几何公差课件.ppt

互换性与技术测量 第一章绪论 基本内容 掌握互换性与公差的概念 作用和分类 标准化和优先数系的概念 了解本课程的研究对象 任务及要求 第一节互换性与公差一 互换性与公差的概念和作用1 互换性概念1 广义上说 互换性是指一种产品 过程或服务代替另一种产品 过程或服务且能满足同样要求的能力 举例 机器上的螺钉 灯泡 自行车 缝纫机 钟表上的零部件 概念2 零部件的互换性是指同一规格的零部件按规定的技术要求制造 能够彼此替换使用而效果相同的性能 即同一规格的一批零部件 任取其一 不经任何挑选和修配就能装在机器上 并能满足其使用功能要求 机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性 本课程仅讨论几何参数的互换性 2 公差定义 公差是零件几何参数允许的变动量 它包括尺寸公差 形状公差 方向公差 位置公差 在零件的加工过程中 必然存在加工误差 从零件的使用功能看 不必要求零件几何量制造的绝对准确 只要求零件几何量在某一规定范围内变动 保证同一规格零件彼此充分近似 误差在公差范围内即为合格 公差用来控制零件加工中的误差 以保证互换性的实现 因此 互换性要用公差来保证 3 互换性的作用 1 在设计方面零件具有互换性 可以最大限度地采用标准件 通用件和标准部件 可以简化制图 计算工作 缩短设计周期 并便于计算机辅助设计和产品品种的样化 2 在制造方面互换性是组织专业化协作生产的重要基础 而专业化大生产才有可能采用高科技和高生产率的先进工艺和装备 从而提高生产率 提高产品质量 降低生产成本 3 在使用和维修方面零件具有互换性 零件磨损或损坏了 可以以旧换新 方便维修 从而减少机器的维修时间和费用 延长机器的使用寿命 4 互换性的种类 广义互换性 功能互换性狭义互换性 几何参数互换性 本课程研究对象 按互换性的程度又可分为 完全互换 绝对互换性 指对同一规格的零件 不加挑选和修配就能满足使用要求的互换性 应用 成批大量生产的标准零部件 对于厂际协作 即使产量不大 往往也采用完全互换性 不完全互换 有限互换性 指同一规格的零件 在装配时需要进行挑选或修配才能满足使用要求 应用 生产批量小和装配精度要求高的情况 厂内生产的零部件的装配 不完全互换性可以用分组装配法 调整法或其它方法来实现 分组装配法 如机器上某部位精度愈高 相配零件精度要求就愈高 加工困难 制造成本高 为此 生产中往往把零件的精度适当降低 以便于制造 然后再根据实测尺寸的大小 将制成的相配零件分成若干组 使每组内的尺寸差别比较小 最后 再把相应的零件进行装配 例如 直径 50 00mm孔 轴装配在一起 要求配合间隙0 01 0 04mm 若直接加工 则孔的加工尺寸为 50 025 50 040mm 轴的加工尺寸为 50 000 50 015mm公差值为 0 015mm 加工困难 如将孔 轴公差放大孔加工尺寸为 50 025 50 100mm公差值 0 075mm轴加工尺寸为 50 000 50 075mm公差值 0 075mm则此孔和轴比较容易加工 孔 50 025 50 040 50 040 50 055 50 055 50 070 50 070 50 085 50 085 50 100 加工完毕测量分组 轴 50 000 50 015 50 015 50 030 50 030 50 045 50 045 50 060 50 060 50 075 大孔组零件与大轴组零件相配 小孔组零件与小轴组零件相配 这样 可保证装配精度和使用要求 又能解决加工困难 降低成本 这种组内零件可以互换 组与组之间的相同零件不能互换的特性 就是采用分组装配法来实现不完全互换性 调整装配法 是在机器装配或使用过程中 对机器中某一特定零件按所需要的尺寸进行调整 以达到装配精度要求 这也是一种保证装配精度的措施 第二节标准化与优先数系一 标准化现代化生产的特点是品种多 规模大 分工细和协作多 为使社会生产有序地进行 必须通过标准化使产品规格品种简化 使分散的 局部的生产环节相互协调和统一 标准化是互换性生产的基础 1 标准 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定 它以科学 技术和实践经验的综合成果为基础 经有关方面协商一致 由主管机构批准 以特定形式发布 作为共同遵守的准则和依据 标准的范围极广 种类繁多 涉及到人类生活的各个方面 本课程研究的公差标准 检测器具和方法标准 大多属于国家基础标准 2 标准化 是指为了在一定的范围内获得最佳秩序 对实际的或潜在的问题规定共同的和重复使用的规则的活动 标准化工作包括制定标准 发布标准 组织实施标准和对标准的实施进行监督的全部活动过程 3 标准的分类 标准按不同的级别颁发 我国标准分为国家标准 行业标准 地方标准和企业标准 对需要在全国范围内统一的技术要求 应当制定国家标准 代号为GB 对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求 可制定行业标准 如机械标准 JB 等 对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求 可制定地方标准或企业标准 它们的代号分别用DB QB表示 国际标准化组织 ISO 在国际上 为了促进世界各国在技术上的统一 成立了国际标准化组织 简称ISO 和国际电工委员会 简称IEC 由这两个组织负责制定和颁发国际标准 我国于1978年恢复参加ISO组织后 陆续修订了自己的标准 修订的原则是 在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢 以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换 几何量公差国家标准 极限与配合 GB T1800 1997 形状和位置公差 GB T1882 1996 表面粗糙度 GB T1031 1995 圆锥 角度公差与配合 GB T11334 2005 螺纹公差与配合 GB T197 2003 键与花键公差与配合 GB T1096 2003 轴承公差与配合 GB T307 1996 齿轮的传动精度 GB T10095 2001 光滑工件尺寸的检验及量规公差 GB T1957 1981 二 优先数系在机械设计中 常常需要确定很多参数 而这些参数往往不是孤立的 一旦选定 这个数值就会按照一定规律 向一切有关的参数传播 例如 螺栓的尺寸一旦确定 将会影响螺母的尺寸 丝锥板牙的尺寸 螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等 由于数值如此不断关联 不断传播 所以 机械产品中的各种技术参数不能随意确定 为使产品的参数选择能遵守统一的规律 使参数选择一开始就纳入标准化轨道 必须对各种技术参数的数值作出统一规定 优先数和优先数系 国家标准 GB321 80 就是其中最重要的一个标准 要求工业产品技术参数尽可能采用它 GB321 80中规定以十进制等比数列为优先数系 并规定了五个系列 它们分别用系列符号R5 R10 R20 R40和R80表示 其中前四个系列作为基本系列 R80为补充系列 仅用于分级很细的特殊场合 各系列的公比为 R5的公比 q5 1 60R10的公比 q10 1 25R20的公比 q20 1 12R40的公比 q40 1 06R80的公比 q80 1 03R5中的项值包含在R10中 R10中的项值包含在R20中 R10中的项值包含在R40中 R40中的项值包含在R80中 优先数系的五个系列中任一项值均称优先数 其理论值多数为无理数 根据取值的精确程度 数值可以分为 计算值取五位有效数字 供精确计算用 常用值即通常所称的优先数 取三位有效数字 是经常使用的 化整值是将基本系列中的常用值作进一步化整后所得的数值 一般取两位有效数字 优先数系的基本系列 优先数系的派生系列 为了优先数系有更大的适应性 可以从Rr系列中 每逢p项选取一个优先数 组成新的系列 派生系列 以符号Rr p表示 公比为代号 Rr p公比 R5 2 1 2 5 6 3 16 q5 2 102 5 2 5R10 3 1 2 4 8 q10 3 103 10 2 优先数系有很广泛的应用 它适用于各种尺寸 参数的系列化和质量指标的分级 对保证各种工业产品品种 规格的合理简化分档和协调配套具有重大的意义 优先数系的选用顺序为 R5 R10 R20 R40 R80Rr Rr p 第三节几何量检测概述完工后的零件是否满足公差要求 要通过检测加以判断 检测包含检验与测量 检验是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内 并作出合格性判断 而不必得出被测量的具体数值 测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较 以确定被测量的具体数值的过程 意义 检测不仅用来评定产品质量 而且用于分析产生不合格品的原因 及时调整生产 监督工艺过程 预防废品产生 检测是机械制造的 眼睛 产品质量的提高 除设计和加工精度的提高外 往往更有赖于检测精度的提高 所以 合理地确定公差与正确进行检测 是保证产品质量 实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段 第四节本课程的任务一 本课程的性质本课程是高等学校机械类各专业的一门重要的技术基础课程 是联系机械设计与后续机械制造等课程的纽带 是从基础课学习过渡到专业课程学习的桥梁 二 学习本课程的要求学生