第二篇 公差.ppt

第三章圆柱体结合的公差与配合 3 1互换性概述互换性按互换程度可分为完全互换和不完全互换 二 零件的加工误差与公差1 加工误差尺寸误差形状误差位置误差表面粗糙度三 公差与配合公差是指允许工件尺寸 几何形状和相对位置变动的范围 用以限制加工误差 规定公差值T的大小顺序应为 T尺寸 T位 T形状 Ra Rz 公差与配合标准已成为机械工业中应用最广 涉及面最大的一个极为重要的基础标准 3 2公差配合的基本术语与定义 一 尺寸的基本术语和定义1 孔和轴孔 通常是指工件的圆柱形内表面 孔是包容面 轴 通常是指工件的圆柱形外表面 轴是被包容面 2 尺寸尺寸用特定单位表示长度值的数值生产制造业规定的尺寸的特定单位为mm 3 基本尺寸基本尺寸设计给定的尺寸 孔的基本尺寸以D表示 轴的基本尺寸以d表示 4 实际尺寸实际尺寸通过测量得到的尺寸 孔的实际尺寸以Da表示 轴的实际尺寸以da表示 5 极限尺寸一个孔或轴允许的尺寸变化的两个界限值 最大极限尺寸和最小极限尺寸 二 偏差 公差的术语及其定义1 尺寸偏差 简称偏差 尺寸偏差是某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差 可为正值 负值或零 2 实际偏差 Ea ea 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差 3 极限偏差极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差 孔的上偏差ES Dmax D孔的下偏差EI Dmin D轴的上偏差es dmax d轴的下偏差ei dmin d孔的合格条件ES Ea EI轴的合格条件es ea ei 4 尺寸公差 简称公差 尺寸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之差的绝对值 也等于上偏差与下偏差之差的绝对值 孔的公差TD表示 轴的公差用Td表示 注意 公差是表示尺寸允许变动的范围 即某种区域大小的数量指标 是绝对值 没有正负之分 也不允许为零 反映加工难易程度 偏差是代数差 表示与基本尺寸偏离程度 与加工难易程度无关 三 零线与公差带零线 确定偏差的一条基准直线 即零偏差线 简称零线 尺寸公差带 简称公差带 在公差带图中 由代表上 下偏差的两条直线所限定的区域 在国家标准中 公差带包括了 公差带大小 与 公差带位置 两个参数 基本偏差 国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差 一般指靠近零线的那个偏差 即基本偏差 标准公差 国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差 四 配合的术语及定义配合是指基本尺寸相同 相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系 1 间隙或过盈孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差 此差值为正时是间隙 用X表示 此差值为负时是过盈 用Y表示 配合分为间隙配合 过盈配合和过渡配合 2 间隙配合保证具有间隙 包括最小间隙等于零 的配合 称为间隙配合 图3 3间隙配合 图3 4过盈配合 图3 5过渡配合 过盈配合 保证具有过盈 包括最小过盈等于零 的配合 称为过盈配合 过渡配合 可能具有间隙也可能具有过盈的配合 称为过渡配合 配合公差允许间隙或过盈的变动量称为配合公差 用Tf表示 配合公差都等于相配合的孔的公差和轴的公差之和 例3 1某配合孔的尺寸为 250十0 033 H8 轴的尺寸为 25 0 041 0 020 f7 分别计算其极限尺寸 极限偏差 公差 极限间隙 配合公差 并画出其尺寸公差带图和配合公差带图 说明配合类型 3 3公差配合国家标准的组成与特点 一 标准公差系列标准公差及分级标准公差是指标准规定的己标准化了的 用以确定公差带大小的任一公差 GB将标准公差分为20个 公差等级 ITO1 ITO IT1 IT2至IT18 等级依次降低 公差值依次增大 为了减少公差值的数目 统一公差值 简化表格 便于应用 国家标准对基本尺寸进行了分段 公差等级相同 基本尺寸相同或在同一尺寸分段内孔的公差和轴的公差相等 二 基本偏差系列1 基本偏差国家标准将基木偏差标准化 规定了孔 轴各28种位置 孔的基本偏差A B C 轴的基本偏差a b c 基本偏差系列中的H h 其基本偏差为零 JS js 与零线对称 上偏差ES es 1T 2下偏差EI ei IT 2 上下偏差均可作为基本偏差 2 公差带及配合的表示方法标准规定 公差带代号以基本偏差代号和公差等级的数字表示 如H7 M8 h6 m7等 配合代号用分数形式表示 例如 H8 f7 分子代表孔 分母代表轴 3 基准制标准规定了两种基准制 基孔制和基轴制 1 基孔制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配合的一种制度 在基孔制中 孔是基准件 称为基准孔 轴是非基准件 称为配合轴 同时规定 基准孔的基本偏差是下偏差 且等于0 EI 0 并以基本代号H表示 2 基轴制4 基本偏差的构成规律在孔和轴的各种基本偏差中 A H和a h可得间隙配合 J N和j n得过渡配合 P ZC和p zc与得过盈配合 5 轴和孔的基本偏差确定 国家标准列出了轴 孔的基本偏差数值表 3 4公差带与配合的标准化根据国标所提供的20个等级的标准公差和28种基本偏差可组成大量不同大小和位置的公差带 为有利于生产和减少刀具 量具的规格 数量 必须对孔和轴的一般 常用 优先公差带的数量作必要的限制 所以国家标准规定了优先 常用和一般用途公差带 一 一般 常用和优先选用的公差带轴的优先公差带13种 常用公差带59种 一般用途公差带119种 孔的优先公差带13种 常用公差带44种 一般用途公差带105种 二 优先和常用配合国家标准对基孔制规定了13种优先配合和59种常用配合 对基轴制规定了13种优先配合和47种常用配合 3 5公差配合的选用一 公差与配合的选用公差与配合的选择是机械设计与制造的重要环节 主要包括基准制 公差等级和配合种类的选择 选择原则是 在满足使用要求的前提下 尽可能选择较低的公差等级 公差与配合的选择一般有三种方法 类比法 计算法和试验法 二 基准制的选择基准制包括基孔制和基轴制两种 一般来说 相同代号的基孔制和基轴制配合的性质相同 一般情况下 应优先选用基孔制 在下列情况下采用基轴制则经济合理 1 当使用具有一定精度的冷拔圆钢 不对外径进行加工时 应采用基轴制 2 与标准件配合时 必须按标准件来选择基准制 如滚动轴承的外圈与壳体孔的配合必须采用基轴制 3 一根轴和多个孔相配时 考虑结构需要 宜采用基轴制 公差等级的选择 在满足使用要求的前提下应尽量把公差级别选低 以取得较好的经济效益 下表可供选用参考 一般采用类比法 配合种类的选择 配合性质主要取决于基本偏差 同时还与公差等级及基本尺寸有关 即配合种类的选择取决于使用要求 过盈配合主要用于结合件间无相对运动 不需要拆卸的静联接 过渡配合主要用于精确定心 结合件间无相对运动 可拆卸的静联接 间隙配合主要用于精确定心又便于拆卸的静联接 或结合件间只有缓慢移动或转动的动联接 三 一般公差 线性尺寸的未注公差 一般公差指在车间一般加工条件下可保证的公差 采用一般公差的尺寸 在该尺寸后不注出极限偏差 线性尺寸的一般公差规定了4个等级 f 精密级 m 中等级 c 粗糙级 和v 最粗级 在图样上 技术文件或标注中 用标准号和公差等级符号表示 如 选用中等级时表示为GB T1804 m 第四章形状与位置公差 4 1概述形位误差不仅会影响机械产品的质量 还会影响零件的互换性 为了满足零件的使用要求 保证零件的互换性和制造的经济性 设计时必须合理控制零件的形位误差 一 形位公差的基本概念 一 几何要素构成零件几何特征的点 线 面称为要素 要素是形状和位置公差的研究对象 几何要素的分类按结构特征分类 轮廓要素和中心要素按在形状和位置公差中所处的地位分类 被测要素 单一要素和关联要素 基准要素 实际要素和理想要素 二 形位公差的项目形位公差是被测实际要素对其理想要素允许的最大变动量 形位公差带有一定的大小 形状 方向和位置 大小用形位公差值确定 形状取决于被测要素的特征和设计要求 方向即公差带放置的方向 位置有确定的和浮动的 标准相应规定了14项形位公差项目 形位公差的项目和代号由表4 1列出 三 有关基准的基本概念1 基准和基准实际要素根据几何特征有基准点 基准直线 基准平面 2 基准的三种类型单一基准 组合基准 三基面体系3 基准代号基准代号由基准符号 圆圈 连线和字母组成 如图 无论基准代号在图样上的方向如何 圆圈内的字母都应水平书写二 形位公差带的标注按形位公差国家标准的规定 在图样上标注形位公差时 应采用代号标注 形位公差的代号包括 形位公差项目的符号 框格 指引线 公差数值 基准符号以及其他有关符号 形位公差的框格有两格或多格组成 第一格填写公差项目的符号 第二格填写公差值及有关符号 第三 四 五格填写代表基准的字母及有关符号 图4 7框格 图4 9基准顺序 a 被测要素为轮廓要素箭头的指向位置 图4 12形位公差简化标注 a b 任意局部范围内的公差要求 应将该局部范围的尺寸标注在形位公差值的后面 用斜线相隔 如仅对要素的某一部分提出公差要求 则用粗点划线表示其范围 并加注尺寸 当被测要素为视图上的整个外轮廓线 面 时 应采用全周符号 形状公差是单一实际被测要素对其理想要素的允许变动量 形状公差包括直线度 平面度 圆度 圆柱度 线轮廓度 面轮廓度六个项目 一 直线度直线度可分为 给定平面的直线度 给定方向上的直线度 任意方向上的直线度 4 2形状公差 二 平面度 三 圆度 四 圆柱度 五 线轮廓度 六 面轮廓度 4 3位置公差 位置公差分为定向公差 定位公差和跳动公差 一 定向公差 包括平行度 垂直度和倾斜度 1 平行度 2 垂直度 3 倾斜度 定向公差带的特点 1 定向公差带相对于基准有确定的方向 并且在相对于基准保持定向的条件下 公差带的位置可以浮动 2 定向公差可以控制与其有关的形状误差 规定了定向公差的被测要素 一般不再规定形状公差 二 定位公差 定位公差包括同轴度 对称度和位置度 2 对称度 1 同轴度 定位公差带有以下特点 1 定位公差带具有确定的位置 相对于基准的尺寸为理论正确尺寸 2 定位公差带具有综合控制被测要素位置 方向和形状的职能 所以 在保证功能要求的前提下 对被测要素给定了定位公差 一般不必再给出定向和形状公差 3 位置度 三 跳动公差 跳动公差分为圆跳动和全跳动 圆跳动分为径向圆跳动 端面圆跳动和斜向圆跳动三种 1 圆跳动 径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动 2 全跳动 径向全跳动和端面全跳动 径向全跳动 端面全跳动 全跳动公差是一项综合控制形位公差的指标 径向全跳动可控制素线的直线度 圆度 圆柱度 同轴度 径向圆跳动等 端面全跳动可控制平面度 垂直度 端面圆跳动等 任何零件的尺寸误差和形位误差总是同时存在的 并且同时对零件的装配性能和使用性能产生影响 而影响零件使用性能的有时主要是形位误差 有时主要是尺寸误差 有时则是它们综合结果 零件的尺寸误差和形位误差总是同时存在 又是互相联系互相影响的 4 4公差原则 把处理形位公差和尺寸公差关系的原则称为公差原则 它分为独立原则和相互要求两大类 一 有关术语及定义 1 作用尺寸 在装配中起作用的尺寸 2 最大实体状态 最大实体尺寸 最大实体边界最大实体状态 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内 并具有实体最大 材料最多 时的状态 最大实体尺寸 实际要素在最大实体状态下的极限尺寸 它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸 最大实体边界 最大实体状态时具有理想现状包容面 即实体要素处处为最大实体尺寸且具有理想现状 方向 位置的理想形状边界 3 最小实体状态 最小实体尺寸 最小实体边界最小实体状态 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内 并具有实体最小 材料最少 时的状态 最小实体尺寸 实际要素在最小实体状态下的极限尺寸 它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸 最小实体边界 最小实体尺寸且具有理想现状 方向 位置的理想形状边界 二 独立原则 被测要素在图样上给出的尺寸公差与形位公差各自独立 分别满足要求的公差原则 如果未用文字和特定符合说明二者的联系 说明遵守独立原则 是确定尺寸公差和形位公差关系的基本原则 三 相关要求 包容要求 最大实体要求 最小实体要求 可逆要求 1 包容要求 实际要素处处不得超越最大实体边界 作用尺寸不超出最大实体尺寸 标注 尺寸极限偏差或公差代号后面注有符号 常用于有配合要求的场合 2 最大实体要求 实际要素处处不得超越实效边界 作用尺寸不超出最大实效尺寸 标注 在形位公差值后面注有符号 常用于只要求可装配性的场合 3 最小实体要求 被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界 既可以用于被测要素 也可以用于基准要素 标记 最小实体要求符号 当用于被测要素标在公差值后 当用于基准要素 标在基准字母代号后 4 可逆要求 允许尺寸公差和形位公差相互补偿的要求 常与最大和最小实体要求一起应用 标记 4 5形位公差的选择与标注 一 形位公差特征项目的选择 形位公差特征项目的选择可从以下几个方面考虑 1 零件的几何特征零件几何特征不同会产生不同的几何误差 2 零件的功能要求根据零件不同的功能要求 给出不同的形位公差项目 3 检测的方便性确定形位公差特征项目时 要考虑到检测的方便性与经济性 在满足功能要求的前提下 尽量减少项目 以获得较好的经济效益 二 形位公差值 公差等级 的选择精度的高低是用公差等级来表示的 GB规定 一般分为12级 既1 12级 精度依次降低 仅圆度和圆柱度分为13级 形位公差等级常采用类比法确定 三 未注形位公差的规定1 未注直线度 平面度 垂直度 对称度 圆跳动规定了H K L三个等级2 未注圆度公差值等于直径公差值 但不大于H K L相应的圆跳动的未注公差值 未注圆柱度公差不作规定 由要素的圆度公差 素线直线度和相对素线平行度的注出或未注出公差控制 3 未注圆柱度公差值不作规定 由要素的圆度公差 素线直线度和相对素线平行度的注出或未注公差控制 4 未注平行度公差值等于被测要素和基准要素间的尺寸公差和被测要素的形状公差 直线度或平面度 的未注公差值中的较大者 并取两要素中较长者作为基准 5 未注同轴度公差值未作规定 6 未注线轮廓度 面轮廓度 倾斜度 位置度的公差值均由各要素的注出或未注出线性尺寸公差或角度公差控制 7 未注全跳动公差值未作规定 端面跳动未注公差值等于端面对轴线的垂直度未注公差值 径向全跳动可由径向圆跳动和相对素线平行度控制 第五章表面粗糙度 一 概述 1 零件表面几何形状误差的分类 表面粗糙度 表面波纹度 形状公差 2 表面粗糙度对零件质量的影响 表面粗糙度值的大小对零件的的使用性能和使用寿命有很大影响 1 影响零件的耐磨性 2 影响零件的配合性质的稳定性 3 影响疲劳强度 4 影响抗腐蚀性 二 表面粗糙度的评定 1 表面粗糙度的基本术语 取样长度 在测量表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度 规定 取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷 评定长度 评定长度是指评定表面粗糙度所需的一段长度 中线 用以评定表面粗糙度参数的一条基准线 轮廓的最小二乘中线在取样长度内 使轮廓线上各点的纵坐标值的平方和为最小 轮廓的算术平均中线在取样长度内 将实际轮廓划分为上下两部分 且使上下面积相等的直线 2 表面粗糙度的评定参数国家标准规定评定表面粗糙度的参数有 幅度参数2个 间距参数1个 曲线和相关参数1个 其中幅度参数是主要的 1 轮廓的幅度参数轮廓的算术平均偏差 在一个取样长度内 纵坐标Z x 绝对值的算术平均值 2 轮廓的最大高度 在一个取样长度内 最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度 三 表面粗糙度 评定参数 的选择 1 评定参数的选择 如无特殊要求 优先选用Ra和Rz 在幅度参数中 应优先选用Ra 一些重要表面有