第4章几何公差与检测

第4章 几何公差与检测
几何误差
在加工过程中由于受到机床-刀具-夹具-工件组成的工艺系 统的各种因素的影响，其几何要素不可避免地会产生尺寸误差、 形状误差、方向误差和位置误差等。
几何误差 ➢ 尺寸误差 ➢ 形状误差 ➢ 方向误差 ➢ 位置误差
国家标准
为了与国际接轨，我国根据新的ISO国际标准，颁布了新 的国家标准：
选择基准时应该考虑的因素 （4）当需要以铸造、锻造或焊接等未经切削加工的毛坯表
面作为基准时，应选择最稳定的表面作为基准，或在基准要素 上指定一些点、线、面（即基准目标）来建立基准。
（5）采用多个基准时，应从被测要素的使用要求来考虑基 准要素的顺序。通常，选择对被测要素使用要求影响最大的表 面，或者定位最稳定的表面作为第一基准。
零件的几何误差直接影响零件的使用性能 （2）影响零件的功能要求 几何误差对零件的使用功能有很大的影响。 例如，圆柱表面的形状误差，在间隙配合中会使间隙大小
分布不均匀，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，会减少对接触零件的实际支承面积，导致单 位面积压力增大，使接触表面的变形增加。又例如，机床主轴 装卡盘的定心锥面对两轴颈的跳动误差，会影响卡盘的旋转精 度；在齿轮传动中，两轴承孔的轴线平行度误差过大，会降低 齿轮的接触精度。
4-1 概述
4.1.2 几何精度研究的对象
几何要素 几何公差研究的对象是构成零件的几何特征的点、线、面
等几何要素。 在研究几何误差时，主要是对零件上的点、线和面等几何
要素。 点包括圆心、球心、中心点、交点等； 线包括直线、曲线、轴线、中心线等； 面包括平面、曲面、圆柱面、圆锥面、球面、中心面等。
4-1 概述
准实际要素来确定。由于实际要素存在几何误差，因此由实际 要素建立基准时，应以该基准实际要素的拟合要素为基准，拟 合要素的位置应符合最小条件。
4-1 概述
4.1.4基准及基准体系
基准体系 为了确定被测要素的空间方位，有时仅有一个基准要素是
不够的，可能需要两个或三个基准。由三个互相垂直的基准平 面所组成的基准体系，称为三基面体系。这三个平面按功能要 求分别称为第一基准平面、第二基准平面和第三基准平面。
GB/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》，
GB/T4249-2009《公差原则》， GB/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》。
4-1 概述
4.1.1 几何误差对零件使用性能的影响
盈不一致。对于间隙配合，局部磨损加快，降低零件的运动精 度，缩短零件的使用寿命。
例如，导轨表面的直线度、平面度不好，将影响沿导轨移 动的运动部件的运动精度。对于过盈配合，影响连接强度。钻 模、冲模、锻模、凸轮等几何误差，将直接影响零件的加工精 度。
4-1 概述
4.1.1 几何误差对零件使用性能的影响
4-1 概述
4.1.4基准及基准体系
基准的选择 基准是确定相关要素之间的方向和位置的依据，合理选择
基准才能保证零件的功能要求和工艺性及经济性。 基准通常有单一基准、组合基准和多基准等几种形式。
4-1 概述
4.1.4基准及基准体系
选择基准时应该考虑的因素 （1）设计时，应根据要素的功能要求及被测要素之间的几
何关系来选择基准。 （2）从装配关系来看，应选择零件相互结合，相互接触的
表面作为各自的基准，以保证零件的正确装配。 （3）从加工、测量角度来看，应选择在工具、夹具、量具
中定位的相应要素作为基准，并考虑这些要素作为基准时要便 于设计工具、夹具、量具，还应尽量使测量基准、设计基准统 一。
4-1 概述
4.1.4基准及基准体系
4-1 概述
4.1.3 几何公差的特征项目和符号
几何公差的分类 国家标准（GB/T1182-2008）把几何公差分为四种“公差
类型”，即：形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差。 形状公差可分为：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮
廓度和面轮廓度等六种； 方向公差分为：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度和面
轮廓度等五种； 位置公差可分为：位置度、同心度、同轴度、对称度、线
轮廓度和面轮廓度等六种； 跳动公差可分为：圆跳动和全跳动两种，
4-1 概述
4.1.3 几何公差的特征项目和符号
4-1 概述
4.1.3 几何公差的特征项目和符号
几何公差项目的附加符号
4-1 概述
4.1.4基准及基准体系
基准 基准是具有正确形状的拟合要素，在实际应用中，则由基
4-1 概述
4.1.1 几何误差对零件使用性能的影响
零件的几何误差直接影响零件的使用性能 （3）影响零件的可装配性 位置误差不仅会影响零件表面之间的配合性质，还会直接
影响零部件的可装配性。例如，法兰端面上的孔的位置存在位 置误差，就会影响零件的自由装配，电子产品中，电路板、芯 片插脚的位置误差将会影响各个电子器件在电路板上的正确安 装。
4-1 概述
4.1.5 几何公差标注
几何公差应按国Βιβλιοθήκη 标准GB/T1182—2008规定的标注方法， 在图样上按要求进行正确的标注。在图样上标注几何公差时应 采用代号标注。
几何误差 零件在加工过程中和加工完成后，其实际形状、方向和位
置相对于理想状态存在一定的不一致，这种偏离程度即为几何 误差。
几何误差是通过测量获得的； 几何公差是设计时给定的。
4-1 概述
4.1.1 几何误差对零件使用性能的影响
零件的几何误差直接影响零件的使用性能 （1）影响零件的配合性质 几何误差会影响零件表面之间的配合性质，造成间隙或过
4.1.2 几何精度研究的对象
几何要素
4-1 概述
4.1.2 几何精度研究的对象
基本术语及定义
要素的层次分为 公称组成要素——由技术制图或其他方法确定的理论正确组成要素。 实际要素——由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组 成要素部分。 提取要素——按规定方法，由实际（组成）要素提取有限数目的点 所形成的实际（组成）要素的近似替代。 导出要素——由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心 面。 拟合要素——按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状 的组成要素。