极限配合与技术测量(高教版)课件：极限与配合国家标准.ppt

学习要求 掌握极限与配合的基本概念 掌握公差 基本偏差的相关标准内容 掌握公差带图的绘制方法 掌握公差与配合的选用原则 重点 极限与配合的基本概念 公差与配合的选择 难点 公差与配合的选择 第2章孔 轴的极限与配合 2 3极限与配合国家标准 1 标准公差等级根据公差等级不同 国标规定标准公差分为20个等级 即IT01 IT0 IT1 IT2 IT18 在同一尺寸段内 IT01精度最高 标准公差值最小 加工难度高 IT18精度最低 标准公差值最大 加工难度最低 从IT01到IT18 等级依次降低 而相应的标准公差值依次增大 2 3 1孔 轴的标准公差系列 2 标准公差系列的特点1 标准公差值的大小与公差等级及公称尺寸有关标准公差数值与公差等级有关 例如 在公称尺寸为50mm时 IT7 0 025mm IT8 0 039mm 对于同一公称尺寸 从IT6开始 每增加5级公差等级 标准公差值增大10倍 例如 已知公称尺寸为50mm时 IT6 0 016mm 则IT11 0 160mm 标准公差数值与公称尺寸有关 公差等级相同时 公称尺寸越大 其标准公差值越大 例如 对于公差等级IT8 在公称尺寸为50mm时 IT8 0 039mm 在公称尺寸为80mm时 IT8 0 046mm 2 3 1孔 轴的标准公差系列 2 对公称尺寸进行分段 使标准公差数值表得以简化在极限与配合标准中 将公称尺寸分为主段落和中间段落 在标准公差数值表中 公称尺寸至500mm的尺寸分成13个尺寸段 500 3150mm有8个尺寸段 查取标准公差系列值时 要注意公差等级和尺寸分段 还要注意尺寸分段的特点 下限是开区间 上限是闭区间 如 50mm属于30 50mm尺寸段 不属于50 80mm尺寸段 2 3 1孔 轴的标准公差系列 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 1 孔 轴的基本偏差代号和孔 轴的基本偏差系列基本偏差 确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差 基本偏差是公差带位置标准化的唯一指标 除JS和js外一般指靠近零线的偏差 与公差等级无关 基本偏差代号 用拉丁字母表示 大写表示孔 小写表示轴 在26个字母中除去易与其它混淆的I L O Q W 再加上七个用两个字母表示的代号 CD EF FG JS ZA ZB ZC 共有28个代号 即孔和轴各有28个基本偏差 其中JS和js相对于零线完全对称 对于轴 a h的基本偏差为上极限偏差es 其绝对值依次减小 k zc的基本偏差为下极限偏差ei 其绝对值依次增大 对于孔 A H的基本偏差为下极限偏差EI 其绝对值依次减小 K ZC的基本偏差为上极限偏差ES 其绝对值依次增大 H为基准孔代号 基本偏差为下极限偏差 值为零 h为基准轴代号 基本偏差为上极限偏差 值为零 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 图2 15 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例 查表求 200J6的基本偏差 解 查表2 1IT6 0 029mm查表2 4可知 J的基本偏差为上极限偏差 ES 0 022mm 根据标准公差与上 下极限偏差的关系有 EI ES IT6 0 022 0 029 0 007mm可以看出 0 007mm比 0 022mm更靠近零线 而 0 022mm是基本偏差 0 007mm反而不是基本偏差 这就是特殊的情况 所以在基本偏差的定义中应用了 一般 的字眼 而没有一概而论 还是更特殊的情况 在表2 3和表2 4中 对于js和JS 没有提到基本偏差 只是说偏差 IT 2 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 在图2 15中 可以注意到 不论是孔的公差带还是轴的公差带 有一端是不封口的 为什么呢 因为一端有基本偏差确定 另一端由基本偏差和标准公差确定 例2 求 30f5 30f6 30f7的基本偏差和极限偏差 解 查表2 3 30f的基本偏差为上极限偏差 es 0 020mm 查表2 1可知 IT5 0 009mm IT6 0 013mm IT7 0 021mm所以 30f5 30f6 30f7的另一侧极限偏差分别为 ei 0 020 0 009 0 029mm ei 0 020 0 013 0 033mm ei 0 020 0 021 0 041mm 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 通过上例 可以得出结论 一般情况下 一旦选定了基本偏差代号 对于一定的公称尺寸 它的基本偏差值是不变的 不随公差等级的变化而变化 而另一侧的极限偏差却随公差等级的不同而变化 因此图2 15中 靠近零线的这一侧是封口的 而与之相对的另一侧在公差带图中是不封口的 特殊的JS js两端都不封口 这个结论也不是普遍规律 可以从图2 15中可以看出 K M N以及k的公差带是阶梯状的 这说明对于一定的公称尺寸的同一基本偏差代号 随着公差等级的不同它们的基本偏差不是唯一的 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例3 求 50M5 50M8 50M9的基本偏差 解 查表2 4可知 它们的基本偏差是上偏差ES 50M5 ES 9 9 4 5 m 50M8 ES 9 9 14 5 m 50M9 ES 9 m 基本偏差都是M 而基本偏差的数值却是不同的 产生的原因主要是孔轴不同级造成的 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 2 轴的基本偏差数值轴与基准孔 下极限偏差EI 0 配合形成间隙配合时 轴的基本偏差 上极限偏差es 的数值即为最小间隙量 形成过盈配合时 轴的基本偏差 下极限偏差ei 与孔的上极限偏差形成最小过盈 形成过渡配合时 轴的基本偏差 下极限偏差ei 与孔的上极限偏差形成最小间隙 根据轴的基本偏差计算公式计算出轴的各种基本偏差数值 并将计算结果按一定的修约规则进行尾数圆整 得到轴的基本偏差数值表 轴的另一个极限偏差 上极限偏差或下极限偏差 根据轴的基本偏差和标准公差 按下式计算ei es IT或es ei IT 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 3 孔的基本偏差数值 1 孔A H的基本偏差值A H孔的基本偏差值与同名的轴的基本偏差 例如 孔的基本偏差G与轴的基本偏差g 相对于零线是完全对称的 因而孔和轴同名的基本偏差的绝对值相等 而符号相反 即EI es 2 孔JS和J的基本偏差值JS的基本偏差等于标准公差值的一半 既可以是ES 也可以是EI 基本偏差J只存在IT6 IT8三个公差等级 在同一尺寸段 各级标准公差所对应的基本偏差J不同 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 3 孔K M N及P ZC的基本偏差值基本偏差K M N及P ZC的基本偏差值均与公差等级有关 对于公称尺寸至500mm 标准公差等级小于或等于IT8的孔的基本偏差K M N 其基本偏差值为在查表所得的数值上再加上一个 值 ITn ITn 1 此时 孔的基本偏差的表达式为 ES ES 计算值 注 ES 计算值 是指表2 4所列数值标准公差等级大于IT8 即 IT9 孔的基本偏差K 0 M N的基本偏差就是表中的数值 不需再加 值 对于公称尺寸至500mm 标准公差等级小于或等于IT7的孔的基本偏差P ZC 其基本偏差值也要在查表所得的数值上再加上一个 值 而在标准公差等级大于IT7时 P ZC的基本偏差就是表中的数值 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例2 6确定轴 40g11的极限偏差和极限尺寸 解 查表2 1 40mm属于30 50mm公称尺寸段 标准公差IT11 160 m 查表2 3 得基本偏差 9 m上极限偏差 es 基本偏差 9 m 0 009mm下极限偏差 ei 基本偏差 标准公差 9 160 169 m 0 169mm极限尺寸 上极限尺寸 40 0 009 39 991mm下极限尺寸 40 0 169 39 831mm 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例2 7确定孔 130N4的极限偏差和极限尺寸 解 由表2 1查得 在公称尺寸段120 180mm时的标准公差IT4 12 m 查表2 4并根据式 2 18 可得 基本偏差 27 27 4 23 m 上极限偏差 ES 基本偏差 23 m 下极限偏差 EI 基本偏差 标准公差 23 12 35 m 极限尺寸 上极限尺寸 130 0 023 129 977mm 下极限尺寸 130 0 035 129 965mm 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例2 8确定公称尺寸段18 30mm的P7的基本偏差 解 由表2 1标准公差数值表查出公称尺寸段18 30mm的IT7 21 m IT6 13 m 查表2 4可得公称尺寸段18 30mm孔的基本偏差P的数值 ES 22 m 在IT7时 8 m 也可根据 ITn IT n 1 得 IT7 IT6 21 13 8 m 查表2 4并根据式 2 18 可得P7的基本偏差 ES ES 计算值 22 8 14 m 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 在查各公称尺寸段的孔的基本偏差时 要注意查取的孔的基本偏差值是否要加上附加的 值 值出现在高精度的孔的基本偏差中 是基于 工艺等价 的考虑 因为在常用尺寸段 500mm 中 高精度的孔比较难加工 为了使配合的孔 轴加工难易相同 一般采用某一公差等级的孔要与更高一级的轴相配 这时 同名的基孔制和基轴制配合 H7 p6和P7 h6即为同名配合 具有同等的间隙或过盈 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例2 9查表确定 25H8 p8 25P8 h8孔与轴的极限偏差 并计算这两个配合的极限间隙或过盈 解 查表2 1 IT8 33 m查表2 3确定轴的基本偏差 p的基本偏差为ei 22 m h的基本偏差为es 0 查表2 4确定孔的基本偏差 H的基本偏差为EI 0 P的基本偏差为ES 22 m 计算轴的另一个极限偏差 p8的上极限偏差es ei IT8 22 33 55 m h8的下极限偏差ei es IT8 0 33 33 m 计算孔的另一个极限偏差 H8的上极限偏差ES EI IT8 0 33 33 m P8的下极限偏差EI ES IT8 22 33 55 m 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 这两对配合的极限偏差可分别标注为计算极限盈隙 对于 25H8 p8 Ymax EI es 0 0 055 0 055mmXmax ES ei 0 033 0 022 0 011mm对于 25P8 h8 Ymax EI es 0 055 0 0 055mmXmax ES ei 0 022 0 033 0 011mm 25H8 p8与 25P8 h8配合的最大间隙和最大过盈相同 两者的配合性质相同 即同名配合的配合性质相同 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 例2 10查表确定 20H7 p6 20P7 h6孔与轴的极限偏差 并计算这两个配合的极限盈隙 解 查表2 1 IT6 13 m IT7 21 m 查表2 3可知 p6的基本偏差ei 22 m h的基本偏差es 0查表2 4可知 H的基本偏差EI 0 P的基本偏差ES 22 22 8 14 m计算轴的另一个极限偏差 p6的上极限偏差es ei IT6 22 13 35 m h6的下极限偏差ei es IT6 0 13 13 m计算孔的另一个极限偏差 H7的上极限偏差ES EI IT7 0 21 21 m P7的下极限偏差EI ES IT7 14 21 35 m 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 这两对配合的极限偏差可分别标注为计算极限盈隙 对于 20H7 p6 Ymax EI es 0 0 035 0 035mmYmin ES ei 0 021 0 022 0 001mm对于 20P7 h6 Ymax EI es 0 035 0 0 035mmYmin ES ei 0 014 0 013 0 001mm 20H7 p6与 20P7 h6的最大和最小过盈均相同 两者的配合性质相同 2 3 2孔 轴的基本偏差系列 2 3 3极限与配合在图样上的标注要求 1 在零件图上孔 轴的图样标注在零件图上 孔 轴的公称尺寸之后标注零件的极限偏差值或公差带 可用以下三种形式之一 50H7 一般用于大批量生产 一般用于单件 小批量生产 常用于生产批量不明的零件图样的标注 2 在装配图上孔 轴的图样标注在装配图上 孔和轴组成配合时要标注配合代号 配合代号写成分数形式 分子为孔的公差带代号 分母为轴的公差带代号 如或H7 g6 而且 孔 轴的公称尺寸应标在配合代号之前 如 50H7 g6 极限与配合在图样上的标注可采用如图2 18 a 所示的标注形式 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 公称尺寸 500mm内 543种孔的公差带 544种轴的公差带 如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用 显然是不经济的 而且也不必要的 为了简化公差带种类 减少与之相适应的定值刀 量具和工艺装备的品种和规格 对基本尺寸至500mm的孔 轴规定了优先 常用和一般用途公差带 设计时应优先使优先公差带 其次才使用常用公差带 再其次才考虑使用一般用途公差带 1 公称尺寸至500mm的孔 轴公差带公称尺寸至500mm属于常用尺寸段 应用范围较广 公称尺寸至500mm时 对公差带规定了一般 常用和优先共3个层次 轴用的一般 常用和优先公差带共116种 其中常用公差带59种 图中方框内是常用公差带 在常用公差带中又规定了公差带13种作为优先公差带 图中的圆圈内的是优先公差带 孔用的一般 常用和优先公差带共105种 图中方框内的44种为常用公差带 圆圈内的13种为优先公差带 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 图2 19公称尺寸至500mm的轴用公差带 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 图2 20公称尺寸至500mm的孔用公差带 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 2 公称尺寸大于500 3150mm的孔 轴公差带公称尺寸大于500 3150mm属于大尺寸段 公称尺寸大于500 3150mm时 国家标准规定轴公差带有41种 如图2 21 孔的公差带有31种 孔 轴配合一般采用基孔制的同级 孔 轴公差等级相等 配合 标准中没有对孔 轴的公差带选择次序进行推荐 可根据需要选用适合的公差带 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 3 公称尺寸至18mm的孔 轴公差带公称尺寸至18mm孔 轴公差带主要适用于精密机械和钟表制造业 在GB T1803 2003国家标准中规定了154种孔用公差带 169种轴用公差带 标准中没有规定这些公差带的选用次序 实际选用时可根据生产需要进行选择 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 2 3 5孔 轴配合的选用规定 1 公称尺寸至500mm的配合对公称尺寸至500mm的配合规定了两种基准制的优先 常用配合 基孔制优先和常用配合规定 常用配合59种 其中的13种为优先配合 基轴制的优先和常用配合规定 共有47种常用配合 其中的13种为优先配合 小于等于IT7公差等级的轴要与比轴低一个公差等级的孔相配合 例如 H8 f7 孔是IT8 轴是IT7 轴的公称等级大于等于IT8时 与之相配合的是同级的孔 孔的公差等级小于IT8时 是与高一级的轴相配合 公差等级大于IT8时 是与同级轴相配合 公差等级等于IT8时的孔 一般是与高一级的轴相配合 在形成间隙配合时 孔与同级的轴相配合 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 2 公称尺寸大于500 3150mm的配合1 按互换性生产时的配合采用互换性原则生产时 公称尺寸大500 3150mm的配合一般采用基孔制配合 配合的孔 轴采用相同的公差等级 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 2 单件 小批生产时的可采用的配合 配制配合在大尺寸段 如果是单件小批生产 公差等级较高的重要配合零件 根据其制造特点可采用配制配合 配制配合 以一个零件的实际尺寸为基数来配制另一个零件的一种工艺措施 原理 以比在互换性生产时低的公差来加工先加工件 再以先加工件实际尺寸为基准来配制加工另一零件 特点 在降低加工难度的情况下满足了零件之间的配合要求 采用配制配合生产的零件不具有互换性 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 设计配制配合零件尺寸公差的方法 先按互换性生产选取公差配合 配制的结果应满足在互换性生产中结合件之间配合时的极限间隙或极限过盈要求 指定一个零件 孔或轴 作为先加工件 一般选择较难加工但能得到较高测量精度的那个零件 在多数情况下是将孔作为先加工件 对选定的先加工件给予一个比较容易达到的公差 或按线性尺寸的未注公差 进行加工 以减低加工难度 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 标准中规定用代号MF MatchedFit 表示配制配合 借用基准孔的代号H或基准轴的代号h表示先加工件 在装配图上 配制配合的标注的配合代号是按互换性生产时的配合要求选取的 在其后要加上MF代号 例如 在装配图上标注为 3000H6 f6MF 先加工件为孔 3000F6 h6MF 先加工件为轴 在零件图上 对先加工件给一个较容易达到的公差 按此公差带进行标注 例如 若先加工件为孔 在孔的零件图上标注为 3000H8MF 在装配图上公差等级是IT6 加工时按公差等级IT8加工 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 若先加工件按GB T1804 线性尺寸的未注公差 加工 则标注为 3000MF配制件 后加工件 轴的公差带 要根据已确定的配合公差选取 该公差带要符合互换性生产时的公差带 例如f7 按互换性生产时轴的公差等级是IT6 此时其最大间隙为0 355mm 最小间隙为0 145 配制件在零件图上标注为 3000f7MF或MF 2 3 4孔 轴的公差带选用规定 例2 11 公称尺寸为 3000的孔和轴 要求配合的最大间隙为0 45mm 最小间隙为0 14mm 试设计在单件生产时的配制配合 解 1 按互换性生产选用极限与配合根据公式 2 15 可得配合公差 Tf Xm