互换性与技术测量.ppt

绪言 本章内容 一 互换性概述二 优先数和优先数系 学习要求 1 了解互换性的概念 意义及分类方法 2 了解互换性的实现手段 标准化 3 掌握优先数和优先数系的基本常识 一 互换性概述 1 定义 互换性是指同一规格的一批零件或部件中 任取其一 不需要任何挑选或附加修配 如钳工修配 直接装在机器上 达到规定的功能要求 2 互换性内容 几何参数互换性 主要保证装配 包括尺寸 形状 位置 表面微观形状误差的互换性 功能互换性 保证使用 零件的物理 化学和力学性能 3 互换性类别1 按互换程度分 1 完全互换性 完全互换是指零部件在装配或更换时 无需挑选 辅助加工或修配就能顺利装在机器上并满足使用的性能 一 互换性概述 特点 零件无需选择修整 即达装配要求 装配过程简单 生产率高 对工人要求不高 便于组织自动化装配 在各种生产类型中都应优先采用 2 不完全互换性 指一批零件有选择地进行互换 通常采用概率法 分组法或调整法等工艺措施 实现顺利装配并在功能上达到使用性能要求 一 互换性概述 优点 在保证装配 配合功能要求的前提下 能适当放宽制造公差 使得加工容易 降低制造成本 缺点 降低了互换水平 不利于部件 机器的装配和维修 一 互换性概述 2 公差允许零件尺寸和几何参数的变动量 用于控制加工中的误差 问题 公差和误差有什么区别和联系 区别 误差在加工过程中产生 公差由设计人员确定 联系 公差是误差的最大允许值 2 标准化 一 互换性概述 二 优先数和优先数系 GB T321 2005 优先数系 由一些十进制等比数构成的数系 2 优先数系的构成 代号 Rr r取5 10 20 40 80 R5系列q5 1 6R10系列q10 1 25R20系列q20 1 12R40系列q40 1 06R80系列q80 1 03 公比 基本系列 补充系列 个数 优先数系中 项数从1开始 可向大于1和小于1两边无限延伸 每个十进区间有r个优先数 优先数多为无理数 应用时要圆整 3 优先数系的派生系列和复合系列 1 派生系列 从Rr的系列中按一定的项差p取值所构成的系列 2 复合系列 若干个等公比系列混合构成的多公比系列 二 优先数和优先数系 GB T321 2005 1 互换性的概述互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则 是我们在设计 制造中必须遵循的 既便是采用修配法保证装配精度的单件或小批量生产的产品 此时零 部件没有互换性 也必须遵循互换性原则 小结 2 实现互换性的前提标准化是实现互换性的前提 只有按一定的公差标准进行设计和制造 并按一定的标准进行检验 互换性才能实现 3 优先数系由一系列十进制等比数列构成 代号Rr 优先数系中的每个数都是一个优先数 每个优先数系中 相隔r项的末项与首项相差10倍 每个十进制区间中各有r个优先数 小结 判断下列说法是否正确 1 不经挑选和修配就能相互替换 装配的零件 就是具有互换性的零件 2 互换性原则只适用于大批量生产 3 不一定在任何情况下都要按完全互换性的原则组织生产 4 为了实现互换性 零件的公差规定的越小越好 5 企业标准比国家标准层次低 在标准要求上可稍低于国家标准 练习题 第一章孔与轴的极限与配合 第一节概述第二节极限与配合的基本词汇第三节极限与配合的国家标准第四节国家标准规定的公差带与配合第五节公差与配合的选用第六节线性尺寸的未注公差 本章内容 掌握有关公差与配合的基本术语及定义 极限尺寸判断原则 公差与配合标准的实质 公差与配合国家标准的基本结构 标准公差系列 基本偏差系列 公差与配合国家标准的应用 熟练查阅标准公差及基本偏差表格 熟练掌握尺寸公差带图及配合公差带图 学习要求 第一章孔与轴的极限与配合 第一节概述 极限 是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾 配合 是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系 极限与配合 的标准化 有利于机器的设计 制造 使用和维修 直接影响产品的精度 性能和使用寿命 是评定产品质量的重要技术指标 1 极限与配合的作用 第一节概述 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 三 有关 配合 的常用术语及定义 学习要求 1 掌握理解相关概念的含义2 能通过相关术语之间的关系进行必要的计算 主要内容 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 孔 hole 包容面 尺寸之间无材料 越加工越大轴 shaft 被包容面 尺寸之间有材料 越加工越小 1 尺寸尺寸是特定单位表示线性尺寸值的数值 通常用mm表示 2 基本尺寸基本尺寸是设计给定的尺寸 用D和d表示 它是设计时根据零件的强度 刚度等使用要求和结构设计 通过计算和类比法来确定 并经过圆整后得到的 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 3 实际尺寸 局部实际尺寸 实际尺寸是通过测量得到的尺寸 Da da 实际尺寸并非尺寸的真值 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 4 极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端 最大极限尺寸 Dmax dmax 最小极限尺寸 Dmin dmin 第二节极限与配合的基本词汇 合格零件的实际尺寸应该是 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 第二节极限与配合的基本词汇 5 最大实体状态 MMC 和最大实体尺寸 MMS 最大实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内 具有材料量最多时的状态 在此状态下的尺寸称为最大实体尺寸 轴 dM dmax孔 DM Dmin 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 6 最小实体状态 LMC 和最小实体尺寸 LMS 最小实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内 具有材料量最少时的状态 在此状态下的尺寸称为最小实体尺寸 轴 dL dmin孔 DL Dmax 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 第二节极限与配合的基本词汇 一 有关 尺寸 的术语和定义 GB T1800 1 1997 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 1 尺寸偏差 偏差 某一尺寸减去基本尺寸的代数差 1 实际偏差 实际尺寸 基本尺寸 孔Ea 轴ea Ea Da Dea da d零件上实际存在 能测出大小 一批零件而言 是一随机变量 2 极限偏差 极限尺寸 基本尺寸上偏差 最大极限尺寸 基本尺寸 孔ES 轴es 下偏差 最小极限尺寸 基本尺寸 孔EI 轴ei 上下偏差由设计者给定当EI Ea ES ei ea es时 零件才能合格的 注 偏差可以为正值 负值或零值 基本尺寸 上偏差 下偏差 最小极限尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 最大极限尺寸 下偏差 上偏差 基本尺寸 极限与配合示意图 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 对于孔 ES Dmax DEI Dmin D对于轴 es dmax dei dmin d 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 2 尺寸公差 公差 允许尺寸的变动量 用T表示 公差 最大极限尺寸 最小极限尺寸 上偏差 下偏差 注 公差是绝对值 且不为零 基本尺寸 上偏差 下偏差 最小极限尺寸 最大极限尺寸 公差 最小极限尺寸 最大极限尺寸 下偏差 上偏差 公差 基本尺寸 极限与配合示意图 对于孔 TD Dmax Dmin ES EI 对于轴 Td dmax dmin es ei 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 3 零线与公差带 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 1 零线 确定偏差的一条基准直线 2 公差带 由代表上 下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所确定的区域 公差带特性 两个要素 公差带大小 标准公差 公差带位置 基本偏差 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 孔1 轴2 基本尺寸 0 孔2 轴1 EI ES ei es 基本偏差为下偏差 基本偏差为下偏差 基本偏差 基本偏差一般为靠近零线的偏差 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 1 零线 2 确定公差带大小位置 4 作图比例基本一致 单位 m mm均可 5 基本尺寸相同的孔 轴公差带才能画在一张图上 3 孔 轴 或 或在公差带里写孔 轴 画图时应注意的问题 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 例1 已知孔和轴的基本尺寸为30mm 孔的最大极限尺寸Dmax 30 021mm 最小极限尺寸Dmin 30mm 轴的最大极限尺寸dmax 29 993mm 轴的最小极限尺寸dmin 29 980mm 1 孔和轴的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别是什么 2 求孔和轴的极限偏差 基本偏差和公差 并画出孔和轴的公差带图解 练习1 已知孔和轴的基本尺寸均为50 请完成下表 二 有关 公差与偏差 的术语和定义 第二节极限与配合的基本词汇 第二节极限与配合的基本词汇 有关 公差与偏差 的小结 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 1 间隙与过盈 孔的尺寸 轴的尺寸 代数差 2 配合 基本尺寸相同 相互结合的孔和轴公差带之间的关系 对一批零件而言 配合反映了机器上相互结合的零件间的松紧程度 间隙X 过盈Y 第二节极限与配合的基本词汇 1 间隙配合孔的公差带在轴公差带上方 即具有间隙的配合 包括Xmin 0的配合 对一批零件而言 所有孔的尺寸 轴的尺寸 三 有关 配合 的常用术语及定义 配合公差Tf Xmax Xmin 孔公差 轴公差 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下 对一批零件而言 所有轴的尺寸 孔的尺寸 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 配合公差Tf Ymin Ymax 孔公差 轴公差 特征参数 Ymin Dmax dmin ES eiYmax Dmin dmax EI es 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 过渡配合孔的公差带与轴的公差带相互交叠 可能具有间隙或过盈的配合 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 特征参数 Xmax Dmax dmin ES eiYmax Dmin dmax EI es 配合公差Tf Xmax Ymax 孔公差 轴公差 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 3 配合公差和公差带图 Xmax Xmin Xmax Ymax Ymin Ymax Tf 若要提高配合精度 即 Tf 可减小相配合的孔 轴尺寸公差 即提高 相配合的孔 轴加工精度 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 ES ei EI es TD Td 1 配合公差 允许间隙或过盈的变动量 O X Y Xmax Xmin O X Y Ymin Ymax O X Y Xmax Ymax 间隙配合公差带图 过盈配合公差带图 过渡配合公差带图 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 2 配合公差带 配合公差带的大小 取决于配合公差的大小 配合公差带的位置取决于极限间隙或过盈的大小 前者表示配合精度 后者表示配合的松紧 例2 孔分别与轴 轴轴形成配合 试画出配合的孔和轴公差带图解 说明配合类别 并求出特征参数及配合公差 画出配合公差带图 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 思考题 1 有一过盈配合 基本尺寸为 45mm 过盈在 0 045mm至 0 086mm范围内 采用基孔制 孔的公差是轴的公差的1 5倍 试确定孔和轴的极限偏差 并画出公差带图和配合公差带图 有关配合的小结 第二节极限与配合的基本词汇 配合制同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度 基孔制配合 基轴制配合 孔的基本偏差保持一定 改变轴的基本偏差 形成不同的配合 轴的基本偏差保持一定 改变孔的基本偏差 形成不同的配合 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 基准孔 间隙配合 过渡配合 过盈配合 公差带图 基准孔的基本偏差代号为 H 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 基准轴 间隙配合 过渡配合 过盈配合 公差带图 基准轴的基本偏差代号为 h 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 基孔制或者基轴制能否用以孔配轴或者以轴配孔来说明 第二节极限与配合的基本词汇 三 有关 配合 的常用术语及定义 第三节极限与配合的国家标准 一 标准公差系列 二 基本偏差系列 学习要求 1 掌握标准公差的等级 了解各等级数值的确定方法2 掌握轴的基本偏差和孔的基本偏差的确定方法3 会查标准公差表和基本偏差表 主要内容 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 标准公差是国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值 国家标准制定出的一系列标准公差数值 包括 1 标准公差等级2 标准公差数值 注 以基本尺寸至500mm为例进行讲解 1 标准公差等级及代号 GB T1800 2 1998 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 在基本尺寸至500mm内规定了IT01至IT18共20个标准公差等级 高精度级 精度级 中 低级 共20级 公差等级精度最高 精度最低IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9 IT18 2 标准公差数值 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 注 此表适用于尺寸小于等于500mm 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 1 标准公差因子 单位 m 其中 补偿与直径成正比的误差 第一项反映加工误差 2 基本尺寸分段 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 基本尺寸至500mm的尺寸范围分成13个尺寸段 主段落 把主段落中的一段又分成2 3段 中间段落 一 标准公差系列 第三节极限与配合的国家标准 例3 基本尺寸 25mm 求IT6和IT7 计算的公差值 必须按国标规定的尾数化整规则进行圆整 练习 某轴基本尺寸 90mm 求IT6的标准公差值 思考 同一公差等级对于不同的基本尺寸公差的数值不同 那么他们的精确程度相同吗 练习题 1 判断题 1 同一基本尺寸范围 公差等级越高 公差数值越小 同一公差等级 基本尺寸越大 公差数值越大 Y 2 尺寸公差是零件尺寸允许的最大偏差 N 3 公差通常为正 在个别情况下也可以为负 N 4 配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差 Y 5 零件加工的难易程度取决于公差等级的高低 与基本偏差无关 Y 6 孔和轴的加工精度越高 则其配合精度也越高 Y 7 实际尺寸越接近基本尺寸 则其精度也就越高 N 8 从制造角度讲 基孔制的特点就是先加工孔 基轴制的特点就是先加工轴 N 9 过渡配合可能有间隙 也可能有过盈 因此 过渡配合可以算间隙配合 也可以算过盈配合 N 10 孔的基本偏差即下偏差 轴的基本偏差即上偏差 N2 选择题 1 比较两尺寸精度高低的依据是 C A 基本偏差B 公差数值C 公差等级 2 国家标准规定的尺寸公差等级为 D A 1 12共12级B 1 18共18级C 1 20共20级D 01 18共20级 3 零件尺寸的极限偏差是 B A 测量得到的B 设计给定的C 加工后形成的 4 下述论述中正确的有 A 基本尺寸不同的零件 只要它们的公差值相同 就说它们的精度要求相同 B 一批零件的实际尺寸最大为20 0lmm 最小为19 98mm 则可知该零件的上偏差是十0 01mm 下偏差是 0 02mm C 对零部件规定的公差值越小 则其配合公差也必定越小 3 某一配合的配合公差Tf 0 050mm 最大间隙Xmax 0 030mm 问该配合属于什么配合类别 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 1 基本偏差代号 2 轴的基本偏差 例4计算 25g7的基本偏差和极限偏差 练习 计算确定 25m6的极限偏差 有了基本偏差和标准公差 就可求出轴的另一个偏差 上偏差或下偏差 计算公式如下 ei es ITes ei IT 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 3 孔的基本偏差 1 根据基本尺寸 500mm时 孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的 2 前提在孔 轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下 当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当 30F8 h8中F对应于 30H8 f8中f 时 其基本偏差的对应关系 应保证按基轴制形成的配合 30F7 h6 与按基孔制形成的配合 30H7 f6 相同 即 基孔制 基轴制同名配合的配合性质相同 3 基本偏差的换算过程 Xmin es Xmin EI 基本偏差A H的换算过程图 EI es 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 基本偏差J ZC的换算过程 通用规则用同一字母表示的孔 轴基本偏差的绝对值相等 而符号相反 也就是孔的基本编差是轴的基本偏差相对于零线的倒影 对所有公差等级的A H EI es 对标准公差等级大于IT8的K M N 3 500mm的N除外 其基本偏差为零 和 IT7的P ZC ES ei 基本尺寸 3的J ES ei 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 3 孔的基本偏差换算规则 H7 0 f6 Xmin Xmax 33 20 21 F7 h6 Xmin Xmax 41 20 13 H8 P8 Xmax Ymax Xmax Ymax 55 22 33 55 22 33 p8 h8 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 特殊规则基本尺寸 3 500mm 且标准公差等级 IT8的K M N和 IT7的P ZC 孔 轴的基本偏差代号字母相同时 孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反 而绝对值相差一个 值 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 孔的另一个偏差可根据孔的基本偏差和标准公差进行计算 EI ES ITES EI IT 第三节极限与配合的国家标准 二 基本偏差系列 例5确定 25H7 f6 25F7 h6孔与轴的极限偏差 画出公差带图解 计算两个配合的极限间隙 并比较 例6确定 25H7 p6 25P7 h6孔与轴的极限偏差 例7确定 25H8 p8 25P8 h8孔与轴的极限偏差 公差带与配合代号 1 公差带代号 由基本偏差代号及公差等级代号组成 或用数字 mm 表示 或两者结合 例 5g8 5或 5g8 对称偏差表示为 10JS5 0 003 0 004 0 022 0 004 0 022 公差带与配合代号 公差带与配合代号 第四节国家标准规定的公差带与配合 GB T1800 3 1998规定 基本尺寸 500mm时 规定有20个公差等级和28个基本偏差 因此可得到的公差带 孔有543个 轴有544个 一 轴公差带基本尺寸 500mm 国家标准规定了一般 常用和优先的轴公差带119种 其中方框内的59种为常用公差带 带圆圈的13种为优先的公差带 第四节国家标准规定的公差带与配合 二 孔公差带国家标准规定了一般 常用和优先的孔公差带105种 其中方框内的44种为常用公差带 带圆圈的13种为优先的公差带 三 基孔制配合基孔制常用配合59种 其中优先配合13种 四 基轴制配合基轴制常用配合47种 其中优先配合13种 第五节公差与配合的选用 一 基准制的选用 1 一般情况下应优先选用基孔制 2 基轴制的选择 1 直接使用有一定公差等级 IT8 IT11 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 2 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 3 根据结构上的需要 在同一基本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 3 与标准件配合的基准制选择若与标准件 零件或部件 配合 应以标准件为基准件 来确定采用基孔制还是基轴制 4 非基准制配合的采用 第五节公差与配合的选用 一 基准制的选用 第五节公差与配合的选用 二 公差等级的选用 选择公差等级的基本原则是在满足使用要求的前提下 尽量选取较低的公差等级 1 应满足工艺等价原则基本尺才 500mm 标准公差 IT8时 孔比轴低一级配合 当标准公差 IT8级或基本尺寸 500mm时 推荐采用同级孔 轴配合 2 选择公差等级既要满足设计要求 又要考虑工艺的可能性和经济性 IT01 IT0 IT1用于高精度量块和其他精密尺寸标准块的公差 IT2 IT5用于特别精密零件的配合 IT5 IT12用于配合尺寸公差 IT6 孔到IT7 用于要求精密配合的情况 IT7 IT8用于一般精度要求的配合 IT9 IT10用于一般要求的地方 或精度要求较高的槽宽的配合 IT11 IT12用于不重要的配合 IT12 IT18用于末注尺寸公差的尺寸精度 第五节公差与配合的选用 二 公差等级的选用 第五节公差与配合的选用 三 配合的选用 1 原则 根据使用要求 配合公差 间隙或过盈 的大小 确定与基准件相配的孔 轴的基本偏差代号 同时确定基准件及配合件的公差等级 尽可能选用国标推荐的优先配合 2 根据使用要求确定配合的类别 第五节公差与配合的选用 3 选定基本偏差的方法 计算法 根据一定的理论和公式 计算出所需的间隙或过盈 试验法 对产品性能影响很大的一些配合 往往需用试验法来确定机器工作性能的最佳间隙或过盈 类比法按同类机器或机构中 经过生产实践验证的已用配合的实用情况 再考虑所设计机器的使用条件确定需要的配合 常用 三 配合的选用 第五节公差与配合的选用 用类比法选择配合时应考虑的因素 受载情况拆装情况配合件的结合长度和形位误差配合件的材料温度的影响装配变形的影响生产类型 三 配合的选用 已知配合的极限盈 隙时 基本偏差的确定方法 计算 查表法确定基本偏差代号的计算公式 第五节公差与配合的选用 三 配合的选用 5 6 第五节公差与配合的选用 三 配合的选用 第五节公差与配合的选用 三 配合的选用 例2 10图所示为钻模的一部分 钻模板4上装有固定衬套2 快换钻套1与固定衬套配合 在工作中要求快换钻套1能迅速更换 在压紧螺钉3松开 不必取下 的情况下 当快换钻套1以其铣成的缺边A对正压紧螺钉3时 可以直接进行装卸 当快换钻套1的台阶面B旋至螺钉3的下端面时 拧紧螺钉3 快换钻套1就被固定 防止了它的轴向窜动和周向转动 若用如图a 所示钻模来加工工件上的 12mm孔 试选择固定衬套2与钻模板4 快换钻套1与固定衬套2以及快换钻套1的内孔与钻头之间的配合 基本尺寸见图 第五节公差与配合的选用 第六节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 简单地说一般公差就是只标注基本尺寸 未标注公差 但在图样上 技术文件或相应标准中 用本标准号和公差等级符号表示 如 GB T1804 m 一般公差正常情况下 一般不测量 一 定义 线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级 f级 精密级 m级 中等级 c级 粗糙级 和v级 最粗级 这4个公差等级相当于ITl2 ITl4 IT16和IT17 基本尺寸0 5 4000mm范围内分为8个尺寸段 各极限偏差数值呈对称分布 二 一般公差的规定 第六节线性尺寸的未注公差 第六节线性尺寸的未注公差 未注公差线性尺寸的极限偏差数值 GB T1804 2000 倒圆半径和倒角高度尺寸的未注公差也规定了四个公差等级 f m c和v 基本尺寸0 5 30mm范围内分为4个尺寸段 各极限偏差数值呈对称分布 第六节线性尺寸的未注公差 倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值 GB T1804 2000 本章小结 1 有关 尺寸 的术语有 基本尺寸 实际尺寸 极限尺寸 实体尺寸 体外作用尺寸 2 尺寸合格条件 实际尺寸在极限尺寸的范围内 3 有关 公差与偏差 的小结见教材表2 1 4 极限与配合图解 简称 公差带图解 其画法见本章相关内容 公差带有大小和位置两个参数 国家标准将这两个参数标准化 得到标准公差系列和基本偏差系列 5 按孔和轴的公差带之间关系的不同 配合分为 间隙配合 过盈配合和过渡配合 国家标准配合制规定有基孔制 基准孔基本偏差代号为H 和基轴制 基准轴基本偏差代号为h 两种基准制配合 6 标准公差系列 标准公差值不分孔 轴 按基本尺寸和公差等级查教材表2 2 1 公差等级是确定尺寸精确程度的等级 国标对基本尺寸 500mm的孔 轴规定了20公差等级 IT01 IT0 IT1 IT18 只要公差等级相同 加工难易程度就相同 孔和孔比 轴和轴比 本章小结 2 基本尺寸 500mm IT5 IT18时 IT ai a是公差等级系数 从IT6开始 a按优先数系R5取值 即公差等级每增加5级 公差值增加10倍 例 IT12 10IT7 7 基本偏差系列国标分别规定了28个孔 轴基本偏差代号 孔 A ZC 轴 a zc 见教材图2 10 数值可查教材表2 5 2 6 本章小结 8 尺寸公差 配合的标注以及线性尺寸一般公差的规定和在图样上的表示方法 见本章有关内容 9 公差与配合的选择主要包括确定基准制 公差等级以及配合的种类 本章小结 练习题 判断题 1 图样上没有标注的尺寸就是自由尺寸 没有公差要求 2 有相对运动的配合应选间隙配合 无相对运动的配合均选用过盈配合或过渡配合 3 零件尺寸的加工成本取决于公差等级的高低 而与配合种类无关 4 10f7 10f8与 10H8配合 它们的Xmin值相等 5 若某配合的Xmax 20 m Tf 30 m 则该配合一定是过渡配合 6 基本偏差的数值与公差等级均无关 2 选择题 1 下列有关公差等级的论述中 正确的有 B A 公差等级高 则公差带宽 B 在满足使用要求的前提下 应尽量选用低的公差等级 C 孔 轴相配合 均为同级配合 D 标准规定 标准公差分为18级 2 基本偏差为a h的轴与基本偏差为H的孔可构成 A A 基孔制的间隙配合 B 基轴制的间隙配合 C 基孔制的过渡配合 D 基轴制的过渡配合 3 60 03mm的孔与 60 01mm的轴的结合是 A 配合 A 间隙B 过渡C 过盈D 无法确定 练习题 4 下列配合零件应选用基孔制的是 C A 滚动轴承外圈与外壳孔 B 同一轴与多孔相配 且有不同的配合性质 C 滚动轴承内圈与轴 D 轴为冷拉圆钢 不需再加工 5 选择基准制应优先选用 B 其理由是 A 基轴制B 基孔制C 非基准制D 孔比轴难加工E 为了减少定尺寸刀具 量具的规格数量F 为了保证使用精度 练习题 6 基本偏差为r的轴的公差带与H形成 D A 间隙配合B 过盈配合C 过渡配合D 过渡或过盈 7 下列配合中 C 的配合最紧 A 的配合最松 A H7 g6B H7 h6C H7 s6D JS7 g6 练习题 第三章形状和位置公差及检测 第一节概述第二节形位公差的标注第三节形状公差第四节位置公差第五节公差原则第六节形位公差的选择第七节形位误差检测原则 学习指导本章学习目的是掌握形位公差和形位误差的基本概念 熟悉形位公差国家标准的基本内容 为合理选择形位公差打下基础 学习要求是掌握形位公差带的特征 形状 大小 方向和位置 以及形位公差在图样上的标注 掌握形位误差的确定方法 掌握形位公差的选用原则 掌握公差原则 独立原则 相关要求 的特点和应用 了解形位误差的检测原则 第三章形状和位置公差及检测 轴套的外圆可能产生以下误差 外圆在垂直于轴线的正截面上不圆 即圆度误差 外圆柱面上任一素线 是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线 不直 即直线度误差 外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合 即同轴度误差 轴套 加工后外圆的形状和位置误差 形状精度的重要性 位置精度的重要性 形位误差对零件使用性能的影响如下 1 影响零件的功能要求2 影响零件的配合性质3 影响零件的互换性现行国家标准主要有 GB T1182 1996 形状和位置公差通则 定义 符号和图样表示法 GB T1184 1996 形状和位置公差未注公差值 GB T4249 1996 公差原则 GB T16671 1996 形状和位置公差最大实体要求 最小实体要求和可逆要求 GB13319 1991 形状和位置公差位置度公差 第一节概述 第三章形状和位置公差及检测 一 形位公差的研究对象 几何要素 按存在的状态分 理想要素 实际要素 按结构特征分 轮廓要素 中心要素 按检测关系分 被测要素 基准要素 单一要素 关联要素 第一节概述 第三章形状和位置公差及检测 二 形位公差的特征和符号 第一节概述 第三章形状和位置公差及检测 第二节形位公差的标注 国家标准规定 在技术图样中形位公差应采用框格代号标注 无法采用框格代号标注时 才允许在技术要求中用文字加以说明 但应做到内容完整 用词严谨 第三章形状和位置公差及检测 一 公差框格 1 第一格形位公差特征的符号 2 第二格形位公差数值和有关符号 3 第三格和以后各格基准字母和有关符号 规定不得采用E F I J L M O P和R等九个字母 第三章形状和位置公差及检测 第二节形位公差的标注 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 二 被测要素的标注用带箭头的指引线将公差框格与被测要素相连 指引线的箭头指向被测要素 箭头的方向为公差带的宽度方向 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 1 当被测要素为轮廓要素时 指引线的箭头应指在该要素的轮廓线或其延长线上 并应明显地与尺寸线错开 应与尺寸线至少错开4mm 轮廓要素的标注 一般垂直 但圆度公差指引线箭头应垂直回转体的轴线 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 2 当被测要素为中心要素时 指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐 当箭头与尺寸线的箭头重叠时 可代替尺寸线箭头 指引线的箭头不允许直接指向中心线 中心要素的标注 错误X 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 3 当被测要素为圆锥体的轴线时 指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线 大端或小端 对齐必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线 并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐 如圆锥体采用角度尺寸标注 则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线 圆锥体轴线的标注 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 4 当多个被测要素有相同的形位公差 单项或多项 要求时 可以在从框格引出的指引线上绘制多个指示箭头 并分别与被测要素相连 用同一公差带控制几个被测要素时 应在公差框格上注明 共面 或 共线 多处要素用同一公差带时的标注 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 5 当同一个被测要素有多项形位公差要求 其标注方法又是一致时 可以将这些框格绘制在一起 并引用一根指引线 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 三 基准要素的标注无论基准符号在图样上的方向如何 圆圈内的字母均应水平书写 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 1 当基准要素为轮廓线和表面时 基准符号应置于该要素的轮廓线或其延长线标注 并应明显地与尺寸线错开 基准符号标注在轮廓的引出线上时 可以放置在引出线的任一侧 但基准符号的短线不能直接与公差框格相连 轮廓基准要素的标注 错误X 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 2 当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时 基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐 当基准符号与尺寸线的箭头重叠时 可代替尺寸线的一个箭头 中心基准要素的标注 错误X 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 3 当基准要素为中心孔或圆锥体的轴线时 则按图4 21所示方法标注 中心孔和圆锥体轴线为基准要素的标注 第二节形位公差的标注 第三章形状和位置公差及检测 形状公差 是指单一实际要素的形状所允许的变动全量 形状公差带 是限制单一实际被测要素变动的区域 零件实际要素在该区域内为合格 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 第三节形状公差 第三章形状和位置公差及检测 一 形状公差 二 各项形状公差及其公差带 直线度 平面度 圆度 圆柱度 在给定平面内 在给定方向上 给定一个方向 给定两个方向 任意方向 第三节形状公差 第三章形状和位置公差及检测 线轮廓度 面轮廓度 1 直线度 用以限制被测要素实际直线对理想直线变动量的一项指标 其被测要素是直线要素 1 在给定平面内公差带是距离为公差值的两条平行直线的距离 0 1 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 举例 被测圆柱素线的直线度公差为0 01 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 t 0 01 理想要素 2 在给定方向上公差带定义 其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域 第三章形状和位置公差及检测 1 给定一个方向 公差带 标注 第三节形状公差 2 在给定两个相互垂直方向时 公差带定义 正截面尺寸为公差值t1 t2的四棱柱内的区域 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 3 在任意方向上公差带定义 任意方向上的直线度在公差值前加注 公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域 标注 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 二 形状公差 形状公差与公差带 2 平面度公差带定义 平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域 标注 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 3 圆度公差带 垂直于轴线的任一正截面上 半径差为公差值t的两同心圆之间的区域 标注1 标注2 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 4 圆柱度公差带 半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域 公差带 标注 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 公差带定义 线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域 诸圆圆心应位于理想轮廓线上 5 线轮廓度 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 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 线轮廓度公差带 无基准要求 有基准要求 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 6 面轮廓度面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域 诸球的球心应位于理想轮廓面上 第三章形状和位置公差及检测 第三节形状公差 位置公差 是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量 位置公差带 是限制关联实际要素变动的区域 被测实际要素位于此区域内为合格 区域的大小由公差值决定 位置公差的分类 定向公差 1 平行度2 垂直度3 倾斜度 定位公差1 同轴度2 对称度3 位置度 跳动公差1 圆跳动公差2 全跳动公差 第三章形状和位置公差及检测 第四节位置公差 一 基准 基准是确定被测要素的方向 位置的参考对象 单一基准 由一个要素建立的基准称为单一基准 组合基准 公共基准 由两个或两个以上的要素所建立的一个独立基准称为组合基准或公共基准 单一基准 组合基准 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 3 基准体系 三基面体系 由三个相互垂直的平面所构成的基准体系 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 一 定向公差与公差带 定向公差 是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量 定向公差带 方向是固定的 它由基准确定 而其位置则可在尺寸公差带内浮动 定向公差包括平行度 垂直度和倾斜度三项 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 1 面对面 的平行度公差带为距离为公差值t 且平行于基准的两平行平面间的区域 a 标注 b 公差带 1 平行度 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 线对线 的平行度 1 一个方向 公差带是距离为公差值 且平行于基准要素的两平行平面之间的区域 a 标注 b 公差带 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 相互垂直的两个方向公差带是正截面尺寸为公差值t1 t2 且平行于基准要素的四棱柱内的区域 a b 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 3 任意方向公差带是直径为公差值t 且平行于基准要素的圆柱面内的区域 a 标注 b 公差带 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 3 线对面 的平行度 公差带为距离为公差值t 且平行于基准的两平行平面间的区域 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 面对线的平行度公差带为距离为公差值t 且平行于基准的两平行平面间的区域 4 面对线 的平行度 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 1 一个方向 公差带是距离为公差值t 且垂直于基准要素的两平行平面之间的区域 a 标注 b 公差带 2 垂直度 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 任意方向 公差带是直径为公差值t 且垂直于基准要素的圆柱面内的区域 b 公差带 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 1 面对线 倾斜度公差值是距离t 且与基准线成一给定角度的两平行平面之间的区域 b 公差带 3 倾斜度 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 D孔轴线必须位于直径公差值0 05mm 且与A基准平面成45 角 平行于B基准平面的圆柱面内 2 线对面 倾斜度公差带是直径为公差值t的圆柱面区域 该圆柱面的轴线应与基准体系呈一给定的角度 并平行于基准的平面 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 定向公差具有如下特点 1 定向公差带相对基准有确定的方向 而其位置往往是浮动的 2 定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能 因此在保证功能要求的前提下 规定了定向公差的要素 一般不再规定形状公差 只有需要对该要素的形状有进一步要求时 则可同时给出形状公差 但其公差数值应小于定向公差值 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 二 定位公差与公差带 定位公差 是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量 定位公差包括同轴度 对称度和位置度三项 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 1 同轴度公差带是直径为公差值t 且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域 b 公差带 a 标注 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 对称度公差带是距离为公差值t 且相对基准中心平面 或中心线 轴线 对称配置的两平行平面或直线之间的区域 b 标注 a 标注 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 3 位置度1 线的位置度 任意方向 以轴线的理想位置为轴线 直径为公差值t的圆柱面内的区域 a 标注 B基准平面 A基准平面 C基准平面 90 b 公差带 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 c 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 面的位置度公差带是距离为公差值t 且以面的理想位置为中心堆成配置的两平行平面之间的区域 面的理想位置由相对于三基面体系的理论正确尺寸确定 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 定位公差带的特点如下 1 定位公差相对于基准具有确定位置 其中 位置度公差带的位置由理论正确尺寸确定 同轴度和对称度的理论正确尺寸为零 图上可省略不注 2 定位公差带具有综合控制被测要素位置 方向和形状的功能 在满足使用要求的前提下 对被测要素给出定位公差后 通常对该要素不再给出定向公差和形状公差 如果需要对方向和形状有进一步要求时 则可另行给出定向或形状公差 但其数值应小于定位公差值 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 4 跳动公差与公差带 跳动公差 是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量 被测要素为圆柱面 端平面和圆锥面等轮廓要素 基准要素为轴线跳动 是指实际被测要素在无轴向移动的条件下绕基准轴线回转的过程中 回转一周或连续回转 由指示计在给定的测量方向上对该实际被测要素测得的最大与最小示值之差 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 1 圆跳动 是指被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量 圆跳动分为径向圆跳动 端面圆跳动和斜向圆跳动 1 径向圆跳动 公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内 半径为公差值t 且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 端面圆跳动 公差带是在与基准轴线同轴的任一半径位置的测量圆柱面上沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的区域 a 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 3 斜向圆跳动 公差带是在与基准轴线同轴 且母线垂直于被测表面的任一测量圆锥面上 沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的区域 除特殊规定外 其测量方向是被测面的法线方向 a标注 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 全跳动全跳动 是指整个被测要素相对于基准轴线的变动量 全跳动分为径向全跳动和端面全跳动 1 径向全跳动 公差带是半径为公差值t 且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 2 端面全跳动 公差带是距离为公差值t 且与基准轴线垂直的两平行平面之间的距离 第四节位置公差 第三章形状和位置公差及检测 跳动公差带的特点如下 1 跳动公差带具有综合控制被测要素位置 方向和形状的功能 如 径向全跳动公差带可综合控制同轴度和圆柱度误差 端面全跳动的公差带可综合控制端面对基准轴线的垂直度误差和平面度误差 采用跳动公差时 若综合控制被测要素能够满足功能要求 一般不再标注相应的位置公差和形状公差 若不能够满足功能要求 则可进一步给出相应的位置公差和形状公差 但其数值应小于跳动公差值 形位公差标注举例 1 将下列技术要求标注在图上 1 100h6圆柱表面的圆度公差为0 005mm 2 100h6轴线对 40P7孔轴线的同轴度公差为 0 015 3 40P 孔的圆柱度公差为0 005mm 4 左端的凸台平面对 40P7孔轴线的垂直度公差为0 01mm 5 右凸台端面对左凸台端面的平行度公差为0 02mm 0 005 0 015 C 0 005 0 01 C 0 02 A A 2 说明下图中标注的形位公差的含义 形位公差标注举例 图a为给定方向上素线的直线度 其公差带为宽度等于公差值0 02mm的两平行平面间的区域 图b为轴线在任意方向的直线度 其公差带为直径等于公差值0 02mm的圆柱体内的区域 图c为给定方向上被测素线对基准素线的平行度 其公差带为宽度等于公差值0 02mm且平行于基准A的两平行平面间的区域 3 如图所示销轴的三种形位公差标注 它们的公差带有何不同 形位公差标注举例 常见错误举例 12 0 1 12 0 1 a b 错 12 0 1 对 c 对 0 1 t M t a 错 b 对 常见错误举例 t t a 错 b 对 常见错误举例 t t a 对 b 错 常见错误举例 常见错误举例 0 02 0 02 a 错 b 对 A A 0 1 0 1 a 错