形状与位置误差的测量与检验
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
项目七形状和位置公差及其误差的测量.ppt
图7-7 不同被测要素有相同形位公差的标注
青岛港湾
港口机械系制作
1.2 基准要素的标注方法
1.当基准要素为轮廓线或有积聚性投影的表 面时，如图7-8（a）所示。
2.当基准要素的投影为面时，如图7-8（b） 所示。
3.当基准要素为中心要素即轴线、中心平面 或由带尺寸的要素确定的点时，如图7-8所 示。
理论正确尺寸：确定被测要素的理想形状、方向、 位置的尺寸。该尺寸不附带公差。如：☐中的数 字即为理论正确尺寸。
青岛港湾
港口机械系制作
形位公差的符号及其标注 （GB/T1182-1996）
符号符号
1、形位公差标注 标准规定，在技术图样中形位公差采用符号
标注。如图7-2所示，基准代号如图7-3所示
青岛港湾
青岛港湾
港口机械系制作
判别准则三：在被测面的平面度示意图中， 若有一最高(低)点位于至少两等值最低(高) 点的连线上时，最大平面度误差，必定是 最小值。
青岛港湾
港口机械系制作
现举例说明图解法的过程： 已初测平面度栅格值如图，求平面度值。
青岛港湾
图 平面度测量数据处理
港口机械系制作
解：(1)建立上包容面：将上图(a)示意图中的各点减去其最 大值(+20)，所得数据标于图(b)；观察该图不符合判别准 则的任一情况。
(2)选择旋转轴：图(b)中最大负值点为(一35)，与其它数值 相比较要大的多，故选择(-20，0，-20)作转轴最为有利。
(3)决定旋转量：若将—35转至零平面，即变为零，则同一 列上的—30，-20就会出现正值，故只能将-35减小为-15， 即旋转量=-15-(-35)=+20；则第三列的旋转量为 +20．
零件形状误差的测量与检验问题与讨论
零件形状误差的测量与检验问题与讨论### 零件形状误差的测量与检验问题与讨论#### 引言在制造和加工过程中，零件形状误差是无法避免的。
这些误差可能由材料、机械和人为因素引起。
为了保证零件的质量，需要对零件的形状误差进行测量和检验。
本文将讨论零件形状误差的测量和检验问题。
#### 零件形状误差的定义零件形状误差是指零件实际尺寸与其设计尺寸之间的差异。
这些差异可以是线性或非线性的，包括几何形状的偏差、尺寸的变化、平面度、直线度等。
#### 零件形状误差的测量方法1. 连续型测量：采用光学设备、激光干涉仪、投影仪等仪器进行连续测量，可以获取整个零件表面的形状数据。
这些数据可以用于分析零件的表面曲率、轮廓等形状误差。
2. 离散型测量：采用卡尺、游标卡尺、量块、角尺等工具进行离散测量，可以测量零件的尺寸、直线度、平行度、圆度等指标。
#### 零件形状误差的检验方法1. 对比法：将已知标准零件与待测零件进行比较，通过目视或工具测量，判断两者之间的差异，从而判断待测零件的形状误差。
2. 规格书法：根据零件设计规格书中给定的公差范围，将待测零件与规格书进行比对，判断是否符合规定的公差要求。
3. 统计学方法：通过对一批零件的测量数据进行统计分析，计算平均值、标准差、方差等指标，判断零件整体形状误差的分布情况。
#### 零件形状误差的影响因素1. 材料特性：材料的热胀冷缩、变形强度等特性会对零件的形状误差产生影响。
2. 加工工艺：加工中的工艺参数、夹具刚度、刀具磨损等因素都会对零件形状误差产生影响。
3. 环境因素：温度、湿度等环境因素会引起材料和机械的膨胀和收缩，从而产生形状误差。
#### 零件形状误差的控制和改善方法1. 加强工艺管理：优化加工工艺参数，控制加工过程中的因素，减少形状误差的产生。
2. 使用高精度设备：采用高精度的加工设备和测量仪器，可以提高零件的形状精度。
3. 优化材料选择：选择具有较小热胀冷缩系数和较高变形强度的材料，减少形状误差的产生。
第3章4节形状和位置公差及检测选择标注、检测)-2
方便，可规定径向圆跳动（或全跳动）公差代替同轴度公差。
2、基准要素的选择
（1）基准部位的选择 选择基准部位时，主要应根据设计和使用要求，零件的 结构特征，并兼顾基准统一等原则进行。 1）选用零件在机器中定位的结合面作为基准部位。例如箱 体的底平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支承轴颈 或支承孔等。 2）基准要素应具有足够的大小和刚度，以保证定位稳定可 靠。例如，用两条或两条以上相距较远的轴线组合成公共基 准轴线比一条基准轴线要稳定。 3）选用加工比较精确的表面作为基准部位。 4）尽量使装配、加工和检测基准统一。这样，既可以消除 因基准不统一而产生的误差；也可以简化夹具、量具的设计 与制造，测量方便。
f
(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。
如图 所示， 符 合最小条件的理想 轴线为L1 ，最小直 径为φf=φd1。
被测实际要素 L2
d1
L1
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。
(4) 考虑零件的结构特点
(5) 凡有关标准已对形位公差作出规定的，都应按相应的标准确 定。如与滚动轴承相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨 的直线度公差、齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等。
表3-4 直线度、平面度公差等级的应用
表3-5 圆度、圆柱度公差等级的应用
表3-6 平行度、垂直度、倾斜度、端面跳动公差等级的应用
(2) 基准数量的确定 一般来说，应根据公差项目的定向、定位几何功能要求 来确定基准的数量。 定向公差大多只要一个基准，而定位公差则需要一个或 多个基准。例如，对于平行度、垂直度、同轴度公差项目， 一般只用一个平面或一条轴线做基准要素；对于位置度公差 项目，需要确定孔系的位置精度，就可能要用到两个或三个 基准要素。
形状与位置公差及检测
形状公差
▪ 单一要素对其理想要素允许的变动量。其 公差带只有大小和形状，无方向和位置的 限制。
▪ 直线度 ▪ 平面度 ▪ 圆度 ▪ 圆柱度
4/29/2010
直线度公差
▪ 直线度公差用于控制直线和轴 线的形状误差，根据零件的功 能要求，直线度可以分为在给 定平面内，在给定方向上和在 任意方向上三种情况。
至于定位误差，则理想要素置于相对于基准某一确定有位置上，其定 位条件可称为定位最小条件。
4/29/2010
跳动：
跳动的分类： 它可分为圆跳动和全跳动。
圆跳动：是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动 的回转时，在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动：是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的 回转，同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动，在 整个过程中指示器测得的最大读数差。
▪ 在给定平面内的直线度 ▪ 在给定方向内的直线度 ▪ 任意方向上的直线度
4/29/2010
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。如图 所示，圆柱表面上任一素线必 须位于轴向平面内，且距离为 公差值0.02mm的两平行直线之 间。
4/29/2010
在给定方向内的直线度
4/29/2010
垂直度（一）
▪ 当两要素互相垂直时，用垂直 度公差来控制被测要素对基准 的方向误差。当给定一个方向 上的垂直度要求时，垂直度公 差带是距离为公差值t，且垂直 于基准平面（或直径、轴线） 的两平行平面（或直线）之间 的区域。
4/29/2010
垂直度（二）
▪ 当给定任意方向时，平行度 公差带是直径为公差值t， 且垂直于基准平面的圆柱面 内的区域。如图所示, ød孔 轴线必须位于直径公差值ø 0.05mm，且平行于基准平面 的圆柱面内。
零件形状误差的测量与检验问题与讨论
零件形状误差的测量与检验问题与讨论零件形状误差的测量与检验是制造业中非常重要的一个环节。
形状误差是指零件在加工或组装过程中与理想形状之间的差异。
这种差异可能会导致零件的功能受限，甚至无法正常使用，因此测量与检验形状误差对于提高产品质量和性能至关重要。
测量与检验形状误差的目的在于确定零件的实际形状与设计要求之间的差异。
通过测量与检验，可以对零件形状误差进行量化，评估其对产品性能的影响，并作出相应的调整和改进。
下面将详细讨论测量与检验形状误差的问题。
测量与检验形状误差的方法多种多样，常用的方法包括三坐标测量、曲率测量、光学测量和扫描测量等。
这些方法可以通过测量比较实际零件与理想形状之间的差异，从而确定形状误差的大小和分布情况。
测量与检验形状误差的准确性对于零件质量的控制非常重要。
在进行测量与检验之前，需要确保测量设备的准确性和稳定性。
同时，操作人员的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。
因此，有必要进行定期的设备校准和人员培训，以保证测量结果的准确性和可靠性。
测量与检验形状误差还需要考虑测量误差的来源和传播。
测量误差可能来自于测量设备的误差、零件表面特征的误差以及操作人员的误差等多个方面。
这些误差可能会相互叠加，从而对测量结果产生较大的影响。
因此，在进行测量与检验时，需要充分考虑和控制各种误差因素，以提高测量结果的可靠性和准确性。
还需要选择合适的测量参数和评估方法来描述和评估形状误差。
常用的测量参数包括平面度、圆度、直线度、平行度、垂直度等。
这些参数可以用来描述零件表面的平整度、圆形度、直线性、平行性和垂直性等特征。
评估方法包括测量值与设计要求之间的差异、统计分析法以及多元分析法等。
测量与检验形状误差还需要与产品设计和制造过程相结合。
形状误差的来源可能与产品设计、加工工艺以及设备精度等有关。
因此，还需要在产品设计和制造过程中考虑形状误差的影响，通过优化设计和改进工艺，尽量减小形状误差的大小和分布范围。
形状和位置误差测量
圆度误差的评定方法有多种，GB7235-1987《评定圆度误差的方法-半径变化 量测量》标准中规定了四种圆心所作的圆为理想基准圆，来评定被测零件圆轮廓 的圆度误差。 这四种圆的同心是： ① 最小区域圆圆心
② 最小二乘方圆圆心
③ ④ 最小外接圆圆心 最大内切圆圆心
最小区域圆法评定圆度误差 最小二乘圆法评定圆度误差
Mahr Suzhou 2009-5
三、位置误差测量----跳动误差的测量
跳动与其他一些形位误差项目的关系：
----径向圆跳动与圆度。 -----相同各自半径差为各自公差值上的两同心圆的区域。 -----不同跳动是基准轴线上的同心圆。 -----圆度是振动实测表面的实际浮动。 ----径向圆跳动包含圆度误差，如被测工件有圆度误差，则肯定有径向圆跳动。但有 径向圆跳动不一定有圆度误差，因为还有不同轴的偏心影响。
Mahr Suzhou 2009-5
高低极点图
二、形状误差测量----形状公差种类与形状误差评定
② 平面度误差的评定
三角形准则：三个高极点与一个低极点（或相反），其中一个低极点（或高极点） 位于三个高极点（或低极点）构成的三角形之内或位于三角形的一条边线上。 交叉原则：成相互交叉形式的两个高极点与两个低极点。
2.V型架法
Mahr Suzhou 2009-5
三、位置误差测量----跳动误差的测量
测量跳动时应该注意以下几个问题： （1）顶尖的定位精度明显优于V形块和套筒的定位精度，而且对质量不大的被测件， 只要顶尖和顶尖孔二者之一的圆度误差较小，就可保证较高的回转精度，因此，在 测量跳动时，应尽可能用顶尖定位。 （2）使用套筒和V型块定位时，要注意确保轴向定位的可靠性，特别是测量端面圆 跳动和全跳动，轴向的变动将全部反映到测量结果中去。 （3）很多跳动测量是在车间生产条件下进行的，要避免振动和尘土赃物的影响。 测量前，应对顶尖和顶尖孔、V型块或套筒的工作面、被测工件的支持轴颈等部位 清洗干净。 （4）测量全跳动，保证指示表架沿与被测件回转轴线平行（测径向全跳动）或垂 直（测端面全跳动）方向移动的导轨，除应具备应有的精度外，还要运动灵活，指 示表架移动时，不得有滞阻或摇摆现象。决不能用导轨精度不够或不知精度情况的 测量装置来测全跳动。
形状和位置公差及检测
t
基准平面 a)标注
b)公差带
17
2）“面对线”的平行度 被测要素：上平面； 基准要素：孔的基准轴线。
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，如下图所示。
t 基准轴线 a)标注 b)公差带
18
3） 线对面的平行度 被测要素：孔的中心轴线，基准要素：底平面。
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，如下图所示。
Hale Waihona Puke 标注1公差带标注2
7
4．圆柱度 公差带定义： 被测圆柱面必须位于半径差为公 差值t的两同轴圆柱面之间。
t
标注
公差带
8
二、轮廓度公差与公差带※
被测要素：为特殊的曲线和曲面。
轮廓度公差带的特点：公差带的形状由理论正确 尺寸确定；考虑公差带的位置时，则由理论正确 尺寸相对于基准来确定。 理论正确尺寸——是用以确定被测要素的理想形 状、方向、位置的尺寸。它仅表达设计时对被测 要素的理想要求，故该尺寸不附带公差，标注时 应围以框格，而该要素的形状、方向和位置误差 则由给定的形位公差来控制。
形状和位置公差 及检测
一、形状公差与公差带
被测要素：为直线、平面、圆和圆柱面。
形状公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位 置均是浮动的，只能控制被测要素形状误差的大 小。但圆柱度公差可以控制同时控制圆度、素线 和轴线的直线度，以及两条素线的平行度。
2
1．直线度
其被测要素是直线要素。
1）在给定平面内
a)标注
b)公差带
19
4）“线对线”的平行度 （1）一个方向 被测要素：D孔轴心；基准要素：另一个孔轴心线。 公差带定义：为平行于基准线、距离等于公差值t的 两平行平面所限定的区域，如下图所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《机械零件测量与检验》
零件形状与位置误差的测量与检验——电子教案
数控技术专业
名师课堂资源开发小组
2016年2月
子任务2:零件形状与位置误差的测量与检验
请对芯轴的形状公差进行检测。
如图11-1
图11-1 凸模
一、 零件形位公差的分析
图10-1为芯轴,从零件图样上来瞧,只有一个形状与位置公差即0
0.025-35 圆柱体的轴线必须
位于直径为公差值0、01的圆柱面内。
几何公差的相关专业术语及知识点
1、几何公差国家标准
几何公差以往称为形位公差,属于产品几何技术规范(GPS)。
几何公差国家标准包括:
GB/T 1182-2008 产品几何技术规范(GPS)几何公差 形状与位置、方向、位置与跳动公差标注。
其规定了对工件形状与位置、方向、位置与跳动公差的基本要求与标注的方法。
该标准代替原国标GB/T 1182-1996,同时对有关术语作了修改,如以“导出要素”取代“中心要素”,以“组成要素”取代“轮廓要素”,以“提取要素”取代“测得要素”等。
GB/T 1928-2004 产品几何量技术规范(GPS) 形状与位置与位置公差 检测规定。
本标准规定了形状与位置误差与位置误差的检测原则、检测条件、评定方法及检测方案。
本标准适用于14项形位误差的检测。
该标准代替原国标GB/T 1928-1980,同时对有关概念作了相应的修改,如以“被测提取要素”取代“被测实际要素”、以“拟合要素”取代“理想要素”、以“提取中心线”取代“实际轴线”、以“提取中心面”取代“实际中心面”。
在计量方面,将“读数”改为“示值”、“极限测量总误差”与“测量精度”改为“测量不确定度”。
2、GB/T 4249-2009公差原则
GB/T 4249-2009产品几何技术规范(GPS)公差原则。
本标准规定了确定尺寸(线性尺寸与角度尺寸)公差与几何公差之间相互关系的原则。
本标准适用于技术制图与有关文件中所标注的尺寸、尺寸公差与几何公差,以确定零件要素的大小、形状与位置、方向与位置特征。
GB/T 1184-1996 形状与位置与位置公差 未注公差值。
本标准主要适用于用去除材料方法形成的要素,也可用于其她方法形成的要素,但使用时应确定本部门的制造精度就是否就是在本标准规定的未注公差值之内。
GB/T 16671-2009 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 最大实体要求、最小实体要求与可逆要求。
本标准规定了最大实体要求、最小实体要求与可逆要求的术语与定义、基本规定、图样表示方法及应用示例。
本标准适用于工件尺寸与几何公差需彼此相关以满足其特殊功能要求的情况,例如满足零件可装配性(最大实体要求)、保证最小壁厚(最小实体要求),但最大实体要求与最小实体要求也适用于其她功能要求。
3、几何公差的标注
1)几何公差的几何特征、符号与附加符号
几何公差包括形状与位置公差、方向公差、位置公差与跳动公差。
2)公差框格的标注
3)线轮廓公差带的定义、标注与解释(见GB/T 1182-2008 表3 P17)
二、 选用计量器具
根据零件几何公差要求,可选择以下量具进行测量:
相关技术测量知识
1、计量器具选用
1)线线轮廓度检测(见GB/T 1958-2004 表A6、5 P33-34)
测量方法一如图11-2:轮廓样板模拟对理想轮廓曲线,与实际轮廓进行比较的测量; 如图11-2a 所示,将轮廓样板按规定的方向放置在被测零件上,根据光隙法估读
间隙的大小,取最大间隙作为零件的线轮廓度误差。
图11-2a 轮廓样板 零件名称 序号 检测项目 量具类别 量具名称 数量 备注
凸模 1
量仪+量表(样板) 平板+固定与可调支架,杠杆百分表,投影仪 1套
方法二:仿形法
调整被测零件相对于仿形系统与轮廓样板的位置再将指示计调零;仿形测头在轮廓样板上移动,由指示计上读取示值;取其数值的两倍作为该零件的线轮廓度误差;必要时将测得值换成垂直于理想轮廓方向(法向)上的数值后评定误差;如图11-2b
图11-2b 仿形法
方法三:投影法
将被测轮廓,投影在投影屏上与极限轮廓相比较,实际轮廓的投影应在极限轮廓线之间;如图11-2c
图11-2c 投影法
三、零件形位误差的测量与检验
1、凸模形状与位置误差检测表: 注:1、评定结果:合格为OK,不合格为NG,重修为CG,特采为TG 零件
名称 检测项目 实测值 评定结果 检测者
备注
凸模
0、04 OK 张明。