( 5)为 视图上的整个轮廓线(面)时,指引线的转折处加注全周符号 形位公差框格下方标明节径PD、大径 MD或小径 LD 图 4-7 被测要素的其他标注2.基准要素的标注位置公差必须注明基准轮廓要素作为基准,基准符号应靠近基准要素的轮廓线或其延长线,且与轮廓的尺寸线明显错开;当以中心要素为基准时,基准连线应与相应的轮廓要素的尺寸线对齐图 4-8 基准要素的标注3.几何公差带几何 公差带是用来限制被测实际要素变动的区域 几何公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征所 决定 几何公差带的大小由公差值 t确定,指的是公差带的宽度或直径等图 4-9 几何公差带的形状第二节 形状公差与形状误差一 、形状公差与公差带二 、轮廓度公差与 公差带三、形状误差及其评定一、形状公差与公差带形状公差 是指 单一实际要素的形状所允许的 变动量 。
形状公差 是限制实际被测要素形 状变动的一个区域 表 4-3 直线度直线度公差带形状有 两平行直线、两平行平面和圆柱体 三种表 4-3 平面度平面度公差带形状是 两平行平面表 4-3 圆度圆度公差带形状是 两同心圆 (不注 “ Ф”)表 4-3 圆柱度圆柱度公差带形状是 两同轴圆柱面 (不注 “ Ф”) 形状公差带(有基准的线、面轮廓度除外)的 特点 是其方向和位置可随被测实际要素的变化而变化 (是浮动的) 二、轮廓度公差与公差带轮廓度公差特征有线轮廓度和面轮廓度,均可有基准或无基准① 无基准要求时为 形状公差② 有基准要求时为位置公差表 4-4 线轮廓度线轮廓度公差带形状是 两等距曲线表 4-4 面轮廓度面轮廓度公差带形状是 两等距曲面三、形状误差及其评定1.形状误差的评定准则 — 最小条件形状误差是被测实际要素的形状对其理想要素的变动量必须明确理想要素的位置 1.形状误差的评定准则:最小条件 最小条件指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小2.形状误差的评定方法 — 最小区域法最小包容区域 :指包容被测实际要素时,具有最小宽度f或直径 φf 的包容区域。
3) 直线准则1) 三角形准则 2) 交叉准则4) 相间准则图 4-10 最小条件和最小区域例 4-1 用合像水平仪测量一窄长平面的直线度误差,仪器的分度值为 0.01mm/m,选用的桥板节L=165mm,测量记录数据如下表所示,要求用作图法求被测平面的直线度误差 表 4-5 测量读数值( 1)用两端点的连线法评定误差值( 2)用 最小包容区域法 评定误差值图 4-11 直线度误差的评定例 4-2 用打表法测量一块 350mm×350mm的平板,得各测点的读数值,用最小包容区域法求平面度误差值第三节 方向、位置、跳动误差与方向、位置、跳动公差一、 方向公差与公差带二、 位置公差与公差带三、 跳动公差与公差带四、 方向、位置和跳动误差及其评定一、 方向公差与公差带定向公差是关联实际要素对基准 在方向上允许的变动全量定向公差有平行度、垂直度和倾斜度三项平行度表 4-6 方向公差带定义、标注示例和解释平行度垂直度倾斜度 定向公差带形状有两平行直线,两平行面和圆柱体三种它们 与基准的方向是固定的 平行度、垂直度公差带与基准的 理论正确角度分别为 0° 和 90 ° 。
它们是 倾斜度的两个特例二、 位置公差与公差带定位公差是 关联 实际要素对基准 在位置上所允许的变动全量同轴度公差带形状为 圆柱体 (注 “ Ф”)同轴度表 4-7 位置公差带定义、标注示例和解释同心度同轴度公差带形状为 圆形区域 (注 “ ACS”)对称度公差带形状大多为 两平行平面对称度点的位置度公差带形状为 球(注 “ S Ф ” )点的位置度线的位置度公差带形状大多为 圆柱体线的位置度面的位置度面的位置度公差带形状为 两平行平面 定位公差带与基准的 位置是固定的 ,同轴度与对称度的 理论正确尺寸为 0(共线和共面), 是位置度的 两个特例三、 跳动公差与公差带跳动公差是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的 最大跳动量径向圆跳动公差带 形状为两同心圆,位置:与基准同心表 4-8 跳动公差带定义、标注示例和解释轴向圆跳动公差带为一段圆柱面的长度,位置与基准同轴斜向圆跳动 公差带为一段圆锥面的长度,位置与基准同轴径向全跳动 公差带为两同轴圆柱面间的区域,位置与基准同轴轴向全跳动 公差带为两平行平面间的区域,位置与基准垂直· 跳动公差带是 为检测方便 而定的,被测要素为 轮廓要素。
· 公差带的中心与基准重合· 公差带均为宽度值 (不能注 “ Ф ” ) 根据形位公差带的四个要素可知: 仅端面对轴线的垂直度与端面全跳动公差带完全相同 四、 方向、位置和跳动误差及其评定方向、位置和跳动误差为 关联实际要素对理想要素的变动量用定向或定位最小包容区域的宽度和直径表示 定向或定位最小包容区域的形状与对应的位置公差带完全相同,但位置须与基准保持图样上给定的几何关系图 4-12 方向和位置最小包容区域第四节 公差原则一、有关术语定义二、 独立原则三、相关要求 一、 有关术语定义1.作用尺寸分单一要素作用尺寸(作用尺寸)和关联要素作用尺寸(关联作用尺寸) ⑴ 关联要素体外作用尺寸 (Dfe、 dfe)-----在被测要素给定长度上,与实际 内 表面(孔)体 外 相接的最 大 理想面的直径或宽度,或与实际 外 表面(轴)体 外 相接的最 小 理想面的直径或宽度 该理想面的轴线或中心平面必须与基准保持图样上给定的几何关系 ⑵ 关联要素体内作用尺寸( 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。
该理想面的轴线或中心平面必须与基准保持图样上给定的几何关系图 4-13 体外作用尺寸与体内作用尺寸图 4-14 关联作用尺寸2.最大实体边界 (MMB) 尺寸为最大实体尺寸的边界 由设计给定的具有理想形状的极限包容面称为边界 边界尺寸为极限包容面的直径或距离3.最大实体实效尺寸、最大实体实效状态和最大实体实效边界⑴ 最大实体实效尺寸( MMVS) 尺寸要素的最大实体尺寸与其导出要素的几何公差共同作用产生的尺寸⑵ 最大实体实效状态( MMVC) 拟合要素的尺寸为其最大实体实效尺寸时的状态⑶ 最大实体实效边界( MMVB) 尺寸为最大实体实效 尺寸的边界,如图 4-15所示图 4-15 最大实体实效尺寸及边界4. 最小实体实效尺寸、最小实体实效状态和最小实体实效边界⑴ 最小实体实效尺寸( LMVS) 尺寸要素的最小实体尺寸与其导出要素的几何公差共同作用产生的尺寸对内表面用 DLV 表示;对外表面用 dlv 表示;关联最小实体实效尺寸用 DLV’ 或 dlv ’ 表示⑵ 最小实体实效状态( LMVC) 拟合要素的尺寸为其最小实体实效尺寸时的状态⑶ 最小实体实效边界( LMVB) 尺寸为最小实体实效尺寸的边界。
图 4-16 最小实体实效尺寸及边界二、 独立原则图 4-17 独立原则应用示例给定的各个尺寸和形状、位置要求 都是独立的 ,应该 分别满足各自的要求 三、相关要求图样上给定的尺寸公差与形位公差相互有关的设计要求1.包容要求 ER(只适用于单一要素 )被测实际要素 处处不得超越最大实体边界 的一种要求内表面(孔): Dfe ≥ DM = Dmin且 Da ≤ DL= Dmax外表面(轴): dfe ≤ dM= dmax 且 da ≥ dL = dmindfe ≤ dM = dmax =φ20mm ,且 da ≥ dM = dmin =φ19.97mm图 4-18 包容要求应用示例 包容要求是将尺寸误差和形位误差 同时控制 在尺寸公差范围内,用于必须 保证配合性质 的要素 2.最大实体要求 (MMR)是指尺寸要素的非理想要素不得超越其最大实体实效。












