形位误差与检测
形位误差的检测
2.测量特征参数原则 用该原则所得到的形位误差值与按定义确定的形位误差值 相比，只是一个近似值，但应用此原则，可以简化过程和 设备，也不需要复杂的数据处理，故在满足功能的前提下， 可取得明显的经济效益。在生产现场用得较多。如：以平 面上任意方向的最大直线度来近似表示该平面的平面度误 差；用两点法测圆度误差；在一个横截面内的几个方向上 测量直径，取最大、最小直径差之半作为圆柱度误差。
用刀口尺和被测要素相接触，使刀口尺和被测要素之间最大光隙为最 小时，这样估读出的最大光隙值就是被测直线/平面的直线度误差。
(2)平面度误差的测量
指示器法 将被测零件支撑在平板上，平板工作面为测量基准，按一定的方式布 点，用指示器对被测表面上各测点进行测量并记录所测数据，然后， 按一定的方法评定其误差值。
公差配合与测量技术
形位误差的检测
一、形位误差的检测原则
1.与理想要素比较的原则 即将被测要素与其理想要素相比较，用直接或间接测量 法测得形位误差值应用最为广泛的一种方法，理想要素 可用不同的方法获得，如用刀口尺的刃口，平尺的工作 面，平台和平板的工作面以及样板的轮廓面等实物体现， 也可用运动轨迹来体现，如：精密回转轴上的一个点 （测头）在回转中所形成的轨迹（即产生的理想圆）为 理想要素，还可用束光、水平面（线）等体现。
如图所示，图A为被测工件通过心轴安装在两同轴顶尖之间，两同轴顶 尖的中心线体现基准轴线； 图B为V形块体现基准轴线，测量中，当被测工件绕基准回转一周中，指 示表不作轴向（或径向）移动时，可测得圆跳动，作轴向（或径向）移 动时，可测得全跳动。
5.控制实效边界原则
按最大实体要求给出形位公差时，要求被测实体不 得起过最大实体边界，判断被测实体是否超过最大 实体边界的有效方法就是用位置量规。
形状和位置公差检测规定
图8
18、基准轴线（基准中心线）：由实际轴线（中心线）建立基准线（中心线）时，基准轴线（中心线）为该实际轴线（中心线）的理想轴线（中心线），如图9所示。
图9
注：①实际轴线为实际回转体各横截面测得轮廓的中心点的连线，如下图所示。测得轮廓的中心点是指该轮廓的理想圆的圆心。
测量直角坐标值
3
测量特征参
数原则
测量被测实际要素上具有代表性的参数（即特征参数）来表示形位误差值
两点法测量圆度特征参数
编号
检测原则名称
说明
示例
4
测量跳动原则
被测实际要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向测量其对某参考点或线的变动量。
变动量是指指示器最大与最小读数之差。
测量径向跳动
5
控制实效边
界原则
检验被测实际要素是否超过实效边界，以判断合格与否
图21
图22
图23
在满足零件功能要求的前提下，当第一、第二基准平面与基准实际要素间为非稳定接触时，允许其自然接触。
五、仲裁
28、当发生争议时，用分析测量精度的方法进行仲裁。
29、当由于采用不同方法评定形位误差值而引争议时，对于形状、定向、定位误差分别以最小区域、定向最小区域和定位最小区域的宽度（或直径）所表示的误差作为仲裁依据。
由L形架体现的轴线
给基
定准
位轴
置线
的
公
共
同轴两顶尖的轴线
续表3
基准示例
模拟方法示例
基
准
平
面
与基准实际表面接触的平板或平台工作面
基
准
中
形位误差检测原则
第六节形位误差的评定及检测一、形位误差的评定1．形状误差的评定1）最小条件评定形状误差的基本原则是“最小条件”：即被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。
(1) 轮廓要素(线、面轮廓度除外)最小条件就是理想要素位于实体之外与实际要素接触，并使被测要素对理想要素的最大变动量为最小。
(2) 中心要素最小条件：就是理想要素应穿过实际中心要素，并使实际中心要素对理想要素的最大变动量为最小。
Ⅰ最小区域f 1Ⅱ被测实际要素Ⅲ图4-24 轮廓要素的最小条件L2被测实际要素d1L12图4-25中心要素的最小条件2）最小包容区（简称最小区域）最小包容区（简称最小区域）：是指包容被测实际要素时，具有最小宽度f或直径 f的包容区域。
形状误差值用最小包容区（简称最小区域）的宽度或直径表示。
按最小包容区评定形状误差的方法，称为最小区域法。
最小条件是评定形状误差的基本原则，在满足零件功能要求的前提下，允许采用近似方法评定形状误差。
当采用不同评定方法所获得的测量结果有争议时，应以最小区域法作为评定结果的仲裁依据。
被测实际要素SSa) 评定直线度误差图4-26 最小包容区示例被测实际要素被测实际要素SSc) 评定平面度误差b) 评定圆度误差2．定向误差的评定定向误差值用定向最小包容区域(简称定向最小区域)的宽度或直径表示。
定向最小包容区域是按理想要素的方向来包容被测实际要素，且具有最小宽度f或直径 f的包容区域。
S被测实际要素基准图4-27 定向最小包容区域示例被测实际要素S被测实际要素基准S基准α图4-27 定向最小包容区域示例3．定位误差的评定评定形状、定向和定位误差的最小包容区域的大小一般是有区别的。
如图4-29所示，其关系是：f 形状< f 定向< f 定位当零件上某要素同时有形状、定向和定位精度要求时，则设计中对该要素所给定的三种公差(T 形状、T 定向和T 定位)应符合：T 形状＜T 定向＜T 定位基准A被测实际要素FSLh 1PP S基准AOL yL x基准Bf图4-28 定位最小包容区域示例HAAAt1t2t3a) 形状、定向和定位公差标注示例：t1 < t2 < t3AHf形状b) 形状、定向和定位误差评定的最小包容区域：f形状< f定向< f定位图4-29 评定形状、定向和定位误差的区别f定向f定位二、形位误差的检测原则1．与理想要素比较原则与理想要素比较原则是指测量时将被测实际要素与其理想要素作比较，从中获得数据，以评定被测要素的形位误差值。
形位误差的检测原则
形位误差的检测原则形位误差是指在零件加工过程中，由于加工设备、材料、工艺等因素的影响，导致零件尺寸、形状和位置等方面与设计要求不符的现象。
为了确保制造出符合要求的零件，常常需要进行形位误差的检测。
1.目标指标原则：根据零件的设计要求和使用要求，明确形位误差的目标指标。
目标指标是对零件形状、尺寸和位置等方面的要求的具体表述，可以是零件的图纸上的标注、工艺规程中的要求或客户提出的要求等。
通过目标指标原则，可以明确形位误差的检测的目的和依据。
2.合理性原则：形位误差的检测方法应当科学合理，既能保证检测结果的准确性，又能保证检测过程的可操作性和经济性。
合理性原则要求选择适当的检测方法和检测设备，制定合理的检测方案，并合理安排检测的步骤和流程。
3.全面性原则：形位误差的检测应当全面、细致，对零件的各个方面的尺寸、形状和位置进行全面的检测。
全面性原则要求对目标指标中规定的各项形位误差进行逐一检测，并记录检测结果。
同时，也要对可能的意外误差进行预测和检测，以确保检测结果的真实可靠。
4.重要性原则：形位误差的重要性会根据不同的零件和应用场景而有所差异。
一些零件的形位误差对整个装配系统的工作效果和安全性有着重要的影响，而另一些零件的形位误差则可以容忍一定的范围。
重要性原则要求根据不同零件的重要性确定形位误差的容许范围，并在检测过程中对重要性较高的部分加强检测。
5.可比性原则：形位误差的检测结果应当是可比性的，即在不同的条件下，通过同样的检测方法和仪器，应当得到相同或相近的结果。
可比性原则要求消除人为因素对检测结果的影响，确保各次检测的可比性。
同时，也要求在需比较不同零件或不同批次零件的形位误差时，能够确保结果的可比性。
以上是形位误差的检测原则，通过遵循这些原则，可以确保形位误差的检测结果真实可靠，并保证制造出符合要求的零件。
公差与测量技术_第3章_形位公差及检测
汽车制造：在汽车制造过程中形位公差与测量技术被广泛应用于车身、发动机、底盘等零部件的制造和装配。
航空航天：在航空航天领域形位公差与测量技术被用于飞机、火箭、卫星等设备的制造和装配以确保其性能和安 全性。
机械设备制造：在机械设备制造领域形位公差与测量技术被用于各种机械设备的制造和装配如机床、机器人、医 疗器械等。
直接测量法：通过测量工具直接测量工件的尺寸和形状
间接测量法：通过测量工件的位移、角度等参数来间接测量形位误差
光学测量法：利用光学仪器进行非接触测量如投影仪、光学测量仪等
激光测量法：利用激光干涉仪进行高精度测量适用于精密加工和检测
计算机辅助测量法：利用计算机软件进行数据处理和分析提高测量精度 和效率
汽车零件的尺寸和形状公差检测 汽车车身的形位公差检测 汽车轮胎的形位公差检测 汽车发动机和变速箱的形位公差检测 汽车底盘和悬挂系统的形位公差检测 汽车电子系统的形位公差检测
航空航天领域：用于飞机、卫星等设备的制造和检测 汽车制造领域：用于汽车零部件的制造和检测 机械制造领域：用于机械设备的制造和检测 电子制造领域：用于电子设备的制造和检测 建筑工程领域：用于建筑结构的制造和检测 医疗设备领域：用于医疗设备的制造和检测
满足客户需求：形位公 差与测量技术的提高有 助于满足客户的需求提 高客户满意度。
提高测量仪器的精度和稳 定性
加强测量人员的培训和技 能提升
采用先进的测量方法和技 术如激光测量、三维扫描 等
建立完善的测量管理体系 确保测量数据的准确性和 可靠性
加强与生产部门的沟通和 协作确保测量结果的及时 性和有效性
行数据处理和分析
确定测量报告：根据测量结果 编写测量报告包括测量数据、
分析结果、结论等
形位公差定义及检测方法
形位公差定义及检测方法一、直线度的定义及检测方法定义：直线度是指零件被测的线要素直不直的程度。
检测方法概述：㈠.将平尺（小零件可用刀口尺）与被测面直接接触并靠紧。
此时平尺与被测面之间的最大间隙即为该检测面的直线度误差。
一般公用检测器具-塞尺。
（图片）按此方法检测若干条素线，取其中最大误差值作为该件的直线度误差。
㈡.将被测件放在平台上，并靠紧方箱或直角尺（或者将被测件放置在等高V型铁上）。
用杠杆表在被测素线的全长范围内测量，同时记录检测数值，最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。
（简图）：按上述方法测量若干条素线，并计算，取其中最大的误差值，作为被测零部件的直线度误差。
㈢将被测零部件用千斤顶支起，利用杠杆表将被测素线的两端点调整到与平台平行，在被测素线的全长范围内测量，同时记录，读数，最大值与最小值之差即为该素线的直线度误差，按同样方法测量若干条素线，取其中最大的误差值作为该被测件的直线度误差。
㈣综合量规：综合量规的直径等于被测零件的实效尺寸，综合量规必须通过被测零件。
二、平面度定义及检验方法平面度是指零件被测表面的要素平不平得程度。
㈠将被测件用千斤顶支撑在平台上，调整被测表面最远的三点A,B,C，（利用杠杆表或高度尺）使其与平台平行，然后用测头在整个实际表面上进行测量，同时记录读数，其最大与最小读数之差，即为被测件平面度误差。
㈡用刀口尺（小型件）或平尺（较大型件）在整个被测平面上采用“米”字型或栅格型方法进行检测，用塞尺进行检验，取其塞尺最大值为该被测零件得平面度误差。
㈢环类垫圈类零件将被测件的被测面放在平台上，压紧，然后用塞尺检测多处，其塞入的最大值即为该件的平面度误差。
（或者将被测件的被测面用三块等高垫铁在平台上均分支撑，然后用杠杆表在被测面的多处进行检测，取其最大与最小读数的差作为该件的平面度误差。
三、圆度定义及测量方法定义：圆度是指具有圆柱面（包括圆锥面）的零件在同一横剖面内的实际轮廓不圆的程度。
形位误差及其检测
2、形状公差带及其特点 ①直线度公差 —— 用于控制直线和轴线的形状误差。
含义：在给定平面内的直 线度其公差带是距离为公 差值t的两平行直线之间 的区域。
a、当给定一个方向时， 公差带是距离为公差值t的 两平行平面之间的区域
b、当给定互相垂直的两个方 向时，公差带是两对给定方向 上距离分别为公差值t1和t2的 两平行平面之间的区域
示例：
二个点目标 和 一个线目标 构成基准 A 。
图 26
用基准目标来体现基准，能提高基准的定位精度。
③顺序 基准体系中基准的顺序前后表示了不同的设计要求 。
强调4孔轴线 与A轴线平行 强调4孔轴线 与B平面垂直 基准后有、 无附加符号 又表示了不 同的设计要 求。详见公 差原则。
二、 形位公差的标注方法
零件1 零件2
在加工和检测过程中，往往用测量平台表面、检具定位表 面或心轴等足够精度的实际表面来作为模拟基准要素。
②类型：
a、单一基准 — 一个要素做一个基准；
A
b、组合(公共)基准 — 二个或二个以上要素做一个基准；
A-B 典型的例子为公共轴线做基准。 A-B
A
B
c、基准体系 — 由二个或三个独立的基准构成的组合；
无基准要求的形状公差，公差框格仅两格；有基准要求的位 臵公差，公差框格为三格至五格。 形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放
置（逆时针转）。
2.指引线——被测要素的标注
①中国GB标准 — 形位公差框格通过用带箭头的指引线与要 素相连。
a) 被测要素是轮廓要素时，箭头臵于要素的轮廓线或轮廓线 的延长线上（但必须与尺寸线明显地分开）。
0.01
A
ø 0.15 A B
实验二 形位误差测量
实验二 形位误差测量一．实验目的1．了解位置度误差的检测原则和基准体现方法；误差的测量原理及方法。
2．熟悉通用量具的使用。
3．加深对平行度、垂直度等位置公差的理解。
二．实验设备测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、外径游标卡尺等。
三．实验内容1．图2-1为被测件角座，其上提出四个位置公差要求；（1）顶面对底面的平行度公差0.15;（2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05;(3)两孔轴线之间的平行公差0.35;(4)侧面对底面的垂直度公差0.20;2．被测件活塞，要求测量活塞裙部轴线对销孔轴线的位置度三．实验方法步骤 1．按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（图2-1）。
将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测头与被测面接触，使百分表指针倒转1～2圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。
图2-2 测量顶面对底面的平行度误差 图2-3 测量两孔轴线对底面的平行度误差 2．按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差。
用心轴模拟被测孔的轴线（图 2-3），以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之（调整方法同步骤1）， 在距离为L 1的两个位置上测的两个读数M 1和M 2，被测轴线的平行度误差为=f 211M M L L − 式中：L ——被测轴线的长度。
3．按检测原则1测量两孔轴线之间的平行度误差（图2-4）。
用心轴模拟两孔轴线用 游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸a 1及a 2，差值（a 1-a 2）即为所求平行度误差。
1图2-4 测量两孔轴线之间的平行度误差 图2-5 测量侧面对底面的垂直度4．按捡测原则3（测量特征参数原则）测量侧面对底面的垂直度误差（图2-5）。
用平板模拟基准，将精密直角尺的短边垂直于平板上，长边靠在被测侧面上，此时长边即为理想要素。
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形位误差与检测
一、填空
1、测得实际轴线与基准轴线的最大距离为＋0.04mm，最小距离为－0.01mm，则该零件的同轴度误差____。
2、面对面平行度的公差带形状为__，公差带相对于基准平面的位置__。
3、零件的形状误差包括：直线度，__，线轮廓度，_，面轮廓度和__：符号分别是__，________，________，________，________和________。
4、形位误差包括___误差和____误差。
5、零件的位置误差包括：平行度，__，倾斜度，__，对称度，__，全跳动和__；符号分别是________，_______，________，________，________，________，________和________。
6、已知某基准孔的公差为0.013，则它的下偏差为____mm，上偏差为__mm。
7、公差等级的选择原则是__的前提下，尽量选用_的公差等级。
8、φ50g6中φ50表示，字母g表示，数字6表示。
9、公差带的大小由标准公差等级决定，标准公差等级有级。
10、给出形状或位置公差要求的要素称为__要素，用于确定被测要素方向或位置的要素称__要素。
11、若被测要素为轮廓要素，框格箭头指引线应与该要素的尺寸线__，若被测要素为中心要素，框格箭头指引线应与该要素的尺寸线__。
12、定向公差的项目有三项，分别是、和。
13、设计时给定的尺寸称为。
14、基本偏差代号用字母表示，大写代表的基本偏差。
二、选择
1、在图样上标注被测要素的形位公差，若形位公差值前面加“ ”，则形位公差带的形状为（）。
A 两同心圆
B 两同轴圆柱
C 圆形或圆柱形
D 圆形、圆柱形或球
2、孔的轴线在任意方向上的位置度公差带的形状是（）；
A 两同心圆
B 圆柱 C两平行平面 D 相互垂直的两组平行平面
3、圆度公差带的形状是（）。
A 两同心圆
B 圆柱 C两平行平面 D 相互垂直的两组平行平面
4、同轴度公差属于（）。
A 、形状公差
B 、定位公差
C 、定向公差
D 、跳动公差 5、形状误差一般说来（）位置公差。
A 、大于 B 、小于 C 、等于 6、下列属于定位公差的是（ ）
A 、圆度
B 、同轴度
C 、平行度 7、属于形状公差的有( )。
A ．平面度 B ．同轴度
C ．圆跳动
D ．平行度 8、同轴度公差属于（ ）。
A. 形状公差
B. 定位公差
C. 定向公差
D. 跳动公差 9、标注形位公差代号时，必须在公差值前加注“ø”的项目是（ ）。
A ．圆度 B ．圆柱度 C ．圆跳动 D ．同轴度 10、对于径向全跳动公差，下列论述正确的有( )。
A ．属于形状公差 B ．属于位置公差
C ．与同轴度公差带形状相同
11、如下图所示：（ ）公差框格指引线画法正确。
三、判断题
1、圆度的公差带形状是一个圆。
（）
2
、某平面对基准平面的平行度误差为0.05mm,那么该平面的平面度误差一定不大于0.05mm 。
（）
3、测量位置误差时，应用最小条件，才可能获得唯一最小的误差值。
（）
4、被测要素采用相关原则时，只需要控制其理想边界，而对于补偿值大小的计算是没有实用意义的。
（） 5、某实际要素存在形状误差，则一定存在位置误差。
（） 6、若某平面的平面误差值为0.06mm ，则该平面对基准的平行误差值一定小于0.06mm 。
（） 7、评定形位误差时的理想要素位置是由最小条件决定的。
（）
A ．
B ．
C ．
D ．
8、直线度公差带的位置有固定的，也有浮动的。
而对称度公差带的位置皆为固定的。
（）
9、零件图样上规定фd轴线相对于фD基准轴线的同轴度公差为ф0.02mm。
这表明只要фd实际轴线上各点相对与фD基准轴线的距离不超过0.02mm,就能满足同轴度要求。
（）
10、只要离基准轴线最远的端面圆跳动不超过公差值,该端面的端面圆跳动一定合格。
（）
11、所有类型的万能角度尺测量角度都是360°。
（）
12、同一公差等级的孔和轴的标准公差数值一定相等。
（）
四、简答
1、零件的几何要素有哪些？
2、形状公差有哪些项目？其符号是什么？
3、将下列形位公差要求标注在图中
φ轴颈的圆度公差为0.01mm
①两25h7
φ轴线的直线度公差为0.02mm
②40h8
4、按被测要素和基准要素的几何特征进行分类，垂直度误差有哪几种？
5、按被测要素和基准要素的几何特征进行分类，平行度误差有哪几种
6、根据已学知识完成下列形状公差项目及符号的填写。
7、根据已学知识完成下列形位公差项目及符号的填写。
一、填空题
1、表面粗糙度是指_________所具有的_较小间距_________和_________不平度。
2、轮廓算术平均偏差用_________表示；微观不平度十点高度用_________表示；轮廓最大高度用_________表示。
3、表面粗糙度代号在图样上应标注在_________可见轮廓线_________、_________、_________或其延长线上，符号的尖端必须从材料外_________表面，代号中数字及符号的注写方向必须与__________________一致。
4、表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用_________的表面粗糙度数值。
5、同一零件上，工作表面的粗糙度参数值_________非工作表面的粗糙度参数值。
6、零件的表面粗糙度要求越小，越_________加工。