形状误差的评定

目录

摘要 (3)

前言 (3)

第1章形状公差的概述 (4)

1．1形状公差的概述 (4)

1．2形状公差的定义 (6)

第2章编程软件LabVIEW简介

2．1 LabVIEW概述 (10)

2．2 LabVIEW的应用 (10)

2．3 LabVIEW的编程环境 (11)

2．4设计过程中常用功能简介 (12)

第3章形位误差的评定

3． 1 直线度误差的评定 (21)

第4章直线度检测系统设计

4． 1 检测系统总体方案设计 (28)

4．2 机械系统设计计算 (28)

4．3 检测系统的硬件设计 (29)

4．4 检测系统的软件设计 (31)

附录 1 程序图 (37)

参考文献 (38)

摘要：本设计多功能形位误差测量仪，通过LABVIEW虚拟仪器控制采集与进行数据处理，通过多功能数据采集卡进行采集，使数据进入计算机中，采用不同的方法评定轴类零件的直线度、圆度和同轴度，然后可以得到它们的误差值和误差曲线图。

前言

目前，生产现场对形位误差测试的要求不断提高，一些原有的测试手段已不能满足产品生产的需要。例如各种工件的直线度的测量，以前采用跨桥和自准直仪测出角度，再采用人工计算、作图的方法得出结论。这种方法存在两方面的不足：一是测量误差大、精度低。如从自准仪上读数时要产生误差、人工画图时要产生误差；二是劳动强度大、效率低。由于测量数据必须记录在表格中，再进行人工绘图，造成工作量大，耗费时间。

多功能形位误差测量系统是一种精度高、功能多、性能稳定、测量数度快、操作简单和使用方便的形位误差测量系统。该系统可对直线度、圆度等形位误差进行测量，并且可以采用不同的方法进行评定误差。

第1章形状公差的概述

1．1．概述

零件在加工过程中，由于机床——夹具——刀具系统存在几何误

差，以及加工中出现受力变形、热变形、震动和磨损等影响，使被加工的零件的几何要素不可避免地产生误差。这些误差包括尺寸偏差、形状误差（包括宏观几何形状误差、波形和表面粗糙度）及位置误差。

图1－1 零件的几何误差

形状和位置误差（简称形位误差）对零件的使用功能有较大的影响。例如，孔与轴的结合，由于存在形状误差，在间隙配合中，会使间隙分布不均匀，加快局部磨损，从而降低零件的工作寿命；在过盈配合中，则使过盈量各处不一致，影响联结强度。总之，零件的形状误差对机器或仪器的工作精度、寿命等性能均有较大影响。对精密、高速、重载、高温、高压下工作的机器或仪器的影响更为突出。因此，为了满足零件装配后的功能要求，保证零件的几何要素规定必要形状和位置公差（简称形位公差）。

我国先行的形位公差标准为：《形状和位置公差通则、定义、符号和图形表示法》（GB/T1182----1996）,《形状和位置公差未注公差值》（GB/T118——1996），《形状和位置公差（GB/T4249——1996）

及《形状和位置公差最大实体要求，最小实体要求和可逆要求》（GB/T16671——1996）等。

零件的形状公差共14项，见表1－1。

表1－1 形状公差分类表

为了介绍形位公差，首先对几个有关术语说明如下：

构成零件几何特征的点、线、面称为要素，要素可分为：

1、理想要素与实际要素

（1）理想要素

指具有几何学意义的要素。它是按设计要求，由图纸上给给定的点、线、面的理想状态。

（2）实际要素

指零件上实际存在的要素，即加工后得到的要素。通常由测得的要素来代替。由于存在测量误差，故测得要素并非该要素

的真实状况。

2．单一要素与关联要素

按该要素与其他要素是否存在功能关系又可分为：

（1）单一要素

单一要素指仅对其本身给出形状公差的要素。

（2）关联要素

指对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。

1．2 形状公差的定义

形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差用形状公差带表达。形状公差带是限制实际要素变动的区域，零件实际要素在该区域为合格。形状公差带包括公差带形状、方向、位置和大小等四个因素。其公差值用公差带的宽度或直径来表示，而公差带的形状、方向、位置和大小则要随要素的几何特征及功能要求而定。

1．2．1各项形状公差带及其公差带

尽管零件的种类繁多，但构成零件几何的要素不外乎是直线、曲线、平面。回转面和曲面等。形状公差项目有下列6项。

1．直线度

直线度公差用于控制直线、轴线的形状误差。根据零件的功能要求，直线度可分为在给定平面、在给定方向上和任意方向上

三种情况。

（1）在给定平面

其公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。

（2）在给定方向上

又可分为：

①、给定一个方向

其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的的区域（如下图1-2所示）

图1-2

②、给定两个方向

其公差带是正截面为t1*t2的四棱柱的区域（见下图1-3）

图1-3

当只需控制实际线某一给定方向上的形状误差时，按前者标注。而后者标注法则用于控制实际线两个给定方向上的形状误差。通常是指相互垂直的两个方向，以下相同。

（3）任意方向上

其公差带是直径为公差值t的圆柱面的区域(如下图)，用于实

际任意方向上的形状误差均需控制的情况。

图1-4

标准中规定，在形位公差值前加注“”，表示其公差带为一

圆柱体，当被测要素为轴线或中心平面等中心要素时，指引线

的箭头应与尺寸线对齐（如上图1-4）

第2章编程软件LabVIEW简介随着测试技术及大规模集成电路技术的发展，传统的电子测试仪器己从模拟技术向数字技术发展；从单台仪器向多种功能仪器的组合及系统型发展；从完全由硬件实现仪器功能向软硬结合方向发展；从功能组合向以个人计算机为核心构成通用测试平台、功能模块及软件包形式的自动测试系统发展。同时，随着计算机技术的不断提高，现