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教案公差与技术测量
《公差与技术测量》第1讲
课题第二章光滑圆柱的公差与配合
第一节公差与配合的基本概念
目的任务掌握基本术语及定义,要会用尺寸公差表格
重点难点实体状态和实体尺寸,三类配合
教学方法讲授
使用教具课件
提问作业
一有关尺寸的术语定义
1SIZE——用特定单位表示长度值的数字。
2Basicsize——设计给定的尺寸。
Dd
• Actualsize——测得的尺寸。
真值
• Limitsofsize——允许尺寸变化的两个界限。
{Dmax,dmax;Dmindmin}
• Materialcondition,Materialsize——实体状态和实体尺寸{LMC,MMC,LMS,MMS}
二尺寸偏差和公差的术语及定义
1尺寸偏差——deviation,某一尺寸减去基本尺寸的代数差。
(1)极限偏差{upperdeviation;lowerdeviation}
孔{ES=Dmax-D;EI=Dmin-D}
轴{es=dmax-d;ei=dmin-d}
(2)实际偏差
{Ea=Da-D;ea=da-d}
2尺寸公差——tolerance,允许尺寸的变化量T
(1)从极限尺寸入手:
TD=∣Dmax-Dmin∣
Td=∣dmax-dmin∣
(2)从极限偏差看:
TD=ES-EI
Td=∣es-ei∣
(3)三者之间的关系:
TD=∣Dmax-Dmin∣=∣(D+ES)-(D+EI)∣=ES-EI
3公差带图
三、有关配合的术语及定义
1.配合——公差带之间的关系(基本尺寸相同)
孔——轴{其差值为正是X;其差值为负是Y}
2.间隙配合——具有间隙(含Xmin=0)的配合。
孔在轴的公差带之上。
最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei
最小间隙Xmin=Dmax-dmax=EI-es
平均间隙Xp=1/2(Xmax+Xmin)
3.过盈配合——具有过盈(含Ymin=0)的配合。
孔在轴的公差带之下。
最小过盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei
最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es
平均过盈Yp=1/2(Ymin+Ymax)
4.过渡配合——可能具有X或Y的配合。
此时孔轴公差带相互交叠。
公式用以上X,Y
5.配合公差——允许X或Y的变动量。
间隙配合:
Tf=∣Xmax-Xmin∣
过盈配合:
Tf=∣Ymin-Ymax∣
过渡配合:
Tf=∣Xmax-Ymax∣
结论:
配合精度与零件的加工精度有关,若要配合精度高,则应降低零件的公差,即提高工件本身的加工精度。
反之亦然。
公差与技术测量》第2讲
课题第二章光滑圆柱的公差与配合
第二节公差与配合标准的主要内容简介
孔基本偏差、标注、公差带、未注公差
目的任务会准确查表,标注以及掌握优先公差带
重点难点基本偏差系列图以及高等级公差的查表
教学方法讲述
使用教具课件图片
提问作业p492-6、2-7
一基准制------公差与配合标准
对孔与轴公差带之间的相互位置关系,规定了两种基准制:
基孔制和基轴制
基孔制--------基孔制中的孔称为基准孔,用H表示,基准孔以下偏差为基本偏差,且数值为零。
其公差带位置在零线上侧。
a------h间隙es=Xmin
j------n过渡
p------zc过盈
基轴制------基轴制中的轴称为基准轴,用h表示,基准轴的上偏差为基本偏差且等于零,公差带位置在零线下侧。
A---H间隙EI=Xmin
J----N过渡
P---ZC过盈
二、标准公差系列
公差等级------是指确定尺寸精度的等级。
由于零件和零件上不同部位的尺寸对精确程度的要求往往不相同,为了满足生产的需要,国家标准设置了20个公差等级。
IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…………………IT18
高←公差等级→低
小←公差数值→大
难←加工程度→易
IT6:
标准公差6级或6级标准公差
∵D↑△D↑∴D↑T↑
故:
标准公差与公差等级和基本尺寸有关。
公差单位和公差等级系数(Ii)
i——计算标准公差的基本单位。
(1):
i=0.45
+0.001D(d)
用于常用尺寸段内,IT5-IT18
(2):
I=0.004D+2.1
公差等级系数a——反映加工难易
(1):
在常用尺寸段内:
(≤500mm)IT=ai用于IT5-IT18IT5:
a=7沿用GB59
IT6-IT18,用R5系列(见表2-2)
对于最高的三级:
IT01-IT1,则用IT=A+BD(测量误差)其中B按q5增长。
考虑公差等级的一致性,都按一定规律来变化。
IT2.IT3,IT4按几何级数分布。
(详见P14表2-3)
(2):
在大尺寸段:
IT=Ai考虑方式同上。
尺寸分段:
如按公式计算标准公差值,则每一个基本尺寸D(d)就有一个相对应的公差值。
常用:
13个大尺寸:
8个(介于其中有2-3个)见表2-2
例:
求φ25孔的IT6,IT7的标准公差?
解:
∵IT=ai而i=0.45
+0.001D
∴D=
≈23.24
i=0.45
+0.001×23.24≈1.31(μm)
故:
IT6=10i=10×1.31=13.1(μm) IT7=16i=16×1.31=21(μm)
(最后还要进行科学调整!
)
三.基本偏差系列——两大系列:
标准公差(大小)和基本偏差(位置)
基本偏差——靠近零线的偏差。
代号及特点
(1)代号:
共28个。
(2)它决定了公差带相对于零线的位置。
(3)特点:
①轴:
a-h:
es绝对值渐小;j-zc:
ei绝对值渐大。
②孔:
A-H:
EI绝对值渐小;J-ZC:
ES绝对值渐大。
③另一偏差取决于标准公差的大小。
基本偏差数值
(1)轴的基本偏差——以基孔制为基础,由经验得出一系列公式。
a-h:
用于X配合,es=Xmin;j-n用于过渡配合;p------zc常用于y配合,基数值是按Ymin来确定。
(2)孔的基本偏差。
(基轴制为前提)
换同名字母,应得保证在两种基制中配合性质完全相同。
1)A-H用于间隙配合:
H:
Xmin=EI-es=-es(H:
EI=0)
h:
X'min=EI-es=EI(h:
es=0)
要保证配合性质相同就必须使Xmin=X'min
∴EI=-es从而:
A-H为a-h基本偏差的相反数且与公差等级无关。
2)J-ZC用于过渡或过盈:
H:
Ymin=EI-es=0-(ei+Td)=-(ei+Td)
h:
Y'min=EI-es=Es-TD-0=Es-TD
∴ES=-ei+(TD-Td)从而它不仅于轴的同名符号有关,还与公差等级有关。
故:
新国标规定:
①通用规则:
A-HEI=-es(同或异级相配);J-ZCES=-ei(同级相配)
例:
确定φ25F7,φ40M9孔的基本偏差?
解:
φ25F7∵EI=-eses=-20μm
∴EI=-(-es)=20μm
φ40M9∵ES=-eiei=+9μm
∴ES=-9μm
再查:
P20F7M9
②特殊规则:
(用于过渡或过盈且为异级)
在较高精度等级时,采用工艺等价。
即:
孔比轴低一级相互配合。
K、M、N≤8级P-ZC≤7级
∵ES=-ei+(TD-Td)
∴ES=-ei+ΔΔ=(TD-Td
)
4.另一偏差的确定
轴:
ei=es-IT(a-h);es=ei+IT(j-zc)
孔:
ES=EI+IT(A-H);EI=ES-IT(J-ZC)
例1:
φ60H7/f6→φ60F7/h6
解:
φ60H7:
EI=0ES=EI+IT=+0.030
∵IT7=-30μm
φ60f6:
es=-30μmei=es-IT=-49μm
∵IT6=19μm
φ60h6:
es=0ei=-IT=-0.019
φ60F7:
EI=-es=+30μmES=30+30=60μm
故:
φ60
→→φ60
例2:
φ60H9/r9→→φ60R9/h9
解:
φ60
→→φ60
例3:
φ60H7/p6→→φ60P7/h6
φ60H7:
EI=0ES=EI+IT=+0.030
∵IT7=-30μm
φ60p6:
es=-32μmei=es-IT=-51μm
∵IT6=19μm
φ60h6:
es=0ei=-IT=-0.019
φ60P7:
a.∵IT6=19μmIT7=-30μm
b.Δ=TD-Td=IT7-IT6=30-19=11μm
ES=-ei+Δ=-32+11=-21μm
EI=ES-IT7=-21-30=-51μm
故:
φ60P7(
)再查表:
P21表2-7
例4:
查φ25S7的极限偏差?
解:
φ25S7:
ES=-35+8=-27μmEI=027-21=-49μm故:
φ25S7
四、公差与配合在图样上的标注
1.公差带代号与配合代号。
1)公差带代号:
φ50H8φ60Js68cd7φ50
或φ50H8(
)
2)配合代号:
用孔、轴公差带的组合表示,写成分数形式,分子为孔的公差带代号,分母为轴的公差带代号。
如:
φ50
或φ50H8/f7。
2.零件图中尺寸公差带的三种标注形式所示标注方法应用最广泛。
五、常用和优先的公差带与配合
GB/T1801-1999对孔、轴规定了一般、常用和优先公差带。
孔的一般公差带105种,常用公差带44种,优先公差带13种
轴的一般公差带116种,常用公差带59种,优先公差带13种
先用公差带时应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。
(详见P24,P25图2-14,图2-15及表2-7)
六、一般公差——线形尺寸的未注公差
1.线性尺寸的一般公差的概念——主要用于较低精度的非配合尺寸。
2.一般公差的作用:
P27
3.线性尺寸的一般公差标准:
P27
《公差与技术测量》第3讲
课题第二章第三节公差配合选择
目的任务掌握基准制,公差等级,配合类别的选择原则
重点难点基孔制、较高公差等级和配合种类的选择与计算
教学方法讲述
使用教具课件图片
提问作业P492—8、2—9
一、基准制的选择
1.一般情况下采用基孔制,特殊情况下采用基轴制。
2.与标准件相配合时,基准制的选择通常依标准件而定。
3.为了满足配合的特殊需要,允许采用任一孔,轴公差带组成的配合。
例如:
Ф60D10/js6
二、公差等级的选择原则:
1.当公差等级≤IT8时,推荐孔比轴低一级的配合,但对>IT8级的配合,则应采用同级配合。
2.选择时,既要满足设计要求,又要考虑工艺的可能性与经济性。
即:
在满足使用要求的前提下,尽量扩大公差值。
三、配合的选择
1.选择顺序:
优先→常用→一般→任意组合。
2.代号的确定:
(1)间隙配合,|轴基本偏差|=Xmin.故可按Xmin来确定基本偏差的代号。
(2)对于Y配合,在确定了基准件的等级后,即可按Ymin来配合件的基本偏差代号,并依据Tf要求确定孔轴的公差等级。
3.选择方法:
(1)计算法,理论上。
(2)实验法,重要的配合。
(3)类比法,经验。
例:
有一孔轴配合,Φ40配合间隙有0.025——0.066,试确定基孔制孔轴的公差等级和配合种类。
解:
Tf=0.066-0.025=0.041
又因为Tf=Th+TS=0.041
试选IT6=0.016IT7=0.025
选基准制H7
再确定:
Xmin=EI-es
es=EI-Xmin=0-0.025=-0.025
再查轴的基本偏差表知f为-0.025轴为Φ40f6
ei=-0.025-0.016=-0.041
校对:
Xmax=0.025+0.041=0.066
Xmin=0-(0.025)=+0.025
结果:
Φ40H7/f6不是最佳配合.
《公差与技术测量》第4讲
课题第四章形状和位置公差及检测
第一节概论
目的任务主要是掌握形位公差符号,检测原理,标注和评定准则
重点难点规范标注和最小条件
教学方法讲授
使用教具课件
提问作业
一、零件的几何要素与形位误差
零件不论其结构特征如何,都是由一些简单的点、线、面组成,这些点、线、面统称为几何要素。
形状是一个要素本身所处的状态,位置则是指两个以上要素之间所形成的方位关系。
1.按结构特征分:
1)轮廓要素:
平面,圆柱
2)中心要素:
抽象的,但存在
2.按存在的状态分:
1)实际要素:
实际存在的
2)理想要素:
几何的点、线、面
3.在形位公差中所处的地位分:
1)被测要素:
图样上给出形位公差要求的检测对象
2)基准要素:
确定被测要素方向和位置的要素,图纸上用基准符号标出
4.按结构的性能分:
1)单一要素:
具有形状公差的要求
2)关联要素:
与其他要素具有功能关系的要素,位置公差
二、形状误差的影响与规定相应公差的重要性
1.产生误差的原因:
内应力;夹紧力;温度;刀具磨损;切削中的振动;热处理变形等等
2.误差对质量的影响:
影响产品质量和零件的互换性;也影响产品之间的配合性质,工作精度,运动平稳性,耐磨、密封性,等等。
三、形位公差的项目与符号
GB/T1182-1996、GB/T1184-1996、GB/T4249-1996、和GB/T16671-1996
形位公差项目
公差
特征项目
符号
有或无基准要求
公差
特征项目
符号
有或无基准要求
形
状
形
状
直线度
—
无
位置
定向
平行度
∥
有
平面度
无
垂直度
⊥
有
圆度
○
无
倾斜度
∠
有
圆柱度
无
定位
位置度
有或无
形状或位置
轮廓
线轮廓度
⌒
有或无
同轴度
◎
有
对称度
有
跳动
圆跳动
↗
有
面轮廓度
有或无
全跳动
有
四、形位公差的标注
框格表示法,采用代号标注,若无法标注时,则可用文字说明
1.被测要素的标注方法:
1)必须从左面填起,代号,值,基准
2)线必须和框格垂直并和其连起来
3)从左面引出线,也可以从右面引出
4)向被测要素必须注意:
①区分是轮廓还是中心要素
轮廓要素时:
箭头指向轮廓或引出线上
中心要素时:
箭头指向尺寸线(对齐)
箭头指向公共轴线(平面)
②分是宽度方向还是直径方向
箭头指向公差带的宽度方向:
t
箭头指向公差带的直径方向:
φt
若公差带为球体,则标:
球φt
2.基准要素的标注方法:
基准符号标注法:
基准和框格相连
基准代号标注法:
不相连
当基准为中心要素时和尺寸线对齐
若为多要素时(中心),直接标上
3.可以简化标注
4.附加要求的标注(文字)
五、形位误差的检测原则
1.与理想要素比较的原则
2.测量坐标值的原则
3.测量特征参数的原则
4.测量跳动的原则
5.控制实效边界的原则
六、形位误差的评定准则
最小条件:
评定形状误差的准则
定义为:
被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小
应满足:
必须包容实际要素;必须是最小包容区
七、三基面体系
用X、Y、Z三个坐标轴组成互相垂直的三个理想平面,使这三个平面与零件上选定的基准要素建立联系,作为确定和测量零件上各几何关系的起点,并按功能要求,将这三个平面分别称为第一、第二和第三基准平面,总称为三基面体系。
《公差与技术测量》第5讲
课题第四章第二节形状公差和误差检测
目的任务主要掌握直线度和平面度的公差带
重点难点直线度和轮廓度公差带
教学方法讲授
使用教具课件
提问作业
第二节形状公差和形状误差检测
一、直线度与平面度
1.直线度
它是控制零件上被测要素的不直程度,被限制的直线有:
平面内的直线,回转体的素线,平面等的交线,轴线等
1)给定平面内的直线度(素线)
公差带:
两条平行直线t,大小,方向,位置,形状
2)给定方向的直线度:
①一个方向:
两平行平面t
②两个方向:
四棱柱t1,t2
③任意方向上的直线度(空间)
公差带为直径为φt的圆柱面
测量方法有:
光隙法(刀口尺)、测微法(百分表)、计算法、图解法
2.平面度
是限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标
其公差带为两平行平面t
测量:
平晶测量(小平面且精度高)、对角线法(大平面)
3.圆度
它是控制实际圆对其理想圆的变动量(任一截面的圆度)
公差带:
半径差为t的两同心圆
检测方法:
和尺寸界限须错开、锥体须和轴线垂直
测量:
圆度仪
4.圆柱度(综合性指标)
它控制圆柱面的圆度,素线的直线度,两条直线的平行度以及轴线的直线度等等
公差带:
半径差为t的两同轴圆柱
测量:
可用全跳动来检测
5.线轮廓度
用来控制平面曲线或空间曲线与截面的交线的公差:
实际对理想轮廓所允许的变动全量
公差带:
包络一系列直线为t的图所形成的两包络线之间的区域,诸圆的圆心应位于理想轮廓线上。
理论正确尺寸:
R10
25
确定被测要素的理想形态、方向、位置的尺寸
测量:
用轮廓样板
6.面轮廓度
控制空间曲面的形状误差
公差带:
包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域。
球心应位于理想轮廓面上。
标注应在法线上
测量:
三坐标测量仪
《公差与技术测量》第6讲
课题第四章第三节位置公差和位置误差检测
目的任务掌握定向、定位、跳动公差带和基准
重点难点位置度公差的应用与检测
教学方法讲述
使用教具课件图片
提问作业P1454-14-24-3
第三节位置公差和位置误差检测
一、定向公差:
是关联要素对基准在方向上的变动全量
包括:
∠∥⊥
分为:
直线和平面
被测和基准之间有;线对线,线对面。
面对线,面对面。
公差带的特点:
a相对于基准有确定的方向。
b具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。
1.平行度:
控制被测相对于基准的平行程度。
1)给定方向:
一个方向:
两平行平面且平行于基准
二个方向:
以t1×t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准
2)任意方向:
以φt为直径的小圆柱且平行于基准
测量:
线对线,X向,Y向
2.垂直度:
限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量。
1)给定方向:
一个方向:
两平行平面且平行于基准
二个方向:
以t1×t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准
2)任意方向:
以φt为直径的小圆柱且平行于基准
测量:
线对线
3.倾斜度:
控制被测相对于基准方向在0°-90°之间,它的被测对基准的倾斜的理想方向由理论正确角度确定。
测量:
线对线,线对面,面对面
二定位公差
公差带特点:
a相对于基准有确定的位置。
b具有综合限制被测要素的位置,方向和形状的职能。
1.同轴度
控制圆柱面(圆锥面)与圆柱面(圆锥面)轴线间的同轴程度。
此时,轴线可能发生平移,倾斜或弯曲,或同时发生。
公
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