城市学院互换性与测量技术第一部分.ppt

互换性与测量技术基础,课程介绍,机器的质量，很大程度取决于公差与配合。结构、材料相同的同类、同规格产品，质量和价格可有很大差别，其原因就在于公差与配合的差别。因此，公差与配合是绝对的技术秘密。,一、 互换性的定义,互换性：在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选、修配或调整(如钳工修配)就能装在机器上，达到规定的功能要求的特性。,由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足三个条件：,螺纹紧固件,三、互换性的重要性,不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。,1.使用上,1)军用,2)民用,2.制造上,可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动线）, 产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产率，进行文明生产。,给日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等),军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。,3.设计上,采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计算机进行辅助设计。,总之，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可优质、高效、低成本,第二节 实现互换性的条件,一、公差与检测,1.公差:允许零件尺寸和几何参数的最大变动范围,二、标准和标准化,2.检测：检测包含检验与测量。,3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。,误差：实际几何参数对其理论值的偏离程度。,误差，加工精度。,三、优先数和优先数系（GB/T3211980 ）,优先数系的构成,2. 优先数的派生系列和复合系列 3. 优先数系的应用举例,由一系列十进制等比数列构成，代号Rr( r=5、10、20、40、80)，每个数都是一个优先数。,R80 公比 q=801.03 补充系列,白炽灯最常用的瓦数有15瓦、30瓦、45瓦、60瓦、75瓦和100瓦等,极限与配合,一、极限与配合的基本概念, 互换性要求：, 保证零件具有互换性的措施：,由设计者根据极限与配合标准，确定零件合理的配合要求和尺寸极限。,二、有关孔和轴的术语定义,1. 孔：孔的尺寸用D表示。 孔是指工件的圆柱形内表面，也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的非圆柱形内表面（包容面）。 2. 轴：轴的尺寸用d表示。 轴是指工件的圆柱形外表面，也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的非圆柱形外表面（被包容面）。,按装配关系讲： 孔表面为包容面， 在它之内无材料， 孔的尺寸越加工 越大；,轴表面为被包容面，在它之外无材料， 轴的尺寸越加工越小。,公称尺寸:,实际尺寸:,极限尺寸:,上极限尺寸:Dmax,零件合格的条件：,上极限尺寸实际尺寸下极限尺寸。,零件制成后实际测得的尺寸。,允许零件实际尺寸变化的两个界限值。,允许实际尺寸的最大值。,允许实际尺寸的最小值。,3. 公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸,下极限尺寸:dmin,设计给定的尺寸。,4. 尺寸偏差和尺寸公差,上极限偏差,=上极限尺寸公称尺寸,下极限偏差,=下极限尺寸公称尺寸,代号：,孔为ES， 轴为es,代号：,孔为EI ，轴为ei,尺寸公差(简称公差):,允许实际尺寸的变动量。,公差=上极限尺寸下极限尺寸 =上极限偏差下极限偏差,上极限偏差,下极限偏差,统称极限偏差,偏差可正可负,公差恒为正,例：一根轴的直径为600.015,公称尺寸:,上极限尺寸:,下极限尺寸:,60mm,零件合格的条件：,60.015mm实际尺寸 59.985mm。,60.015mm,59.985mm,上极限偏差 = 60.01560 = +0.015,下极限偏差 = 59.98560 = -0.015,公差 = 0.015(-0.015) = 0.030,+0.008,-0.008,5.公差带图：,公差带图可以直观地表示出公差的大小及公差带相对于零线的位置。,公差带是由代表上下极限偏差的两条直线所限定的一个区域。,在公称尺寸500mm内，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，在公称尺寸大于500至3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。依次为 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT18 高 公差等级 低 小 公差数值 大 难 加工程度 易 即不同的公称尺寸，公差等级相同，尺寸的精确程度相同 。, 标准公差,用以确定公差带的大小。,三、标准公差和基本偏差,三、标准公差和基本偏差, 标准公差,代号:IT 共20个等级：IT01、IT0、IT1IT18,标准公差的数值由公称尺寸和公差等级确定。, 基本偏差,一般为靠近零线的那个偏差。,用以确定公差带的大小。,用以确定公差带相对于零线的位置。,代号: 孔用大写字母，轴用小字母表示。,上极限偏差=下极限偏差+公差,下极限偏差=上极限偏差-公差,基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。,基本偏差系列,(3)公差带代号,公差带代号组成,基本偏差代号，如：H、f。,标准公差等级代号如：8、7。,如: H8 f7,孔的基本偏差代号,孔的标准公差等级代号,轴的标准公差等级代号,轴的基本偏差代号,公差带的位置由基本偏差决定， 公差带的大小由标准公差等级决定。,为什么?,四、配合, 配合的概念,公称尺寸相同相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。,间隙或过盈:,=孔的实际尺寸轴的实际尺寸,配合：,0 间隙 0 过盈,配合, 配合的种类, 间隙配合(可相对运动),具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。,间隙配合示意图, 过盈配合（需在外力作用下孔与轴才能结合）,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。,孔的公差带在轴的公差带之下,过盈配合示意图, 过渡配合,既可能产生微量间隙，也可能产生微量过盈的配合。,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,过渡配合示意图, 配合制, 基孔制配合,基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏 差的轴的公差带形成各种配合的制度。,基准孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基本偏差代号为H(EI=0), 基轴制配合,基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的制度。,基准轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基本偏差代号为h(es=0),基轴制：,AH 形成间隙配合,JN 形成过渡配合,PZC 形成过盈配合,基孔制：,ah 形成间隙配合,jn 形成过渡配合,pzc 形成过盈配合,根据基本偏差代号确定配合种类,ah 形成间隙配合,五、极限与配合在图上的标注, 在装配图中配合的标注,标注形式为：,采用基孔制配合时，分子为基准孔的公差带代号。,例如：,基孔制间隙配合,基孔制过渡配合,采用基轴制配合时，分母为基准轴的公差带代号。,例如：,基轴制间隙配合,基轴制过渡配合,除前面讲的基本标注形式外，还可采用下面的一些标注形式。,用斜线做分数线。,标注上、下偏差值。, 在零件图中极限的标注, 在公称尺寸后注出公差带代号（基本偏 差代号和标准公差等级数字）。,配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于大批量生产的零件。, 注出公称尺寸及上、下极限偏差值 （常用方法）,数值直观，适用于试制件及小批生产用此法较多。, 在公称尺寸后，注出公差带代号及上、下 偏差值，偏差值要加上括号。,既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。, 标注与标准件配合要求时，只标注该零件的公差代号，如与滚动轴承相配合的孔与轴。,测量尺寸的工具,测量尺寸用的简单工具有：直尺、外卡钳和内卡钳；测量较精密的零件时，要用游标卡尺、千分尺或其他工具。,直尺,外卡钳 内卡钳,游标卡尺,常用的测量方法,测量直线尺寸,测量回转面的直径,用游标卡尺 测量回转面直径,用内卡钳测量,用内卡钳测量时，必须借助直尺读出零件的尺寸。,用外卡钳测量,用外卡钳测量时，必须借助直尺读出零件的尺寸。,六、基准制的选用,一般情况下应优先选用基孔制 基轴制的选择 直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。,H (EI=0),h (es=0),加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。 根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。,基准制选择示例(一),与标准件配合的基准制选择 以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。 如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；,非基准制配合的采用,基准制选择示例（二）,滚动轴承外圈与箱体孔 的配合应采用基轴制 内圈与轴的配合应采用基孔制，,七、 优先选用的公差带与配合,轴的一般、常用、优先公差带,七、 优先选用的公差带与配合,孔的一般、常用、优先公差带,七、 优先选用的公差带与配合,基孔制优先配合、常用配合,七、 优先选用的公差带与配合,基轴制优先配合、常用配合,八、一般公差 线性尺寸的未注公差 1.一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）,一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准GB/T 18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差等效地采用了国际标准中的有关部分，替代了GB/T 18041992一般公差 线性尺寸的未注公差。 简单地说一般公差就是只标注公称尺寸，未标注公差。（如：30、100）即通常所说的“自由尺寸”。 一般公差正常情况下，一般不测量。,2.一般公差的规定,一般公差规定四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙