几何公差及检测.docx
- 文档编号:30187411
- 上传时间:2023-08-05
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:130.24KB
几何公差及检测.docx
《几何公差及检测.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《几何公差及检测.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
几何公差及检测
几何公差及检测
任务一几何公差概述
〖任务描述〗
如图4-1所示为轴类零件的几何要素标注,试分析图中几何公差项目及其符号的含义。
图4-1轴类零件的几何要素标注
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需掌握几何公差中几何要素的概念及其分类、几何公差的项目及其符号等。
〖知识准备〗
一、几何要素的概念及其分类
1.几何要素的概念
几何公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面,这些点、线、面统称为几何要素,简称要素。
一般在研究形状公差时涉及的对象有线和面两类要素,在研究位置公差时涉及的对象有点、线和面三类要素。
2.几何要素的分类
1)按结构特征分类
(1)轮廓要素。
2)按存在状态分类
(1)实际要素。
实际要素是指零件上实际存在的要素,可以被测量出来的要素代替。
(2)理想要素。
理想要素是指具有几何意义的要素,是按设计要求,由图样给定的点、线、面的理想形态,它不存在任何误差,是绝对正确的几何要素。
3)按所处地位分类
(1)被测要素。
(2)基准要素。
基准要素是指用来确定被测要素方向和位置的要素。
4)按功能关系分类
(1)单一要素。
单一要素是指仅对被测要素本身给出形状公差的要素。
(2)关联要素。
关联要素是指与零件基准要素有功能要求的要素。
二、几何公差的项目及其符号
国家标准将几何公差分为14个项目,其中形状公差有4个项目,轮廓公差有2个项目,定向公差有3个项目,定位公差有3个项目,跳动公差有2个项目。
几何公差的每一个项目都规定了专门的符号,见表4-1。
〖任务实施〗
对图4-1中的几何公差项目及其符号含义的解释如图4-5所示。
图4-5几何公差项目及其符号含义的解释
任务二几何公差的标注方法
〖任务描述〗
按要求进行标注。
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需了解几何公差框格和基准符号,掌握几何公差的标注方法、注意事项以及几何公差的公差等级和公差值等。
〖知识准备〗
一、几何公差框格和基准符号
1.几何公差框格及填写的内容
图4-7几何公差框格
2.框格指引线
公差框格与被测要素用指引线连接起来,指引线由细实线和箭头构成,它从公差框格的一端引出,并保持与公差框格端线垂直,引向被测要素时允许弯折,但弯折不能超过两次。
3.基准符号与基准代号
1)基准符号
基准符号为涂实的三角形。
2)基准代号
基准代号由基准符号、正方形、连线和字母组成。
二、几何公差的标注方法
1.被测要素的标注
2.基准要素的标注
3.公差值的标注
4.附加符号的标注
1)包容要求符号圈E的标注
2)最大实体要求符号圈M、最小实体要求符号圈L的标注
3)可逆要求符号圈R的标注
4)延伸公差带符号圈P的标注
5)自由状态条件符号圈F的标注
5.特殊规定的标注
1)部分长度上的公差值标注
2)公共公差带的标注
图4-24两个以上要素用同一公差带时的标注
3)螺纹、齿轮、花键的标注
图4-25螺纹特指直径的标注
4)轮廓全周符号的标注
图4-26轮廓全周符号的标注
5)理论正确尺寸的标注
三、几何公差标注的注意事项
(1)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。
(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,箭头可直接指向轴线或中心线,但要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内。
(3)几何公差内容用框格表示,框格内容自左向右排列,第一格为几何公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样。
(4)对一些附加符号的标注应注意附加符号的位置。
(5)在框格的上、下方可用文字做附加的说明,属于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。
四、几何公差的公差等级和公差值
1)图样上标出公差值的规定
2)几何公差的未注公差值的规定
未注公差值符合工厂的常用精度等级,不需在图样上注出。
(1)直线度、平面度的未注公差值,共分H、K、L三个公差等级。
(2)圆度的未注公差值,规定采用相应的直径公差值。
(3)圆柱度由圆度、轴线直线度、素线直线度和素线平行度组成。
(4)线轮廓度、面轮廓度未做规定,受轮廓的线性尺寸或角度公差控制。
(5)平行度等于相应的尺寸公差值。
(6)垂直度分为H、K、L三个等级。
(7)对称度分为H、K、L三个等级。
(8)位置度未做规定,因为属于综合性误差,由分项公差值控制。
(9)圆跳动分为H、K、L三个等级。
(10)全跳动未做规定,因是综合项目,故可通过圆跳动公差值、素线直线度公差值或其他标出或未注出的尺寸公差值控制。
3)未注公差的标注
在图样上采用未注公差值时,应在图样的标题栏附近或在技术要求中标出未注公差的等级及标准编号。
任务三几何公差及几何公差带
〖任务描述〗
试分析图429中各公差项目的含义。
图4-29几何公差带及几何公差案例
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需要了解几何公差及几何公差带的含义及特性,掌握几何公差的公差带形状及含义,了解基准的选择及分类。
〖知识准备〗
一、几何公差及几何公差带的概念
1.几何公差概念
几何公差是实际被测要素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。
2.几何公差带概念
用于限制实际被测要素形状和位置变动的区域,称为几何公差带。
只要实际被测要素不超出公差带限定的区域,它便合格。
几何公差带是零件加工和检验的依据。
二、形状公差与公差带
1.直线度公差
1)给定平面内的直线度
在给定平面内,直线度公差带是距离为公差值t的两平行直线间的区域
2)给定方向上的直线度公差
3)任意方向上的直线度公差
2.平面度公差
平面度公差带是距离为t的两平行平面间的区域。
3.圆度公差
圆度公差带是在垂直于轴线的任意截面内,半径差为公差值t的两个同心圆之间的区域。
4.圆柱度公差
圆柱度公差带是半径差为公差值t的两个同轴圆柱面之间的区域。
5.线(面)轮廓度公差
线(面)轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值的圆(球)的两包络线(面)之间的区域,所有圆的圆心应位于理想轮廓线(面)上。
三、位置公差与公差带
1.定向公差与公差带
1)平行度公差
(1)面对面的平行度公差。
(2)线对面的平行度公差。
(3)面对线的平行度公差。
(4)线对线的平行度公差。
2)垂直度公差
(1)面对线的垂直度公差。
(2)线对面的垂直度公差。
3)倾斜度公差
(1)面对面的倾斜度公差。
(2)线对面的倾斜度公差。
2.定位公差与公差带
1)同轴度公差
2)对称度公差
对称度公差带是距离为公差值t,且相对于基准中心平面(或中心线、轴线)对称配置的两平行平面间的区域。
3)位置度公差
(1)点的位置度公差。
(2)线的位置度公差。
(3)面的位置度公差。
3.跳动公差与公差带
1)圆跳动公差
(1)径向圆跳动公差。
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间的区域。
(2)端面圆跳动公差。
端面圆跳动公差带是与基准轴线同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为公差带t的两圆内的区域。
(3)斜向圆跳动公差。
斜向圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任一测量圆锥面上,沿其母线方向宽度为公差值t的两圆内的区域。
2)全跳动公差
(1)径向全跳动公差。
(2)端面全跳动公差。
四、基准
1.基准的分类
1)设计基准
设计基准是在零件图上所采用的基准,它是标注设计尺寸的起点。
2)工艺基准
工艺基准是在工艺过程中使用的基准。
工艺过程是一个复杂的过程,按用途的不同,工艺基准又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。
2.基准的选择原则
(1)根据要素的功能及对被测要素间的几何关系来选择基准
(2)根据装配关系,应选择零件相互配合、相互接触的表面作为各自的基准,以保证装配要求。
(3)从加工、检验角度考虑,应选择在夹具、检具中定位的相应要素为基准,这样能使所选基准与定位基准、检测基准、装配基准重合,以消除由于基准不重合引起的误差。
(4)从零件的结构考虑,应选较大的表面、较长的要素作基准,以便定位稳固、准确。
任务四几何公差原则及要求
〖任务描述〗
如图4-57所示为轴套类零件的几何公差,其中A1=A2=A3=…=20.01mm,试填出图下表中所列各值并判断该零件是否合格。
图4-57轴套类零件的几何公差
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需了解有关公差原则的术语及定义,以及独立原则、包容要求、最大实体要求和最小实体要求等内容。
〖知识准备〗
一、有关几何公差原则的术语及定义
1.体外作用尺寸
图4-58实际尺寸和作用尺寸
2.体内作用尺寸
3.最大实体状态和最大实体尺寸
最大实体状态MMC是指实际要素在给定长度上,处处位于极限尺寸之间并且实体最大(占有材料量最多)时的状态。
最大实体状态下对应的极限尺寸称为最大实体尺寸MMS。
4.最小实体状态和最小实体尺寸
最小实体状态LMC是指实际要素在给定长度上,处处位于极限尺寸之间并且实体最小(占有材料量最少)时的状态。
最小实体状态对应的极限尺寸称为最小实体尺寸LMS。
5.最大实体实效状态和最大实体实效尺寸
最大实体实效状态MMVC是指在给定长度上,实际要素处于最大实体状态,且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。
最大实体实效状态对应的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸MMVS。
6.最小实体实效状态和最小实体实效尺寸
最小实体实效状态LMVC是指在给定长度上,实际要素处于最小实体状态,且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。
最小实体实效状态对应的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸LMVS。
7.边界
图4-59理想边界示意图
二、独立原则
独立原则是几何公差和尺寸公差不相干的公差原则,或者说几何公差和尺寸公差要求是各自独立的。
大多数机械零件的几何精度都是遵循独立原则的,尺寸公差控制尺寸误差,几何公差控制形位误差,图样上不需任何附加标注。
尺寸公差包括线性尺寸公差和角度尺寸公差,以及未注公差的尺寸标注,都是独立公差原则的极好实例。
三、相关要求
1.包容要求
1)包容要求的公差解释
包容要求是相关公差原则中的三种要求之一,适用包容要求的被测实际要素(单一要素)的实体(体外作用尺寸)应遵守最大实体边界;被测实际要素的局部实际尺寸受最小实体尺寸所限;形状公差t与尺寸公差Th(Ts)有关,在最大实体状态下给定的形状公差值为零。
2)包容要求的应用与检测
(1)包容要求的应用。
(2)包容要求的检测。
3)包容要求的实例分析
例4-1对图4-61(a)做出解释。
2.最大实体要求
1)最大实体要求的公差解释
2)最大实体要求的应用与检测
(1)最大实体要求的应用。
最大实体要求主要用于需要保证装配成功率的螺栓或螺钉联接处(即法兰盘上的连接用孔组或轴承端盖上的连接用孔组)的中心要素,一般是孔组轴线的位置度,还有槽类的对称度和同轴度。
(2)最大实体要求的检测。
3)最大实体要求的零几何公差
4)可逆要求用于最大实体要求
5)最大实体要求的实例分析
例4-2对图4-62(a)做出解释。
例4-3对图4-64(a)做出解释。
例4-4对图4-65(a)做出解释。
例4-5对图4-66(a)做出解释。
3.最小实体要求
1)最小实体要求的公差解释
2)最小实体要求的应用与检测
3)最小实体要求的零几何公差
4)可逆要求用于最小实体要求
5)最小实体要求的实例分析
例4-6对图4-67(a)做出解释。
例4-7对图468(a)做出解释。
例4-8对图469(a)做出解释。
任务五几何公差的选择
〖任务描述〗
如图4-71所示为轴类零件图,试按技术要求进行标注。
图4-71轴类零件图
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需了解几何公差值的标准和未注几何公差的规定,掌握几何公差的选用原则等内容。
〖知识准备〗
一、几何公差值的标准
按国家标准的规定,对14项几何公差,除线、面轮廓度及位置度未规定公差等级外,其余项目均有规定。
其中,直线度、平面度、平行度、垂直度、圆柱倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动、全跳动划分为12级,即1~12级,1级精度最高,12级精度最低;圆度、圆柱度划分为13级,即0~12级,最高级为0级。
各项目的各级公差值分别见表4-4~表4-7。
对于位置度,国家标准规定了公差值数系,见表4-8。
二、未注几何公差的规定
三、几何公差的选用原则
1.几何公差项目的选择
几何公差项目的选择原则:
根据要素的几何特征、结构特点及零件的使用要求,并考虑检测的方便和经济效益。
2.公差值的选择
公差值的选择原则是:
在满足零件功能要求的前提下,考虑工艺经济性和检测条件,尽量选择最经济的公差值。
3.公差原则的选择
公差原则的选择原则是:
根据被测要素的功能要求,综合考虑各种公差原则的应用场合和采用该种公差原则的可行性和经济性。
4.基准要素的选择
(1)根据零件各要素的功能要求,一般以主要配合表面,如轴颈、轴承孔、安装定位面、重要的支承面等作为基准。
(2)根据装配关系应选零件上相互配合、相互接触的定位要素作为各自的基准。
(3)根据加工定位的需要和零件结构,应选择较宽大的平面、较长的轴线作为基准,以使定位稳定。
(4)根据检测的方便程度,应选择在检测中装夹定位的要素为基准,并尽可能将装配基准、工艺基准与检测基准统一起来。
〖任务实施〗
(1)小端圆柱面直径为25mm,公差等级为8级,查表4-7得同轴度公差值为25μm。
(2)小端面长度为37mm,公差等级为8级,查表4-4得直线度公差值为15μm。
(3)图4-71的标注如图4-72所示。
图4-72轴类零件几何公差标注
任务六几何公差的检测
〖任务描述〗
如图4-73所示为通过测量得到的被测实际平面相对测量基准面的坐标值,单位为μm。
用最小包容区域法确定其平面度误差值。
〖任务分析〗
要完成此任务,学生需掌握最小包容区域、形位误差的评定和形位误差的检测原则等内容。
〖知识准备〗
一、最小包容区域
所谓最小包容区域,是指包容实际被测要素时具有最小宽度或直径的包容区域。
各个形状误差项目的最小包容区域的形状分别与各自的公差带形状相同,但前者的宽度或直径由实际被测要素本身决定。
此外,在满足零件功能要求的前提下,也允许采用其他评定方法来评定形状误差值。
二、形位误差的评定
1.形状误差的评定
1)直线度误差值的评定
直线度误差值可用最小包容区域法和两端点连线法来评定。
2)平面度误差值的评定
平面度误差值可用最小包容区域法来评定。
3)圆度误差值的评定
圆度误差值可用最小包容区域法、最小二乘法、最小外接圆法或最大内接圆法来评定。
4)圆柱度误差值的评定
圆柱度误差值可按最小包容区域法评定,即作半径差为最小的两同轴圆柱面包容实际被测圆柱面,构成最小包容区域,最小包容区域的径向宽度即为符合定义的圆柱度误差值。
2.定向误差值的评定
3.定位误差值的评定
三、形位误差的检测原则
1.与拟合要素比较原则
与拟合要素比较原则是指测量时将实际被测要素与相应的拟合要素作比较,在比较过程中获得测量数据,按这些数据来评定形位误差值。
该检测原则应用最为广泛。
运用该检测原则时,必须有拟合要素作为测量时的标准,根据形位误差的定义,拟合要素是几何学上的概念,测量时采用模拟法将其具体地体现出来。
2.测量坐标值原则
由于几何要素的特征总是可以在坐标系中反映出来,因此,利用坐标测量机或其他测量装置对被测要素测出一系列坐标值,再经数据处理,就可以获得形位误差值。
测量坐标值原则是形位误差中的重要检测原则,尤其在轮廓度和位置度误差测量中的应用更为广泛。
3.测量特征参数原则
4.测量跳动原则
5.控制实效边界原则
明确任务。
讲解几何要素的分类。
学生完成任务。
看图纸,观察几何公差框格特点,
教师讲解几何公差的标注方法。
学生讨论几何公差标注的注意事项,教师总结。
教师讲解形状公差与公差带。
教师讲解位置公差与公差带。
区分设计基准和工艺基准。
明确任务。
举例说明独立原则。
结合例题讲解。
举例讲解形位误差的检测原则。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 几何 公差 检测
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)