公差与配合基础.doc

北 京 市 公 交 技 工 学 校专业理论课教案（首页） 授课章节名称2.5.1.3公差审批签字授课班级零四级十二班授课时数二授课时间9.21（14）、9.22（12）授课方法讲授教具课件、多媒体、实物等教学目的和要求1、 了解2、 初步掌握的基本结构和作用。教学重点与难点作业工作页制订教师赵 超 越教学内容及步骤一、 复习引入二、 新课讲授三、 课上小结四、 布置作业教学后记授课内容授课方 法零件加工常见技术要求 合格零件，在制造、检验和装配过程中，应达到一些技术上的要求，如表面粗糙 度、公差与配合、形位公差，热处理等 一、公差与配合 1 相关概念 在日常生活中，当人们发现自己使用的手表、自行车等上的零件损坏时，换上一个新的零件后便可恢复其原来的使用性能之所以这样方便，就是因为这些零件具有互换性。所谓互换性，就是指同一规格的零、部件能够彼此互相替换的性能零件一般是由毛坯经过机械加工制成的，加工时由于加工误差的存在，不可能把一批相同规格的零件做的绝对相等，在实际使用中，对加工的每一零件，没有必要也不可能要求它绝对准确或完全一致，所以在设计零件时，使其几何参数规定在一个允许的范围内，这个范围既能满足零件的使用要求又符合加工原则。我们将这个允许的范围即对零件的几何参数所允许的变动量称为公差。 2基本术语 (1) 基本尺寸：设计给定的尺寸 (2) 实际尺寸：合格零件通过测量所得到的尺寸。 (3) 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。 两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。 (4) 尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。它包括极限偏差和实际偏差。极限偏差中有上偏差和下偏差。 上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为上偏差。 下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为下偏差。国家标准规定了偏差的代号：孔的上偏差用ES表示，下偏差用囚表示；轴的上偏差用es表示，下偏差用ei表示。(5) 尺寸公差(简称公差)：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值，或上偏差与下偏差代数差的绝对值。公差值总是正值，不能为零或负值(6) 零线：零件的公差带可用放大的比例绘制成示意图来表示，这种图叫公差带图，如图18-2所示。在公差带图中，确定偏差的一条基准直线称为零线。通常零线表示基本尺寸。(7) 公差带：在公差带图中，由上、下偏差的两条直线所限定的一个区域称为公差带。(8) 标准公差：国家标准规定的任一公差，用丌表示，它由基本尺寸分段和公差等级两个因素确定，如表16-1所示。在每一个基本尺寸段内，有IT01、IT0、ITl-ITl8共20个公差等级的标准公差，丌表示标准公差，后面的数字表示标准公差的等级。IT01最高，ITt8最低。 必须注意，属于同一公差等级的公差，对所有基本尺寸，虽数值不同，但被认为具有同等的精确程度。例如，基本尺寸在30-50mm尺寸分段时，IT7是0025mm。，而基本尺寸在400-500mm。尺寸分段时，IT7是0063mm。虽然这两个不同尺寸分段的标准公差数值不同，但它们的公差等级都是7级，认为它们在使用和制造上具有同等的精确程度。(9) 基本偏差：确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。如图18-3所示， 以孔的公差带为例，当孔的公差带在零线上方时，其下偏差EI为基本偏差； 当孔的公差带在零线下方时，上偏差ES为基本偏差；公差带对称地跨越在零线上时，其上下偏差中任何一个都可作为基本偏差。 基本偏差由国家标准确定，其代号用拉丁字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母，孔和轴的每一基本尺寸段，各有28个基本偏差，形成了基本偏差系列，如图18-4所示。 从图18-4和轴的基本偏差数值表18-2看出，轴的基本偏差中：从a到h为上偏差es，而且是负值，其绝对值依次减小。其中h的上偏差es=0，js为上偏差(es=+IT2)或下偏差(ei=-IT2)，即js与各级标准公差完全对称地分布在零线的两侧，所以代号为js的基本偏差可以是上偏差也可以是下偏差 从j到zc基本偏差为下偏差ei，其中j是负值，而k到zc是正值，其绝对值依次加大。在图中没有单独表示出j的具体位置，它相对于零线为近似对称偏差，即公差带近似对称地分布在零线的两铡 从图18-4和表18-3中看出：孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算得到的。从A到H，孔的基本偏差与轴的基本偏差的绝对值相同，而符号相反，所以，孔和轴的基本偏差正好对称地分布在零线的两侧，即孔的基本偏差是轴的基本偏差相对与零线的倒影(反射关系)，从J到ZC，只有在公差等级较低时，孔和轴的基本偏差相对于零线才有反射关系3 配合： 基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系称为配合。(1) 间隙配合：具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。(2) 过盈配合：具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。二者装配在一起，则一定产生过盈，紧密地结合为一体。(3) 过渡配合：可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。此时，孔的公差带和轴的公差带相互交叠。在规定具有过渡配合性质的一批零件的公差时，允许得到间隙或过盈的配合。但对装配好的一对零件，则只能得到一种结果。4 基准制 基准制是规定配合系列的基础。采用基准制是为了统一基准件的极限偏差，从而达到减少刀具、量具的规格、数量，获得最大的技术经济效果。为了实现配合的标准化，国家标准规定了两种基准制，印基孔制和基轴制。 (1) 基孔制：是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一种制度。基孔制配合的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H(下偏差为零，上偏差为正数)，基孔制配合情况如图1g-8所示在基孔制配合中，当轴的基本偏差在ah之间为间隙配合，在j-n之间基本上为过渡配合，在p-zc之间为过盈配合。(2)基轴制：是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一种制度。基轴制配合的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h(上偏差为零，下偏差为负数)，在基轴制配合中，当孔的基本偏差在A-H之间为间隙配合，在JN之间基本上为过渡配合，在PZC之间为过盈配合。在实际生产中，一般优先采用基孔制配合。基孔制和基轴制各有许多配合，为了便于生产，国家标准规定了优先、常用的配合，详细内容可查阅有关标准。二，表面粗糙度1， 表面粗糙度的概念 表面粗糙度是一种微观的几何形状误差它是指零件在加工过程中，由于刀具与零件表面的摩擦，切屑分离工件表面时的塑性变形， 以及工艺系统本身的振动等原因，使得加工后的零件表面存在着许多间距较小的高低不平的微小峰谷，这种不平程度，称为表面粗糙度。 表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性。抗腐蚀性，抗疲劳强度以及接触刚度等均有很大的影响2 表面粗糙度的评定参数 国家标准规定：常用表面粗糙度的评定参数有轮廓的算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry等。其中轮廓算术平均偏差Ra是最常用的评定参数3 表面粗糙度的代(符)号及其意义 根据国家标准规定，在图样中表面粗糙度的要求应采用代(符)号进行标注，常用代(符)号如图18。10所示。图中a)为基本符号，因无具体意义，不能单独使用；b)为加工符号，表示该表面是用去除材料的方法获得的表面粗糙度的；c)为不加工符号，表示用不去除材料的方法获得的表面粗糙度的表面粗糙度的代号是由表面粗糙度的符号和按指定位置标注的表面粗糙度参数等组成。如图中d)为表面粗糙度代号，表示用去除材料的方法获得的表面粗糙度，其Ro最大值为3.2m三，形位公差1 形位公差的基本概念 表面形状公差和位置公差，简称为形位公差。它是指零