几何精度设计与检测.ppt

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1、1 第 4章 几何精度精度设计与检测 (2) 4.2.2 几何公差带 -(2) 几何公差带的概念 -（ 2） 1. 形状公差带 -（ 4） 2. 方向公差带 -（ 13） 3. 位置公差带 -(33) 4. 轮廓度公差带 -(48) 5. 跳动公差带 -(54) 作业题 2解释 -(69) 课堂练习 -(70) 作业 作业题 2、 5-(71) 2 4.2.2 几何公差带 (2) 几何公差带 是指由一个或几个理想的几何线或面所限定 的、由线性公差值表示其大小的 区域 。它是限制实际被测要 素变动区域。 几何公差带有 形状、大小、方向和位置 四个要素。 （ 1）几何公差带形状 如表 4.3所示（

2、主要有 9种 ) 3 （ 2）几何公差带大小 公差带的大小是用它的 宽度 或直径 表示，由给定的 公差值（ t或 t 和 St ）决定。 （ 4）几何公差带位置 (3) 几何公差带的方向（即公差带的宽度方向） 对于 圆度公差带 的方向应垂直于公称 轴线 ，如图 4.24所示。 图 4.24 几何公差带位置 有 浮动和固定 两种形 式 。 为 被测要素的法向 。如另有说明时除外，如图 4.24所示。 4 1. 形状公差带 形状公差带是控制被测要素为线或面。 形状公差有直线度、平面度、圆度和圆柱度等主要几 何特征，它们公差带的定义和标注示例见表 4.4所示。 5 直 线 度 公 差 6 7 (1)

3、 直线度公差带 给定平面内的直线度公差带 公差带 定义 ：为在给定平面内和给定方向上，距离等于公 差值 t两平行直线所限定的区域，如左下图所示。 标注示例 如右下图所示 。 标注含义 ： 在任一平行于图示投影面的平面内，上平面的 提取（实际）线应限定在距离等于 0.1的两平直线之间。 公差带图 标注示例图 8 给定方向上的直线度公差带 公差带 定义 ：为间距等于公差值 t的两平行平面所限定的区 域，如左下图所示。 标注示例 如右下图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）的棱边线应限定在距离等于 0.1的 两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 9 给定任意方向 ( t 控制轴线 )的直线度公差带

4、 公差带定义 ： 由于公差值前加注了符号 ，公差带为直径 等于公差值 t的圆柱面所限定的区域，如下 左图所示。 标注示例 如右下图所示 。 标注含义 ：外 圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径 等于 0.08的圆柱面内。 公差带图 标注示例图 10 (2) 平面度公差带 公差带 定义 ：为间距等于公差值 t的两平行平面所限定 的 区域，如左下图所示。 标注示例 如右下图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）表面应限定在距离等于 0.08 的两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 11 (3) 圆度公差带 公差带 定义 ：为在给定横截面内，半径差等于公差值 t的 同心圆所限定的区域，如下左图所示

5、。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在圆柱面和圆锥面的任意横截面内，提取（实际） 圆周应限定在半径差等于 0.03的两同心圆之间。 标注示例图 公差带图 12 (4) 圆柱度 公差带 公差带 定义 ：为半径差等于公差值 t的两同轴圆柱面所限 定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）圆柱面应限定在半径差等于 0.1的两同轴圆柱面之间。 公差带图 标注示例图 13 2. 方向公差带 方向公差带是控制被测要素为线或面。 方向公差有平行度、垂直度和倾斜度等主要几何特征。 方向公差 是指实际关联要素相对基准要素的理想方向 的允许变动量。因此，方向公差有

6、基准 。 基 准 面 线 被测要素 为面 对 面 被测要素 为线 对 面 被测要素 为面 对 线 被测要素 为线 对 线 14 常用平行度、垂直度和倾斜度公差带的定义及标注 示例见表 4.5. 15 16 17 18 19 (1) 平行度公差带 基 准 面 线 面 对 面 平行度 线 对 面 平行度 面 对 线 平行度 线 对 线 平行度 平行度公差是方向公差中的一种，即要求被测要素 方向与基准要素方向平行。 给定水平方向 给定垂直方向 给定任意方向 20 面对基准面平行度的公差带 公差带 定义 ：为 距离等于公差值 t、 平行于基准平面 的两 平行平面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例

7、如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）表面应限定在距离等于 0. 1、 平行于基准 D的两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 21 线对基准面平行度的公差带 公差带 定义 ：为平行于基准面、距离等于公差值 t的两 平行平面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）中心线应限定在平行于基准平 面 B、 间距等于 0.01的两平行平面之间。 公 差 带 图 标注示例图 22 面对基准线平行度的公差带 公差带 定义 ：为距离等于公差值 t平行于基准轴线的两平行 平面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）表

8、面应限定在间距等于 0. 1、平行 于基准轴线 C的两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 23 线对基准线平行度的公差带 公差带 定义 ： 若公差值前加注了符号 ，公差带为平行于 基准轴线、直径等于公差值 t的圆柱面所限定的区 域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）中心线应限定在平行基准轴线 A 、直径等于 0. 03的圆柱面内。 公差带图 标注示例图 24 (2) 垂直度公差带 基 准 面 线 面 对 面 垂直度 线 对 面 垂直度 面 对 线 垂直度 线 对 线 垂直度 垂直度公差也是方向公差中的一种，即要求被测要素 方向与基准要素方向垂直。 给定水平

9、方向 给定垂直方向 给定任意方向 只是 线对面的垂直度公差带 比线对面的平行度公差 带要复杂，即有方向问题。 垂直度的公差带分析方法同平行度。 25 面对基准面垂直度的公差带 公差带 定义 ：为距离等于公差值 t、 垂直于基准平面的两平 行平面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）实际表面应限定在距离等于 0.08 、 垂直于基准平面 A的两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 26 面对基准线垂直度的公差带 公差带 定义 ：为距离等于公差值 t且垂直于基准轴线的两平 行平面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提

10、取（实际）实际表面应限定在距离等于 0.08 的两平行平面之间。该两平行平面垂直于基准轴线 A。 公差带图 标注示例图 27 线对基准面垂直度的公差带 公差带 定义 ： 若公差值前加注符号 ，公差带为直径等于 公差值 t、 轴线垂直于基准平面的圆柱面所 限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径 等于 0.01、垂直于基准平面 A的圆柱面内。 公差带图 标注示例图 28 线对基准体系垂直度的公差带 公差带 定义 ：为间距直径等于公差值 t的两平行平面所限定 的区域。该两平行平面垂直于基准平面 A,且平行于基 准平面 B。如下左图

11、所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 圆柱面的提取（实际）中心线应限定在距离 等于 0.1的两平行平面之间。该两平行平面垂直于基 准平面 A,且平行于基准平面 B。 公差带图 标注示例图 29 (3) 倾斜度公差带 基 准 面 线 面 对 面 倾斜度 线 对 面 倾斜度 面 对 线 倾斜度 线 对 线 倾斜度 倾斜度公差是最基本的一种方向公差，平行度、垂直 度是它的特例。 30 面对基准面倾斜度的公差带 公差带 定义 ：公差带为间距等于公差值 t的两平行平面所限 定的区域。该两平行平面按给定角度倾斜于基准平 面。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）

12、表面应限定在距离等于 0.08的两 平行平面之间。该两平行平面按论理正确角度 400倾 斜于基准平面 A。 公差带图 标注示例图 31 线对基准线倾斜度的公差带 公差带 定义 ：公差带为间距等于公差值 t的两平行平面所限 定的区域。该两平行平面按给定角度倾斜于公共基 准轴线。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）中心线应限定在距离等于 0.08的 两平行平面之间。该两平行平面按论理正确角度 600 倾斜于公共基准轴线 A B。 公差带图 标注示例图 32 方向公差带能把同一被测要素的 形状误差控制在方向公差 带范围内 。因此，对某一被测要素给出方向公差后，仅在对

13、形 状精度有进一步要求时，才另外给出形状公差，但 形状公差值 必需小于方向公差值 ，如图 4.25所示。 图 4.25 对某一被测要素同时有方向 公差和形状公差要求的示例 33 位置公差主要有 同心度、同轴度、对称度和位置 度等几何特征。 3. 位置公差带 常用同心度、同轴度、对称度和位置度公差带的定 义及标注示例见表 4.6。 位置公差带是控制被测要素为点、线或面。 位置公差 是指实际关联要素相对基准要素或基准和 理论正确尺寸所确定的理想位置的允许变动量。位置度 公差带的位置是固定的。 34 同 心 度 同 轴 度 35 36 37 (1) 同心度公差带 同心度公差带 是控制被测要素为圆心

14、（即点），即被测实际圆心与基准圆心重 合程度的精度要求。 同心度公差 是指被测实际圆心对基准 圆心的允许变动量。 38 公差带 定义 ： 若公差值前加注符号 ，公差带为直径 等于公差值 t的圆周所限定的区域。该圆周的圆心与基准 点重合，如下左图所示。 同心度标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在任意横截面内（ ACS表示任意横截面 ） ， 内圆的提取（实际）中心应限定在直径等于 0. 1，以基准点 A为圆心的圆周内 。 公差带图 标注示例图 39 (2) 同轴度公差带 同轴度公差带 是控制被测要素（圆柱面或圆锥面）为轴 线，即被测实际轴线与基准轴线重合程度的精度要求。 同轴度公差 是指被

15、测实际轴线对基准轴线的允许变动 量。 40 公差带 定义 ： 若公差值前加注符号 ，公差带为直径等 于公差值 t的圆柱面所限定的区域。该圆柱面的轴线与基 准轴线重合，如下左图所示。 同轴度标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 大圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直 径等于 0. 1、以基准轴线 A为轴线的圆柱面内。 公 差 带 图 标注示例图 41 (3) 对称度公差带 对称度公差带 是控制被测要素为中心平面或轴 线，即被测导出要素与基准导出要素重合程度的精 度要求 。 对称度公差 是指被测导出要素（中心平面或轴 线）的位置对基准导出要素（基准平面或基准轴线） 的允许变动量。 对称度公差带

16、 是指距离为公差值，并相对于基 准 对称配置 的两平行平面之间的区域，其位置是固 定。 42 公差带 定义 ： 公差带为距离等于公差值 t、 对称于基准 中心平面的两平行平面所限定的区域。如下左图所示。 对称度标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）中心面应限定在距离等 0.08、 对称于公共基准中心平面 A B两平行平面之间。 公差带图 标注示例图 43 (4) 位置度公差带 位置度公差带 是控制被测要素为点、线或面， 即被测要素相对于基准和理论正确尺寸所确定的理 想位置的精度要求。 位置度公差 是指被测的实际位置对其理想位置 的允许变动量。 位置度公差带 是指被测要素的理想位

17、置为中心 来控制实际被测要素的变动区域，该区域相对于理 想位置对称配置，其宽度或直径等于公差值。公差 带的位置是固定的。 44 公差带 定义 ： 公差值前加注 S， 公差带为直径等于公差值 S t的圆球面所限定的区域。该圆球面的中心的理论正确位置 由基准 A、 B、 C和理论正确尺寸确定。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）球心应限定在直径等于 S0.3 的圆球内。该圆球面的中心由基准平面 A、基准平面 B、基准 中心平面 C和理论正确尺寸 30、 25确定。 点的位置度公差带 公 差 带 图 标注示例图 45 公差带 定义 ： 给定一个方向的公差时 ， 公差

18、带为距离等于 公差值 t、 对称于线的理论正确位置的两平行平面所限定的区 域。线的理论正确位置由基准 A、 B、和理论正确尺寸确定。 公差只在一个方向上给定。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 各条刻线的提取（实际）中心线应限定在距 离等于 0.1、对称于基准平面 A、 B和理论正确尺寸 25、 10确定 的理论正确位置的两平行平面之间。 线的位置度公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 46 公差带 定义 ： 公差带为间距等于公差值 t、 且对于被测面 理论正确位置的两平行平面所限定的区域。面的理论正确位置 由基准面 、 基准轴线和理论正确尺寸确定。如下左图所示。

19、标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）表面应限定在距离等于 0.05、 且对称于被测面的理论正确位置的两平行平面之间。该两平 行平面对称于由基准平面 A、基准轴线 B和理论正确尺寸 15、 1050确定的理论正确位置。 面的位置度公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 47 位置公差带能把同一被测要素的 形状误差和方向误差控 制在位置公差带区域内 。因此，对某一被测要素给出位置公 差后，一般不再给出形状公差和方向公差了。仅在对形状精 度或方向精度有进一步要求时，才另外给出形状公差或方向 公差。 图 4.26 对同一被测要素同时给出 形状、方向和位置公差 但应遵守 形 状公差

20、小于方向 公差 、 方向公差 小于位置公差的 原则 。其标注示 例如图 4.26所示。 48 4. 轮廓度公差带 线轮廓度和面轮廓度公差带的定义及标注示例 见表 4.7所示。 轮廓度公差带是控制被测要素为曲线或曲面。 轮廓度公差 分线轮廓度和面轮廓度公差两种几何特征 。 无基准要求的轮廓度公差为形状公差，有基准要求的 轮廓度公差为方向公差或位置公差。 49 50 公差带 定义 ： 公差带为直径等于公差值 t、 圆心位于具有 理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域，如 下左图所示。 。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在任一平行于图示投影面的横截面内，提取 （实际）轮廓线应

21、限定在直径等于 0.04，圆心位于被测要素理 论正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间。 (1) 线轮廓度公差带 无基准的线轮廓度公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 51 公差带 定义 ： 公差带为直径等于公差值 t、 圆心位于由基 准平面 A和基准平面 B确定的被测要素理论正确几何形状上的一 系列圆的两包络线所限定的区域，如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在任一平行于图示投影平面的横截面内，提 取（实际）轮廓线应限定在直径等于 0.04，圆心位于由基准平 面 A和基准平面 B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系 列圆的两等距包络线之间。 有基准的线轮廓度公差

22、带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 52 公差带 定义 ： 公差带为直径等于公差值 t、 球心位于被测 要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区 域如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）轮廓面应限定在直径等于 0.02， 球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等 距包络面之间。 (2) 面轮廓度公差带 无基准的面轮廓度公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 53 公差带 定义 ： 公差带为直径等于公差值 t、 球心位于由基 准平面 A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的 两包络面所限定的区域，如下左图所示。 标注示例

23、如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）轮廓面应限定在直径等于 0.1， 球心位于由基准平面 A确定的被测要素理论正确几何形状上的 一系列圆球的两等距包络面之间。 有基准的面轮廓度公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 54 5. 跳动公差带 跳动公差 带 是控制被测要素为圆柱体的圆 柱面、圆柱端面，圆锥体的圆锥面和曲面等 组成要素。 跳动公差 是按特定测量方法定义的综 合的几何公差 。 跳动公差 分圆跳动和全跳动，其公差带的 定义及标注示例见表 4.8所示。 跳动公差的 基准 为圆柱体或圆锥体的 轴线 。 55 56 全 跳 动 公 差 57 （ 1）圆跳动公差带 圆跳动 是指实际被

24、测的组成要素绕基准轴线在无轴向 移动的条件下转一转过程中，由固定的指示表在给定测量 方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。 圆跳动公差 是指上述测得示值之差的允许变动量。 m i nm a x RRf 58 公差带 定义 ： 公差带为在任一垂直于基准轴线的横截面 内、半径差等于公差值 t、 圆心在基准轴线上的 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在任一垂直于基准 A的横截面内，提取（实 际）圆应限定在半径差等于 0.1，圆心在基准轴线 A上的两同 心圆之间，见图（ a）。 径向圆跳动公差带 在任一平行于基准平面 B、 垂直于基准轴线 A的截面上， 提取（实际）圆应限定在半径差等于

25、0.1，圆心在基准轴线 A 上的两同心圆之间，见图（ b）。 公 差 带 图 标 注 示 例 图 两同圆所限定 的区域。如下 左图所示。 59 公差带 定义 ： 公差带为为与基准轴线同轴的任一直径的 圆柱截面上、间距等于公差值 t的两圆所限定的圆柱面区域， 如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在与基准轴线 D同轴的任一圆柱形截面 上，提取（实际）圆应限定在轴向距离差等于 0.1的两个 等圆之间。 轴向圆跳动公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 60 公差带 定义 ： 公差带为为与基准轴线同轴的某圆锥截面上、 间距等于公差值 t 的两圆所限定的圆锥面区域。除非另有规定

26、， 测量方法应沿被测表面的法向。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 在与基准轴线 C同轴的任一圆锥面上，提取 （实际）线应限定在素线方向间距差等于 0.1的两个不等圆 之间。 斜向圆跳动公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 61 （ 2）全跳动公差带 全跳动 是指实际被测的组成要素绕基准轴线在无轴向移动的条件下 连 续旋转 ，并且指示表与实际被测要素 作相对运动 过程中，由指示表在给定的 测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。 全跳动公差 是指上述测得示值之差的允许变动量。 A m i nm a x RRf 62 公差带 定义 ： 公差带为半径差等于公差值

27、 t、 与基准轴线 同轴的两圆柱面所限定的区域。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： 提取（实际）表面应限定在半径差等于 0.1，与 公共基准轴线 A B同轴的两圆柱面之间。 径向全圆跳动公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 63 公差带 定义 ： 公差带为间距等于公差值 t、 垂直于基 准轴线的两平行平面所限定的区域。如下左图所示。 标注示例 如下右图所示 。 标注含义 ： ，提取（实际）表面应限定在间距等于 0.1， 垂直于基准轴线 D的两平行平面之间。 轴向全圆跳动公差带 公 差 带 图 标 注 示 例 图 64 跳动公差带能综合 控制 同一被测要素的 形状误

28、差、方向误差和位置误差 。例如径向圆跳动公差带可 以同时控制同轴度误差和圆度误差；径向全跳动公差 带可以同时控制同轴度误差和圆柱度误差；轴向全跳 动公差带可以同时控制端面对基准轴线的垂直度误差 和平面度误差。 对某一被测要素给出跳动公差后，若不能满足功 能要素时，则另行给出形状、方向和位置公差，其公 差值应遵守 形状公差小于方向公差 ， 方向公差小于位 置公差，位置公差小于跳动公差 的原则。 65 圆跳动和全跳动的区别： (1) 径向跳动 f f 0.1 0.1 A A A 66 f f (2) 轴向跳动 f f A A 0.01 A A A 0.05 A 67 例 1 指出下图中几何公差的标注错误（在错误 处划“ ”），并加以改正（不允许改变几何特征 符号）。 0.01 0.05 A A 68 改错题答案 A 69 作业题 2解释： 例 1：键槽中心平面对其圆锥轴线 G的对称度的公差 值为 0.025。 例 2：圆柱体 d3的圆柱度公差值为 0.01。 70 课堂练习 1. 说明下面两图所标注的几何公差有什么 不同？ 哪个要求严？ d 1 0.0 5 A d 2 A 0.0 5 A d 2 d 1 A 71 课堂练习 2. 说明下面两图所标注的几何公差有什么 不同？ 哪个要求严？ 0.0 5 A d 1 d 2 A d 2 d 1 0.0 5 A A 作业 作业题 2、 5