位置精度设计与检测

第四章形位精度设计与检测

本章主要内容： 1、几何误差的基本概念及其对零件使用性能的影响。 2、几何公差项目及公差带。 3、处理几何公差与尺寸公差关系的公差原则。 4、几何误差的检测原则与评定方法。 5、几何公差的图样标注 6、几何公差的选用

第一节概述加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置，与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为几何误差。

轴套

轴套的外圆可能产生以下误差： 1)外圆在垂直于轴线的正截面上不圆(即圆度误差)加工后外圆的几何误差

2)外圆柱面上任一素线(是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线)不直(即直线度误差) 3)外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合(即同轴度误差)

几何误差对零件使用性能的影响如下： 1)工作精度方面例如：导轨的直线度误差会影响运动部件的运动精度；角尺的垂直度误差会影响测量精度；轴颈和轴承的圆度误差会降低轴的旋转精度；齿轮副轴线的平行度误差会降低轮齿的接触精度；凸轮的廓形误差会影响其工作精度；冲模、锻模工作表面的形状误差会影响被加工零件的几何形状精度。

2)工作寿命方面例如：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,加快局部磨损,以致降低零件的使用寿命;摩擦片的平面度误差会降低其工作的可靠性和工作寿命;连杆大、小头孔轴线的平行度误差会加速活塞环的磨损等。 3)可装配性方面例如：连接件法兰的螺栓孔位置误差会影响可装配性。

第二节基本概念和术语一、几何要素几何要素——构成零件几何特征的点、线、面统称为几何要素(简称要素)。几何公差的研究对象是几何要素。几何要素根据不同的特征可分为： 1.理想要素与实际要素(按存在的状态分) (1)理想要素——具有几何意义的要素,也即是没有任何误差的纯几何的点、线、面。

(2)实际要素——零件上实际存在的要素，即加工后得到的要素。 2.轮廓要素与中心要素(按结构特征分) (1)轮廓要素——组成轮廓的点、线、面。 (2)中心要素—--与轮廓要素有对称关系的点、线、面。 3.被测要素与基准要素(按检测关系分) (1)被测要素——给出了形状或(和)位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。 (2)基准要素——用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。理想的基准要素称为基准。

4.单一要素和关联要素(按功能要求分) (1)单一要素——仅对要素本

身给出形状公差要求的要素。 (2)关联要素——对其它要素有功能关系的要素。

二、形状公差指单一实际要素的形状所允许的变动全量。根据零件不同的几何特征，形状公差可分为六项，其特征项目及符号如表4-1所示。表4-1几何特征符号(GB/T 1182-2008)

三、位置公差广义的位置公差包括方向公差、位置公差及跳动公差。 (1)方向公差(orientation tolerance)关联实际要素对基准在规定方向上所允许的变动全量。 (2)位置公差(location tolerance)关联实际要素对基准在位置上所允许的变动全量。 (3)跳动公差(run-out tolerance)关联实际要素绕基准轴线旋转时所允许的最大跳动量,用于综合限制被测要素的形状误差和位置误差。位置公差的特征项目及符号如表4-1所示。

四、几何公差的公差带特征1.几何公差——是指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。 2.几何公差的公差带——是用来限制被测实际要素变动的区域，它是几何误差的最大允许值。几何公差的公差带具有的四个特征——形状、大小、方向和位置。1)形状 2)大小 3)方向 4)位置

五、基准基准是具有正确形状的理想要素,如点、直线、平面等,是确定要素间几何关系的依据。实际运用时,基准则由零件上的实际要素来确定。由于几何误差的存在,因此,由实际要素建立基准时,应以该基准实际要素的理想要素为基准,理想要素的位置应符合最小条件。所谓最小条件,是指实际要素相对于理想要素的最大变动量为最小。

六、理论正确尺寸当给出一个或一组要素的位置、方向或轮廓度公差时，分别用来确定其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸称为理论正确尺寸。理论正确尺寸也用于确定基准体系中各基准之间的方向、位置关系，它不附带公差，标注在方框中,以区别于未注公差。

七、附加符号几何公差标注所使用的附加符号见表4-2。附加符号赋予了几何公差更深层次的含义和作用。

第三节几何公差的标注一、公差框格国家标准规定，在技术图样中几何公差应采用框格代号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明，但应做到内容完整，用词严谨。公差框格用细实线画出，分成两格或多格。框格内从左至右依次填写的内容如下：

公差框格示例

公差框格的标注及含义 (1)第一格 (2)第二格几何公差特征的符号。几何公差数值和有关符号。基准字母和有关符号。规定不得采

(3)第三格和以后各格

用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九个字母。

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