07第4章 几何精度设计与检测01

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1、内容提要:第4章几何精度精度设计与检测1.几何误差与几何公差的关系；2.几何误差的研究对象；3.几何公差19个特征项目及其公差带的特点；4.几何公差在图样上的标注方法；5.公差原则和公差要求；6.几何公差精度设计的内容及其基本方法；7.几何公差（未注公差和注出公差）值的选用；8.形状误差及其评定和最小条件（评定准则）的概念；方向误差及其评定和基准的概念；位置误差及其评定和基准的概念。1第4章几何精度设计与检测4.1概述几何公差是控制几何误差的：t几何≥f几何。几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和

2、相互位置的差异。在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。图4.1零件的形状、方向误差如图4.1所示，加工后的零件存在形状误差和方向误差。24.1.1几何误差的产生及其影响1.几何误差的产生（1）由于零件在加工中，机床、夹具和刀具等工艺系统本身有误差;（2）加工过程中有受力变形、振动和磨损等因素产生误差。2.f几何对零件使用性能的影响①f几何影响零件的功能要求例如机床导轨直线度、平面度有误差，将影响机床刀架的运动精度。3②f几何影响零件的配合性质例如轴承盖上各螺钉孔的位置不正确，在用螺

3、栓固定时，就会影响自由装配。③f几何影响零件的自由装配例如孔、轴结合的间隙配合，孔轴表面有形状误差，将会使间隙分布不均，运动时磨损加快，影响寿命和精度。总之，零件几何误差对其工作性能的影响很大，它是衡量机器、仪器产品质量的重要指标。4图4.2零件的几何要素4.1.2几何误差的研究对象——几何要素构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。如图4.2所示的零件就是由多种几何要素组成的。5几何要素分类：1.按结构特征分（1）组成要素（轮廓要素）组成要素是指零件的表面或表面上的线。例如图4.2中的球面、圆柱面、圆锥面、端平面和圆柱面

4、、圆锥面的素线。图4.2零件的几何要素6组成要素中按存在的状态又可分为：（a）公称组成要素—是指由技术制图或其他方法确定的理论正确组成要素。如图4.3（a)所示。（b）实际（组成）要素—是指由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。如图4.3（b)所示。图4.3几何要素定义之间的相互关系7在评定几何误差时，通常以提取组成要素代替实际（组成）要素。提取组成要素是指按规定的方法由实际（组成）要素提取有限数目的点所形成的实际要素的近似替代。如图4.3（c）中的提取组成要素。图4.3几何要素定义之间的相互关系8（2）

5、导出要素（中心要素）导出要素是指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。图4.2零件的几何要素如图4.2中球心是由组成要素球面得到的导出要素（中心点）、轴线是由组成要素圆柱面和圆锥面得到的导出要素（中心线）。9（b）提取导出要素—是指由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面。如图4.3（c)所示。导出要素中按存在状态又可分为：（a）公称导出要素—是指由一个或几个公称组成要素导出的中心点、轴线或中心面。如图4.3（a)所示。图4.3几何要素定义之间的相互关系102.按检测关系分图样给出了几何公差要求的要素

6、。(1)被测要素：如图4.1中所示。Ⅰ图4.1（a）Ⅱ被测要素按其功能要求又可分为：(a)单一要素—是指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。如图4.1（a）中的Ⅰ。(b)关联要素—是指相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给出方向或位置公差要求的被测要素。如图4.1(a)中Φd1的轴线Ⅱ。11（2）基准要素：是指图样上规定用来确定被测要素的方向或位置的要素。如图4.1（a）中Φd2的左端面Ⅲ。基准－理想的基准要素。图4.1（a）Ⅰ图4.1（a）Ⅱ基准要素Ⅲ应当指出，基准要素本身按其功能要求可以是单一要素或关联要素。124

7、.1.3几何公差的几何特征、符号和附加符号1.几何公差的类型、几何特征及其符号如表4.1所示。13由表4.1可见几何公差分为形状公差(6项)、方向公差（5项）、位置公差（6项）和跳动公差（2项）共四类（19项）。其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。方向公差、位置公差和跳动公差是对关联要素提出的几何特征，因此，在大多数情况下都有基准要求。142.几何公差的附加符号如表4.2所示154.2几何公差的标注及其公差带4.2.1几何公差的标注若无法用符号标注，或用符号标注很繁琐时，可在技术要求中用文字说明或列表注

8、明。在技术图样中一般都应用符号标注。进行几何公差标注时，应绘制公差框格，注明几何公差数值，并使用表4.1和表4.2中的有关符号。1.公差框格用公差框格标注时，公差要求标注在划分成两格或多格的矩形框格内。框格中的内容从左至右顺序填写，如图4.4所示。16图4.4公差框格(1)几何特征符号(2