第四章 形状和位置公差及检测-第四讲

第四章 形状和位置公差及检测（第四讲，2学时）
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主要内容：
1. 形位公差的选择原则（形位公差特征、基准要素、形位公差等级、公差原则、未注公差）；
2. 形位公差选用举例；形位误差的评定及检测原则。

3. 习 题 课
4. 本章小结。

重点内容：
形位公差的选择原则；形位误差的评定。

难 点：
形位公差的选择。

教学方法：
1. 设计课堂提问，掌握学生理解情况。

2. 形位公差选用以多媒体为主要教学手段。

注：习 题 课讲解作业中出现的主要问题；根据学生的学习情况选讲一些内容。

实 验：安排实验“形位误差的测量”。

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具体内容的详细教案如下：（加黑字表示板书内容或应有板书的地方）
注：首先对上次课的主要内容用2分钟进行小结，然后讲跳动公差与公差带。

二、形位公差的选择 （注：用课件讲解）
1．形位公差特征的选择
总原则：在保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益。

具体应考虑以下几点：
(1) 考虑零件的几何特征 (2) 考虑零件的使用要求 (3) 考虑形位公差的控制功能 (4) 考虑检测的方便性
（由于零件种类繁多，功能要求各异，设计者只有在充分明确所设计零件的功能要求、熟悉零件的加工工艺和具有一定的检测经验的情况下，才能对零件提出更合理、恰当的形位公差项目。

）
2．基准要素的选择
包括:零件上基准部位的选择、基准数量的确定、基准顺序的合理安排等。

3．形位公差等级(公差值)的选择：
1） 形位公差等级的规定：除圆度和圆柱度0级、1～12级；其余分为1～12级，精度依次降低； 线轮廓度、面轮廓度以及位置度未规定公差等级。

注：在这里对每个等级的公差数值表（表4-19~表4-22，见教材）作简单说明。

2） 选择原则：即在满足零件使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。

注：这几点简单举例讲解。

选择方法：常采用类比法。

主要考虑以下几个问题：（见课件）
4．公差原则的选择（注：简单举例说明） 选择公差原则应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性和经济性。

独立原则：例如汽缸套内孔，为保证活塞环在直径方面的密封性，圆度或圆柱度公差要求严，需单独保证。

包容要求：主要用于需严格保证配合性质的场合。

最大实体要求：主要用于中心要素，保证可装配性(无配合性质要求)的场合。

例如，用于盖板、箱体及法兰盘上孔系的位置度等。

这些孔系的位置度公差采用最大实体要求时，可极大地满足其可装配性，提高零件的合格率，降低成本。

5．未注形位公差的规定（自学） 6．形位公差选用举例
注：首先对教材表4-27中同轴度、对称度和跳动公差常用等级的应用举例进行讲解，而后教材图4-23（见课件），讲解各部分形位公差选用。

（注：以上内容1学时）
第六节 形位误差的评定及检测
一、形位误差的评定
形位误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量。

若被测实际要素全部位于形位公差带内为合格，反之则不合格。

1．形状误差的评定
1）最小条件
注：用下图说明什么是最小条件，在黑板上画图，对轮廓要素的最小条件，进行详细讲解、并说明最小包容区。

轮廓要素的最小条件 （见黑板） 中心要素的最小条件（见课件）
2）形状误差的评定：最小包容区的宽度或直径就是形状误差值。

注：用下图说明最小包容区如何作。

a) 评定直线度误差 b) 评定圆度误差 c)
评定平面度误差
最小包容区示例（见课件）
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。

例如，常以两端点连线作为评定直线度误差的基准。

按近似方法评定的误差值通常大于最小区域法评定的误差值，因而更能保证质量。

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。

各误差项目定向最小包容区域的形状分别和各自的公差带形状一致，但宽度(或直径)由被测实际要素本身决定。

注：用教材图4-27（见黑板）说明定向最小包容区如何作。

3．定位误差的评定
定位误差是被测实际要素对一具有确定位置的理想要素的变动量，理想要素的位置由基准和理论正确尺寸确定。

对于同轴度和对称度，理论正确尺寸为零。

定位误差值：用定位最小包容区域(简称定位最小区域)的宽度或直径表示。

注：用教材图4－28（见课件）说明定位最小包容区如何作。

评定位置误差的基准，理论上应是理想基准要素。

由于基准实际要素存在形状误差，因此，就应以该基准实际要素的理想要素作为基准，该理想要素的位置应符合最小条件。

应注意最小包容区域、定向最小包容区域和定位最小包容区域三者的差异。

注：用下图（见黑板）说明三者的差异。

a) 形状、定向和定位公差：t 1 < t 2 < t 3
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
二、形位误差的检测原则（用课件讲解）
1．与理想要素比较原则图4-30（见课件） 2．测量坐标值原则 3．测量特征参数原则
4．测量跳动原则（注：结合图4-31讲解 ）
5．控制实效边界原则（结合图4-31讲解 ）
本 章 小 结（见课件）
f
形状 简单说明。

应小结如下内容：
1．形位误差的研究对象；
2．形位公差是形状公差和位置公差的种类及其公差带特征；3．公差原则是处理形位公差与尺寸公差关系的基本原则； 4．了解形位误差的评定方法。

5．应了解形位公差的选择依据；
6．形位误差的检测原则。