4几何公差与检测.

第四章几何公差与检测几何公差与检测第四章第一节基本概念第二节形状公差第四节跳动公差第五节公差原则第六节几何公差的选择第七节形位误差的检测第三节方向、位置公差第一节基本概念几何公差与检测第四章零件在加工过程中，零件的几何要素不可避免地会产生形状误差和位置误差(简称形位误差)。它们对产品的寿命和使用性能有很大的影响。如具有形状误差(如圆度误差)的轴和孔的配合，会因间隙不均匀而影响配合性能，并造成局部磨损使寿命降低。为了保证零件的互换性和使用要求，有必要对零件规定几何公差，用以限制形位误差。基本概念形位公差：是实际形状和位置对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量，包括形状公差和位置公差。我国根据国际标准ISO1101制订了有关几何公差的新国家标准。①GB/T1182-2008《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》；②GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差值》；③GB/T16671-2009《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》；④GB/T1958-2004《产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定》；⑤GB/T4249-2009《公差原则》。作为贯彻上述标准的技术保证还发布了圆度、直线度、平面度检验标准以及位置量规标准等。基本概念形位公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线(直线、圆或其它曲线)、面(平面、圆柱面、圆锥面、球面或其它曲面)。构成零件几何特征的点、线、面统称要素。在研究形状公差时，涉及的对象有线和面两类要素；在研究方向、位置公差时，涉及的对象有点、线和面三类要素。几何公差是研究这些要素在形状及其相互间方向或位置方面的精度问题。形状公差是以要素本身的形状为研究对象，而方向、位置公差则是研究要素之间某种确定的方向或位置关系。要素及其分类基本概念一、要素及其分类基本概念要素及其分类几何要素可从不同角度来分类：1．按结构特征分类(1)组成要素(轮廓要素)构成零件外形为人们直接感觉到的点、线、面。图中的球面、圆锥面、圆柱面、平面以及各表面的交线。基本概念要素及其分类(2)导出要素(中心要素)一个或几个组成要素形成的中心要素。特点是它不能为人们直接感觉到，而是通过相应的组成要素才能体现出来。图中球面的球心、圆锥面和圆柱面的轴线、槽的对称中心平面。基本概念要素及其分类2．按存在状态分类(1)实际要素由接近实际要素所限定的工件实际表面的组成要素部分，这些要素不同程度上存在误差。(2)公称要素(理想要素)公称要素是按设计要求确定的理论正确要素。它是具有几何意义的要素，它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。公称要素是作为评定实际要素的依据，在生产中是不可能得到的。公称要素又分为：公称组成要素和公称导出要素。基本概念要素及其分类基本概念要素及其分类3．按检测地位分(1)被测要素图样中给出了几何公差要求的要素，是测量的对象。(2)基准要素用来确定被测要素方向和位置的要素。基准要素在图样上都标有基准符号或基准代号。基本概念要素及其分类4．按对工件替代方式分类(1)提取要素是按规定方法由实际要素提取有限数目的点所组成的实际要素的近似替代。提取要素又分为：提取组成要素和提取导出要素。(2)拟合要素是按规定方法由提取要素形成的并具有理想形状的要素。拟合要素又分为：拟合组成要素和拟合导出要素。基本概念要素及其分类国家标准将几何公差共分为19个项目。其中形状公差为6个项目，方向公差为5个项目，位置公差为6个项目，跳动公差为2个项目。几何公差的每一项目都规定了专门的符号。形位公差及其分类基本概念二、几何公差及其分类基本概念形位公差及其分类形状公差是限制被测要素实际形状的变动范围，其公差带的位置可以随着被测要素在尺寸公差范围内浮动。方向公差是限定被测要素相对于基准在方向上的变动，其公差带的位置也是浮动的，浮动范围与被测要素相对于基准的尺寸公差有关。位置公差是控制被测要素位置的变动，是相对于基准和理论正确尺寸的理想位置的变化(其中包含方向)，其公差带的位置是固定的。几何公差带包括公差带形状、大小、方向和位置四个因素。基本概念形位公差及其分类公差带的大小用公差带的宽度或直径来表示，以设计者给定的公差带来决定，而公差带的形状、方向和位置则随几何公差项目特征和要求而定。几何公差带的主要形状有以下9种：基本概念形位公差及其分类圆内的区域两同心圆之间的区域两同轴圆柱面之间的区域两等距离线之间的区域两平行直线之间的区域圆柱面内的区域两等距曲面之间的区域两平行平面之间的区域球面的区域在位置公差中，基准是指基准要素，被测要素的方向或(和)位置由基准确定的。但基准实际要素也有形状误差，因此，由基准实际要素建立基准时，应以该基准实际要素的拟合要素为基准。基本概念基准要素及其分类三、基准要素及其分类基准的种类(1)单一基准由一个要素建立的基准称为单一基准。如一个平面、中心线或轴线等。如图中φ50h7圆柱面的轴线。(2)组合基准由两个或两个以上的要素建立的一个独立基准称为组合基准(公共基准)。如图中同轴度的要求，由两段轴线A、B建立起公共基准A—B。基本概念基准要素及其分类(3)三基面体系以3个互相垂直的平面构成1个基准体系——三基面体系。在三基面体系里，基准平面按功能要求有顺序之分，最主要的为第一基准平面，依次为第二和第三基准平面。如图中孔中心线位置度的要求，由三个平面A、B、C建立起三基面体系。基本概念基准要素及其分类确定被测要素的理想形状、理想方向、理想位置的尺寸，不附带公差，称为理论正确尺寸。为区别于未注公差尺寸，用带方框的尺寸表示。用到理论正确尺寸的几何公差有位置度、轮廓度和倾斜度，零件实际尺寸仅是由在公差框格中的位置度、轮廓度或倾斜度公差来限定。基本概念四、理论正确尺寸理论正确尺寸基本概念理论正确尺寸根据GB/T1182-2008规定，几何公差要求在矩形方框中给出，称为框格标注。该方框由二格或多格组成，框格中的内容从左到右按顺序填写，框格内容包括：公差特征符号、公差值、基准及指引线等组成。基本概念形位公差的标注五、几何公差的标注1．公差框格1)公差特征符号根据零件的工作性能要求，由设计者从表4.1中选定。2)公差值用线性值，以mm为单位表示。如果公差带是圆形或圆柱形的，则在公差值前面加注φ；如果是球形的，则在公差值前面加注Sφ。基本概念形位公差的标注3)基准相对于被测要素的基准，由基准字母表示。为不致引起误解，字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不采用。(1)基准符号在公差框格中的标注基本概念形位公差的标注①单一基准要素用大写字母表示，如图b所示。②由两个要素组成的公共基准，用由横线隔开的两个大写字母表示，如图c所示。③由两个或两个以上要素组成的基准体系，如多基准组合，表示基准的大写字母应按基准的优先次序从左至右分别置于各格中，如图d所示。基本概念形位公差的标注3)基准相对于被测要素的基准，由基准字母表示。为不致引起误解，字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不采用。(1)基准符号在公差框格中的标注(2)基准符号在基准要素和图样上的标注①与被测要素相关的基准用一个大写字母表示，字母水平标注在基准方格内，与一个涂黑的或空白的三角形相连以表示基准(见图8)，表示基准的字母还应标注在公差框格内。涂黑的和空白的基准三角形含义相同。基本概念形位公差的标注原标准基准代号的组成：A基准字母连线圆圈基准符号新标准基准符号的组成：A基准字母连线方框基准三角形A基准字母连线方框基准三角形新标准基准符号的组成：②当基准要素是轮廓线或表面时，在要素的外轮廓上或在它的延长线上(但应与尺寸线明显的错开)标注基准符号。基本概念形位公差的标注基准符号还可置于用圆点指向实际表面的参考线上。③当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，则基准符号中的线与尺寸线一致，如图a、图b和图c所示。如果尺寸线处安排不下两个箭头，则另一箭头可用短横线代替，如图b和图c所示。基本概念形位公差的标注4)指引线指引线用细实线表示。指引线一端与公差框格相连，可从框格左端或右端引出，指引线引出时必须垂直于公差框格，另一端带有箭头。公差带的宽度方向就是指引线给定的方向，如图a、图b所示。或者指引线垂直于被测要素，如图c所示。对于圆度，公差带的宽度是形成两同心圆的半径方向，如图d所示。基本概念形位公差的标注4)指引线指引线用细实线表示。指引线一端与公差框格相连，可从框格左端或右端引出，指引线引出时必须垂直于公差框格，另一端带有箭头。公差带的宽度方向就是指引线给定的方向，如图a、图b所示。或者指引线垂直于被测要素，如图c所示。对于圆度，公差带的宽度是形成两同心圆的半径方向，如图d所示。基本概念形位公差的标注2．公差框格在图样上的标注用带箭头的指引线将框格与被测要素相连，按以下方法标注。1)当公差涉及轮廓线或表面时，将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线，但必须与尺寸线明显地分开。基本概念形位公差的标注2)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。3)当公差涉及轴线、中心平面或带尺寸要素确定的点时，则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合。基本概念形位公差的标注4)当对同一要素有一个以上的公差特征项目要求时，为方便起见可将一个框格放在另一个框格的下方。5)当一个以上的要素作为被测要素。如6个要素，应在框格上方标明，如“6×”、“6槽”。基本概念形位公差的标注6)对几个表面有同一数值的公差带要求，其表示方法如图所示。7)理论正确尺寸的标注。对于理论正确尺寸的标注，如图所示。基本概念形位公差的标注第二节形状公差带几何公差与检测第四章公差带的大小用公差带的宽度或直径来表示，以设计者给定的公差带来决定，而公差带的形状、方向和位置则随几何公差项目特征和要求而定。几何公差带的主要形状有以下9种：几何公差几何公差带形状圆内的区域两同心圆之间的区域两同轴圆柱面之间的区域两等距离线之间的区域两平行直线之间的区域圆柱面内的区域两等距曲面之间的区域两平行平面之间的区域球面的区域形状公差是单一实际要素的形状允许的最大变动量，形状公差带是单一实际被测要素允许变动的区域。形状公差有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等6个项目。形状公差二、形状公差形状公差1．直线度直线度是限制提取(实际)直线相对拟合直线的变动量，用于控制平面内或空间直线的形状误差。根据零件的功能要求不同，其公差带有3种形状。1)在给定平面内2)在给定方向上3)在任意方向上公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。形状公差形状公差1．直线度直线度是限制提取(实际)直线相对拟合直线的变动量，用于控制平面内或空间直线的形状误差。根据零件的功能要求不同，其公差带有3种形状。1)在给定平面内2)在给定方向上3)在任意方向上公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。形状公差形状公差1．直线度直线度是限制提取(实际)直线相对拟合直线的变动量，用于控制平面内或空间直线的形状误差。根据零件的功能要求不同，其公差带有3种形状。1)在给定平面内2)在给定方向上3)在任意方向上公差带是直径为t的圆柱面内的区域。在公差值前加注φ。形状公差形状公差2．平面度平面度是限制提取平面相对拟合平面的变动量。公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。形状公差形状公差3．圆度圆度是在任意给定的横截面内，提取(实际)圆周对其拟合圆的变动量。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。形状公差形状公差4．圆柱度圆柱度是限制提取圆柱面相对其拟合圆柱面的变动量。公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。形状公差形状公差5．线轮廓度线轮廓度是限制实际曲线对其理想曲线的变动量，用于控制平面曲线或曲面上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的圆的两包络线之间的区域。诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状曲线上。图a为无基准要求的线轮廓公差，图b为有基