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形位公差基础理论

公差带: 如图所示 直线度公 差带是直 径为直线 度公差值 的圆柱面 内的区域
直线度
直线度的测量
工具:厚度塞尺+大理石平台/CMM/刀口尺
方法1:将产品被测要素(线、轴线)放置于大理石平台上, 用厚度塞尺测量,记录通止数值。
方法2:使用CMM在被测要素(线、轴线)上取若干点,通过软 件拟合计算出所需要的被测要素的直线度实际值。
直径处处相等,但轴弯曲变 形,不能实配
Example2
长宽ok,垂直度不好,影响 实配
同轴度不好,影响 实配
几何公差分为五大类
分类
形状公差
形状
形状或位 置公差
轮廓 定向
位置公差
定位
跳动 (动态)
项目
直线度 平面度 圆度 圆柱度 线轮廓度 面轮廓度 平行度 垂直度 倾斜度 位置度 同心度(对中心点) 同轴度(对轴线) 对称度 圆跳动 全跳动
区域
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圆度和圆柱度测量
方法1:圆度仪测量圆度及圆柱度方法出如下两图;
平面度、 共面度、 翘曲度三者区别
项目 平面度 (Flatness)
共面度 (Coplanarity)
翘曲度 (Warpage)
特征
适合对象
量测方法
被测要素是一连续 治具加工基准面 平滑的面
用三次元直接量测 面上各点坐标值,用 最小二乘法评定
被测要素是多个小 端面(点)
被测要素是一个(易 变形)大面
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圆度和圆柱度(Roundness/Circularity)
圆度定义:实际被测要素圆相对理想圆的允许变动量 公差带:在同一截面上,半径差为圆度公差值的同心圆
之间的区域
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圆柱度(Circularity)
定义:实际被测要素圆柱相对理想圆柱的允许变动量 公差带:半径差为圆柱度公差值的两同轴圆柱面之间的
IC,背光板, BGA/LGA
Motherboard, PC 板
1.测各端面(点)坐标 值; 2.找三个高点,定理 想基面; 3.找最低点即为共面 度
1.根据翘曲方向,将被 测要素分成几个区段, 一般为米字形; 2.求单位区段长度的 最大变异(高度差)
直线度(straightness)
定义:实际被测直线相对理想直线 的允许变动量
式中: dmax,dmin ------各测得点相对最小区域面SMZ的最大,
最小偏离值. d值在SMZ上方取正值,下方取负值.
最小包容区域法
2.最小包容区域判别方法: (1)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上,见下图:
式中: dmax,dmin ------各测得点相对最小二乘中心平面SLS的
最大,最小偏离值. d值在SLS上方取正值,下方取负值.
Hale Waihona Puke 对角线平面法定义:以对角线平面SDL作为评定基面的方法,按此方法求得平面度误差 值fDL,见下图所示:
公式: fDL =dmax-dmin
式中: dmax,dmin ------各测得点相对对角线平面SDL的最大,
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特征符号
是否需要基准 否 否 否 否
是或否 是或否
是 是 是 是 是 是 是 是 是
8
零件之几何特征
• 尺寸偏差 • 形位误差 • 表面波纹度 • 表面粗糙度 • 晶体、晶格
9
9
轮廓要素 中心要素 单一要素 关联要素 被测要素 基准要素 理想要素 实际要素
要素
要素
尺寸要素和非尺寸要素
形位公差基础理论
Basic Theory of Form and Location Tolerance
XX-XX-2015
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内容概要(Outline)
参考标准 基本观念 形位公差和测量 公差原则 最大实体原则(公差判定)
参考标准
ASME Y14.5M-1994(几何尺寸&公差) GB1958-80(形状和位置公差检测规定) GB 11337-89(平面度检测) GB/T1182-1996(形状与位置公差)
基准的通用术语及定义
基准目标 理论正确尺寸 参考尺寸
基准目标(Datum Targets)
理论正确尺寸(Theory Dimension )
参考尺寸(Reference Dimension)
平面度误差(Flatness)
定义: 实际平面相对其理想平面的变动量,理想平面 的位置应符合最小条件
最小包容区域法
(2)交叉准则: 成相互交叉形式的两个高极点与两个低极点,见下
图所示:
最小包容区域法
(3)直线准则: 成直线排列的两个高极点与一个低极点(或相反),
见下图所示:
最小二乘法
定义:以最小二乘中心面SLS作为评定基面的方法,按此方法求得平面度 误差值fLS,见下图所示:
公式: fLS =dmax-dmin
基本观念
公差值为绝对值,它是实际要求偏离理 想要素的变动量(范围),不存在负值
公差分为形状公差和位置公差 形状误差是独立要素,与基准无关 位置误差分为定位和定向误差二类
为什么标注形位公差?
装配及互换性 功能(运动精度/密封性) 成本
Example1
直径处处相等,但实配有间 隙,影响功能
最小偏离值. d值在SDL上方取正值,下方取负值.
三远点平面法
定义:以三远点平面STP作为评定基面的方法,按此方法求得平面度误差 值fTP,见下图所示:
公式: fTP =dmax-dmin
式中: dmax,dmin ------各测得点相对三远点平面STP的最大,
最小偏离值. d值在STP上方取正值,下方取负值.
公差带:距离为平面度公差值f的两平行平面之间的区域
平面度误差值(f)
S1
S2
Figure 1
理想平面 实际平面
平面度---标注
平面度的测量
工具:厚度塞尺+大理石平台/CMM/平晶
方法1:将产品被测面放置于大理石平台上,用厚度塞尺测量, 记录通止数值。
方法2:使用CMM在被测面上取若干点,通过软件拟合计算出所 需要的被测面平面度实际测量值。
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平面度---评定方法原则
1.最小包容区域法 2.最小二乘法 3.对角线平面法 4.三远点平面法
第1种方法的评定结果小于或等于其它三种方法
最小包容区域法
1.定义:以最小区域面SMZ作为评定基面的方法,按此方法求得平面度 误差值fMZ,见下图所示:
公式: fMZ =f =dmax-dmin
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