第四章 几何公差与几何误差检测-4

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②平面零件可选平面度“ ”,窄长平面则选直线 度“ ”,凸轮类零件可选线轮廓度“ ”。
(2)根据功能要求确定适当的项目。
① 圆柱形零件,当仅需顺利装配或保证孔、轴之间的相对运动
以避免磨损时可选心轴的直线度“
”,当孔、轴既有运动又
要求密封性能好,则用圆柱度“ ”,它能够综合控制圆度
“ ”、素线直线度“ ”和轴心线直线度“ ”;
(2)基准中心要素: 基准中心要素相对于 理想边界的中心允许 偏离时。如同轴度的 基准轴线。
2、有时IP、ER、MR都能满足同一功能要求,但 在选用时应注意它们的经济性和合理性,下面 就单一要素孔、轴配合的几个方面来分析独立 原则IP与包容要求ER的选择。见P106.
(1)从尺寸公差的利用分析 (2)配合均匀性分析
几何公差的选择
几何公差特征项目及基准要素的选择 公差原则的选择 几何公差值(等级)的选择
一、几何公差特征项目及基准要素的选择
➢1、特征项目的选择:根据零件的形态结构、功能要求、检 测方便及经济性等方面因素综合分析后决定。 (1)零件的形态结构决定了它可能要求的公差特征,如:
①圆柱形零件,可选圆度“ ”、圆柱度“ ”、 轴心线的直线度“ ”及素线直线度“ ”;
总原则:在满足零件功能要求的前提下,选取最经济的公差值,在确定几 何公差值时,还应注意下列情况:
(1)同一要素的形状公差应小于位置公差。如要求平行的两个平面, 平面度小于平行度。
(2)圆柱形零件的形状公差值(轴线直线度除外)应小于其尺寸公 差值。如圆度。
(3)平行度公差值应小于其相应的距离公差值。
(4) 凡有关标准已对几何公差作出规定的,如与滚动轴承相配的轴和壳 体孔的圆柱度公差;机床导轨的直线度,齿轮箱体孔心线的平行度等都应 按相应标准确定.
(2)配合均匀性分析
采用独立原则时,不允许形状误差值大于某个确定的形状 公差值,采用包容要求时,允许形状误差值达到尺寸公差 值,而孔与轴的配合均匀性与其形状误差大小有密切关系, 故采用独立原则比采用包容要求更能保证配合均匀性。
(3)从零件尺寸大小和检测方便分析 ◆按包容要求用最大实体边界控制形状误差,对中、小 型零件,便于使用光滑极限量规检验。 ◆对包容要求的分析适用于最大实体要求。
◆孔的基准轴线可用与孔成无 间隙配合的心轴或可膨胀心轴 的轴线来模拟体现。
1—顶尖; 2—被测零件; 3—心轴
二、几何误差及其评定
●几何误差: 指实际被测要素对其理想要素的变动量,是 几何公差的控制对象。几何误差值不大于相应的几何公差 值,则认为合格。
●几何误差的评定包含三方面内容:
(1)、几何误差值的大小是用一个包容区域的宽度或直径来表示; (2)、包容区域是具有最小宽度的包容区域; (3)、包容区域的形状和被测项目对应的公差带形状一致。
未注公差各分H、K和L三个公差等级(它们的数值分别见 附表4-4至附表4-7 ),其中H级最高,L级最低。 ❖ 圆度的未注公差值等于直径尺寸的公差值,但不得大于径 向跳动的未注公差。 ❖ 圆柱度的未注公差可用圆柱面的圆度、素线直线度和相对 素线间的平行度的未注公差三者综合代替。其中每一项公 差可分别由各自的未注公差控制。 ❖ 平行要素的平行度的未注公差值等于要求平行的两个要素 间距离的尺寸公差值,或者等于该要素的平面度或直线度 未注公差值中较大值,基准要素则应选取要求平行的两个 要素中的较长者。
§5 几何公差的选择
绘制零件图并确定该零件的几何精度时,对于那些对几何精度有 特殊要求的要素,应在图样上注出它们的几何公差。
一般来说,零件上对几何精度有特殊要求的要素只占少数;而零 件上对几何精度没有特殊要求的要素占大多数,它们的几何精度用一 般加工工艺就能够达到,因此在图样上不必注出它们的几何公差,以 简化图样标注。
§6几何误差及其检测
一、实际要素的体现
测量几何误差时,难于测遍整个实际要素来取得无限多测点数据,而 是考虑现有计量器具及测量本身的可行性和经济性,采用均匀布置测 点的方法,测量一定数量的离散测点来代替整个实际要素。 为了测量方便与可能,尤其是测量方向、位置误差时,实际导出 要素(中心要素)常用模拟的方法来体现。
1、形状误差及其评定
●形状误差是指实际单一要素对其理想要素的变动量。 理想要素的位置应符合最小条件。
实际被测轮廓线的直 线度误差值为f1。
如,选用K级时标注:
未注几何公差按GB/T 1184—K
●几何公差特征项目及基准要素的选择示例(图4-59,图4-60)
取8IT7,查 附表3-2
附表6-1
类比确定
按式10-5 计算
见附表6-1,P273.与滚动轴 承公差等级0级对应
图4-59 齿轮轴
附表6-1
两个端面都是安装基准, 应保持平行。
当用模拟法体现被测实际要素进行测量时,在实测范围内和所 要求的范围内,两者之间的误差值可按正比关系折算。 注:用模拟法体现实际轮廓要素对应的中心要素时,排除了该实际轮 廓要素的形状误差。
◆轴的基准轴线、公共基准轴线可用 V形块 来模拟体现。
1—被测零件; 2—两个等高V形块; 3—平板
◆ 用两顶尖的轴线模拟公共基准轴线。
◆用螺栓连接时,各个被连接零件上的孔均为通孔,位置度 公差值t按下式确定:
t X min
(4-5)
式中 Xmin——通孔与螺栓间的最小间隙。
◆用螺钉连接时,各个被连接零件中有一个零件上的孔为螺 孔,而其余零件上的孔则为通孔,位置度公差值t按下式确定:
t 0.5X min
(4-6)
式中 Xmin——通孔与螺钉间的最小间隙。
◆GB/T 1184-1996的附录中,对直线度、平面度、垂直度、圆度、 圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动和 全跳动公差等11个特征项目分别规定了若干公差等级及对应的公 差值,见附表4-1,附表4-2 (P271.)。规定了位置度公差值数系 (见附表4-3 )。
◆表4-8至表4-11列出了11个几何公差项目的部分公差等级的应用场合, 供选择几何公差等级时参考,再根据所选择的公差等级从公差表格查取 几何公差值。
(2)要求相差较大。如滚筒、平板、通油孔。
(3)保证运动精度。如导轨。
(4)保证密封性。如汽缸套。
(5)未注公差。
(a)滚筒
(b)通油孔
◆包容原则:
单一要素,严格保证配合性质的场合。对于中、小型 零件,便于使用光滑极限量规检验。
图4-43
与滚动轴承内圈配合的轴颈
◆最大实体要求:
中心要素:
(1)被测中心要素: 保证自由装配。如轴 承盖上用于穿过螺钉 的通孔;法兰盘上用 于穿过螺栓的通孔。
(2)类比法:指将所设计的零件与具有同样功能要求且经使用 表明效果良好而资料齐全的类似零件进行对比,经分析后确定 所设计零件有关要素的几何公差值。
◆对已有专门标准规定的几何公差,分别按各自的专门标准确定。
如,与滚动轴承配合的轴颈和箱体孔(外壳孔)的几何公差、矩形花 键的位置度公差、对称度公差以及齿轮坯的几何公差和齿轮箱体上两 对轴承座孔公共轴线之间的平行度公差等。相应的标准见附表6-1、 11-3、11-4、10-5。
❖ 倾斜度的未注公差,可以采用适当的角度公差代替。 ❖ 对于轮廓度和位置度要求,若不标注理论正确尺寸和几何公
差,而标注坐标尺寸,则按坐标尺寸的规定处理。
未注几何公差值应根据零件的特点和生产单位的具体工艺条 件,由生产单位自行选定,并在有关技术文件中予以明确。
采用GB/T 1184-1996 规定的未注几何公差值时,应在图样上 标题栏附近或技术要求中注出标准号和所选用的公差等级的 代号(中间用短横线“—”分开)。
(2)根据装配关系选择,应选相互配合、相互接触 的表面为各自的基准。
(3)从加工、检测角度考虑选择,尽量使所选基准与 定位基准、检测基准、装配基准重合。
二、公差原则的选择
➢1、各自应用场合
◆独立原则 :
图4-40 连杆
(1)尺寸精度和形位精度分别满足要求。如齿轮箱体孔的尺 寸精度;连杆活塞销孔的尺寸精度与圆柱度。
1、注出几何公差的确定
第十二章内容
几何公差值可以采用计算法或类比法确定。
(1)计算法:指对于某些方向、位置公差值,可以用尺寸链 分析计算来确定。
对于用螺栓或螺钉连接两个或两个以上的零件上孔组的各个孔位置
度公差,可以根据螺栓或螺钉与通孔间的最小间隙确定,并按附表4-3
(P271.)取标准化值:
( m )
2、未注几何公差的确定
图样上没有单独注出几何公差的要素也有几何精度要求, 但要求偏低,同一要素的未注几何公差与尺寸公差的关系采 用独立原则。
◆方向公差能自然地用其公差 带控制同一要素的形状误差。
对于注出方向公差的要素,就不 必考虑该要素的未注形状公差。
◆位置公差能自然地用其公 差带控制同一要素的形状误 差和方向误差。
场合。 ❖ 可逆要求与最大(最小)实体要求联用,能充分利用公
差带,扩大了被测要素实际尺寸的范围,提高了效益→ 在不影响使用性能的前提下可以选用。
三、几何公差值的选择
几何公差值主要根据被测要素的功能要求和加工经 济性等来选择。
在零件图上,被测要素的几何精度要求有两种表示方法:
◆ 用几何公差框格的形式单独注出几何公差值。 ◆按GB/T 1184-1996的规定,统一给出未注几何公差 (在技术要求中用文字说明)。
对于注出位置公差的要素,就不 必考虑该要素的未注形状公差和 未注方向公差。
◆对于采用相关要求的要素, 要求该要素的实际轮廓不得 超出给定的边界。
所有未对采用相关要求的要素注出 的几何公差都应遵循相应的边界。
GB/Tll84-1996对未注几何公差的规定为: ❖ 直线度、平面度、垂直度、对称Βιβλιοθήκη Baidu和圆跳动以及同轴度的
(5)、对于下列情况,考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影 响,在满足零件功能的要求下,可适当降低1-2级选用。 a.孔相对于轴; b.细长比较大的轴和孔; c.距离较大的轴或孔; d.宽度较大(大于1/2长度)的零件表面; e.线对线和线对面相对于面对面的平行度; f.线对线和线对面相对于面对面的垂直度。
② 保证机床工作台、刀架的运动精度则对导轨提出直线度 “ ”或平面度“ ”
③ 安装齿轮的箱体孔为保证齿轮的正确啮合,提出孔心线的
平行度“
”;
④ 定位孔、分度孔一般不用尺寸公差而是标“ 寸误差的累积。
”以避免尺
(3)满足功能要求的前提下应选用测量简便的项目
同轴度“ ”常用圆跳动“ ”代替,不过 应注意,圆跳动是同轴度和圆度形状误差的综合, 故代替时给出的圆跳动公差值应略大于同轴度公 差值,否则会要求过严。
(3)从零件尺寸大小和检测方便分析
(1)从尺寸公差的利用分析
孔或轴采用包容要求时,它的实际尺寸与形状误差之间可 以相互调整(补偿),从而使整个尺寸公差带得到充分利 用,技术经济效益较高。
但另一方面,包容要求所允许的形状误差的大小,完全 取决于实际尺寸偏离最大实体尺寸的数值。如果孔或轴 的实体尺寸处处皆为最大实体尺寸或者趋近于最大实体 尺寸,那么,它必须具有理想形状或者接近于理想形状 才合格,而实际上极难加工出这样精确的形状。
(4)满足功能要求的前提下,项目应尽量减少,以获 得较好的经济效益.应充分发挥综合控制项目的 职能 。
➢2、基准要素的选择:
根据零件在机器上的安装位置、作用、结构特点 以及加工和检测要求来考虑,一般选在零件在机器上 安装基准或工作基准。
(1)根据要素本身的功能,基准要素通常应具有较 高的形状精度,它的长度较大、面积较大、刚度较大。
图样上是否注出几何公差要求的原则:①凡几何公差要求用一般机床加 工能保证的,不必注出,其公差值要求应按GB/T1184-1996《形状和位置 公差未注公差值》执行。②对于那些对形位精度有特殊要求的要素,应按 标准规定在图样以公差框格的形式注出,但请注意:几何公差无论标注与 否,零件都有几何精度要求。
◆对大型零件,按独立原则要求检验,则比较容易实现。
●小结
❖ 独立原则用于尺寸精度与几何精度精度要求相差较大, 需分别满足要求,或两者无联系,保证运动精度、密封 性,未注公差等场合。
❖ 包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。 ❖ 最大实体要求用于中心要素,一般用于相配件要求为可
装配性(无配合性质要求)的场合。 ❖ 最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等
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