2-1形位公差和表面粗糙度

识读尺寸公差及配合标注基本尺寸基本偏差上偏差下偏差标准公差最大极限尺寸最小极限尺寸极限偏差零件图尺寸公差标注装配图尺寸公差及配合标注基准制配合类型极限盈隙基孔制基轴制间隙配合过盈配合过渡配合最大间隙或过盈最小间隙或过盈配合公差复习1、熟记14个形位公差特征项目的名称、符号、标注方法。2、掌握表面粗糙度标注方法。目的要求形位公差和表面粗糙度零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差。3.1概述形位公差图3-1车削形成的形状误差图3-2钻削形成的位置误差3.1概述形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联结强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。例如，圆柱表面的形状误差，在间隙配合中会使间隙大小分布不均，造成局部磨损加快，从而降低零件的使用寿命；平面的形状误差，会减少配合零件的实际接触面积，增大单位面积压力，从而增加变形。再如，轴承盖上螺钉孔的位置不正确（属位置误差），会使螺钉装配不上；在齿轮传动中，两轴承孔的轴线平行度误差（也属位置误差）过大，会降低轮齿的接触精度，影响使用寿命。3.1概述形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。如图3-3所示的零件，可以分解成球面、球心、中心线、圆锥面、端平面、圆柱面、圆锥顶点(锥顶)、素线、轴线等要素。3.1.1零件的几何要素及分类图3-3几何要素3.1.1零件的几何要素及分类1.按几何结构特征分类（1）轮廓要素构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。如图3-3所示的圆锥顶点、素线、圆柱面、圆锥面、端平面、球面等。（2）中心要素不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。如图3-3所示的球心、轴线等。中心要素和轮廓要素均有理想与实际两种情况。2.按存在状态分类（1）理想要素具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。（2）实际要素零件在加工后实际存在，有误差的要素。它通常由测得要素来代替。由于测量误差的存在，测得要素并非该要素的真实情况。理想要素和实际要素都可分为轮廓要素和中心要素3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类(1)被测要素零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，即需要检测的要素。(2)基准要素用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。被测要素和基准要素可以是中心要素，也可以是轮廓要素，它们均有理想和实际两种情况。A0.05A基准要素被测要素3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类(1）单一要素仅对其本身给出形状公差要求的要素。(2）关联要素对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。4.按功能关系分类关联要素单一要素A0.03A0.02表3-1形位公差特征项目和符号ø40j60.004ø0.05AøA注出形位公差在图样上的用形位公差框格、框格指引线和基准符号表示：3.1.3形位公差的标注1）形位公差框格规则１：水平放置从左到右项目符号公差值基准符号其他附加符号规则２：竖直放置从下到上项目符号公差值基准符号其他附加符号形状公差框----两格，位置公差框----三～五格0.010.03AAMAØBsØ0.1ABL第一格填写公差特征项目符号第二格填写用以毫米为单位表示的公差值和有关符号第三格填写被测要素的基准所使用的字母和有关符号。三格的位置公差框格中的内容填写示例ø0.05MAM与基准要素有关的符号基准符号字母与被测要素有关的符号公差值公差项目指引线位置公差框格中的内容填写示例(五格）Ø0.03MCAB必须指出，从公差框格第三格起填写基准字母时，基准的顺序在该框格中是固定的。总是第三格填写第一基准第四格和第五格填写第二基准和第三基准，而与字母在字母表中的顺序无关10086BAØ0.3AB规则3:当公差带的形状是圆时，形位公差值的数字前则加注“Ø”。AØBsØ0.1AB被测球心当公差带的形状是圆球时，形位公差值的数字前则加注“SØ”。2）带箭头的形位公差框格指引线规则１：指引线从形位公差框格两端垂直引出,指向被测要素××××××××规则2：指引线引向被测要素时允许弯折,但不得多于两次.规则3：当被测要素是轮廓要素时,指引线箭头指在轮廓要素或其延长线上,箭头必须明显地与尺寸线错开。Ø0.01ød0.01例1：Ab0.1AB例2:规则4：当被测要素是中心要素时,指引线箭头指向该要素的尺寸线，并与尺寸线的延长线重合.规则5：指引线箭头指向被测要素公差带的宽度或直径方向规则1:基准符号由带圆圈的英文大写字母用细实线与粗的短横线相连而组成。基准符号引向基准要素时，无论基准符号在图面上的方向如何，其小圆圈中的字母应水平书写。A圆圈和字母连线粗的短横线3)基准符号方框为ISO标准的基准代号(a)靠近轮廓线(b)靠近轮廓线的延长线Ød0.02BB规则2：表示基准的字母也要标注在相应被测要素的位置公差框格内AØ0.05A规则3：为了避免混淆和误解，基准所使用的字母不得采用E，F，I，J，L，M，O，P，R等九个字母规则4：当基准要素为轮廓要素时，应把基准符号的粗短横线靠近于该要素的轮廓线上(或延长线上)，并且粗短横线置放处必须与尺寸线明显错开(a)靠近轮廓线(b)靠近轮廓线的延长线Ød0.02BBAØ0.05A规则5：当基准要素为中心要素时，应把基准符号的粗短横线靠近置放于基准轴线或基准平面中心所对应的轮廓要素的尺寸线的一个箭头，并且基准符号的细实线应与该尺寸线对齐.Ød2Ød1A0.05A对齐规则6：公共基准的表示是在组成公共基准的两个或两个以上同类基准代号的字母之间加短横线。ABØ0.03A-BøABtA-B规则7:对于有两个同类要素构成而作为一个基准使用的公共基准轴线，应对这两个同类要素分别标注基准符号øABtA-B规则8：当被测要素与基准要素允许对调而标注任选基准时，只要将原来的基准符号的粗短横线改为箭头即可。规则9：若基准要素(或被测要素)为视图上的局部表面时，可将基准符号(公差框格)标注在带圆点的参考线上，圆点标于基准面(被测面)上。表面粗糙度1.基本概念零件表面的形貌可分为三种情况：1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50。属于微观几何形状误差。2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。3)形状误差：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。2.表面粗糙度对零件性能的影响◆影响零件的耐磨性。◆影响配合性质的稳定性。◆影响零件的疲劳强度。◆影响零件的抗腐蚀性。◆影响零件的密封性。◆对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。一、表面粗糙度的评定参数1.表面粗糙度的基本术语1）取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。LF1F2y=f(x)FnG1G2Gmx02）评定长度ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。基准线LnLLLL一般情况下取ln=5l。若表面加工不均匀，应取ln5l。反之，取ln5l3）评定表面粗糙度的基准线为了计算粗糙度值时，所用的一条线。轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。基准线niiy12min◆轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即◆轮廓算术平均中线m：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+GnLF1F2y=f(x)FnG1G2Gmx0算术平均法在生产中常用它替代最小二乘法。2.表面粗糙度的评定参数国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。dxxylRla0)(1niiaynR111）轮廓算术平均偏差Ｒa在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即:Ra越大，表面越粗糙2）微观不平度十点高度Ｒz在取样长度内５个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。55151iviipizyyRRz和Ra比较，测点少，故Ra更客观反映工件的表面实际情况。3）轮廓最大高度Ｒy在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。maxmaxvpyyyRmaxmaxvpyyyR在三个评定参数中，Ra最能客观反映工的表面实际情况，常用表示零件表面粗糙度。二、表面粗糙度的选用与标注1.表面粗糙度（评定参数）的选择评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：◆当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。◆当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。◆当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Ry值。2.表面粗糙度（参数值）的选择表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。一般原则：◆同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；◆摩擦表面比非摩擦表面要小；◆受循环载荷的表面要小；◆配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；◆同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。3.参数值的选用方法可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对应关系：若T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，则Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，则Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，则Ra≤0.15T；Rz≤0.6T4.表面粗糙度代号及标注1）表面粗糙度的符号在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：a为基本符号，表示表面可以用任何方法获得；b表示表面是用去除材料的方法获得的；c表示表面是用不去除材料的方法获得的。abc表面粗糙度符号和代号基本符号表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等表示表面是用不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求2)表面粗糙度的代号a1、a2粗糙度高度参数的允许值（μm）；b加工方法、镀涂或其它表面处理；c处标出取样长度（mm）；d加工纹理方向符号；e加工余量（mm）；f间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。a1a2bc∕（f）de3)表面粗糙度的标注◆标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。◆高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，“Ra”本身可以省略；◆当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出；◆当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。◆取样长度：如按国标选用，则可省略标注；◆表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。表面粗糙度高度参数值得标注示例及意义代号意义代号意义用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3μm用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值