公差与配合.doc

公差与配合第一节 基本概念一、互换性的概念 所谓互换性就是指相同规格的零件或部件,任取其中一件,不需作任何挑选、修配，就能进行装配，并能满足机械产品使用性能要求的一种特性。互换性是机械产品的基本技术经济原则，按互换性原则进行生产，对于产品的制造和维修都带来了很大的方便，对于零、部件的制造可以专业分工，采用高效率的自动线，流水线生产方式。可以使传统的生产系统向数字控制（NC）、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、柔性生产系统（FMS）、自动化生产系统（CLMS）逐步过渡。二、加工误差及公差要使零件具有互换性，就必须保证零件几何参数的准确性。但在实际生产过程中，由于设备精度，刀具的磨损、测量误差，以及工人的操作水平等因素的影响，相同规格零件的几何参数不可能绝对准确、一致。我们把零件加工后几何参数（尺寸、形状和位置）所产生的差异称为加工误差。而要使零件具有互换性，就必须允许零件的几何参数有一个变动量，也就是允许加工误差有一个范围。这个允许的变动量称为公差。它包括尺寸公差、形状公差、位置公差。不同的两个零件装配在一起，例如，相同尺寸的轴与孔的装配。有的要求松一点，有的要求紧一点，这种松紧程度的要求就是一种配合关系。公差与配合是相互联系的。三、尺寸偏差尺寸偏差 某一尺寸（实际尺寸或极限尺寸）减其基本尺寸所得到的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。实际尺寸减其基本尺寸所得到的代数差称为实际偏差。由于实际尺寸可能大于，小于或等于基本尺寸，因此实际偏差可能为正、负或零值，不论书写或计算时均须标注正号或负号。极限尺寸减其基本尺寸的代数差称为极限偏差，由于极限尺寸有两个，所以极限偏差也有两个。（1）上偏差是最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔用ES表示，轴用es表示。即ES=Dmax-D es=dmax-d式中Dmax孔的最大极限尺寸； D孔的基本尺寸；dmax轴的最大极限尺寸； d轴的的基本尺寸；(2)下偏差是最小极限尺寸减其基本尺寸所得到的代数差.孔用EL表示,轴用ei表示。即EL=Dmin-D ei=dmin-d式中 Dmin孔的最小极限尺寸； dmin轴的最小极限尺寸。尺寸偏差 允许的尺寸变动量称为尺寸公差（简称公差）。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的绝对值。孔的公差用Th表示；轴的公差用Ts表示。公差=上-下 公差不能为0公差是一个没有正负的数,也不可能为零。公差带是指零件的尺寸对其基本尺寸所允许变动的范围，用图表示的公差带，称为公差带图。二、标准公差和基本偏差1标准公差和公差等级 在国家标准中国用表格列出来的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。标准公差的数值是按一定公式计算出来的，代号是LT。实际工作中，标准公差用查表表2-1尺寸500mm的标准公差数值基本尺寸/mm公差等级ummmIT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT183366101018183030505080801201201801802503153154004006000.30.40.40.50.60.60.811.222.5340.50.60.60.8111.21.5234560.8111.21.51.522.53.54.56781.21.51.522.52.53457891022.52.534456810121315344567810121416182456891113151820232527689111316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.550.400.480.580.700.841.001.201.401.601.852.102.302.500.600.750.901.101.301.601.902.202.502.903.203.604.001.01.21.51.82.12.53.03.54.04.65.25.76.31.41.82.22.73.33.94.65.46.37.28.18.99.7注:1mm以下无IT14IT18.IT01 IT0 IT1至IT18尽量选择低的等级 等级降低 公差值大 孔比轴低一个等级标准公差的大小与公差等级有关,公差等级是确定尺寸精确程度的等级。国家标准准公差等级分为20级，各级标准公差的代号为IT01 IT0 IT1至IT18，其中IT01公差等级最高，其余依次下降，IT18公差等级最低。其相应的标准公差在基本尺寸相同的条件下，随公差等级的降低而依次增大。见表2-1。公差等级的选择 合理选择公差等级，主要是为了解决机械零件使用要求与制造工艺及成本之间的矛盾。因此，选择公差等级的基本原则是，在满足使用要求的条件下，选择低的公差等级。公差等级一般用类比法选择，也就是参照生产实践的经验，进行比较选择。表2-2为各种加工方法可能达到的等级；表2-3为公差等级的主要应用范围。表2-2 加工等级加工方法公差等级加工方法公差等级研磨IT01IT5车IT7IT11珩IT4IT7镗IT7IT11圆磨IT5IT8铣IT8IT11平磨IT5IT8刨、插IT10IT11金刚石车IT5IT7钻IT10IT13金刚石镗IT5IT7滚压IT10IT11拉削IT5IT8挤压IT10IT11铰孔IT6IT10冲压IT10IT14 表2-3 公差等级的主要应用范围公差等级主要应用范围IT01、IT0、IT1一般用于精密标准量块。IT1也用于检验IT6、IT7级轴用量规的校对量规IT2用于检验工件IT5IT16的量规的尺寸公差IT3IT5（孔的IT6）用于精密要求很高的重要配合，例如机床主轴与精密轴承的配合；配合公差很小IT6（孔的IT7）用于机床和发动机中的重要配合。例如机床机构中的齿轮孔与轴的配合；配合公差很小，一般精密加工能够实现IT7、IT8用于机床和发动机中的次要配合上，也用于重要机械、农业机械、纺织机械、机车车辆等到的重要配合上。例如机床上操纵杆的支承配合；发动机中活塞槽的配合；配合公差中等，加工易于实现IT9、IT10用于一般要求，或长度要求较高的配合。某些非配合尺寸的特殊要求，例如飞机机身的外壳尺寸，由于重量限制，要求达到IT9或IT10IT11、IT12 用于没有严格要求，而仅要求便于连接的配合，例如螺栓和螺孔的配合IT12IT18 用于末注公差的尺寸和粗加工的工序尺寸上，例如手柄的直径，壳体的外形、壁厚尺寸、端面之间的距离用类比法选择公差等级时，还应考虑以下问题： （1）注意孔和轴的工艺等价性。孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。最常用的方法是当公差等级较高时，相互配合的轴与孔中，轴的公差等级应高一级。 （2） 注意相关件和相配合件的精度。例如，齿轮孔与轴的配合，它们的公差等级决定于相关件齿轮的精度等级。基本偏差 确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差称为基本偏差。 EI或ei（基本偏差为下偏差） ES或es（基本偏差为上偏差）大写拉丁字母表示孔的的偏差代号，小写的拉丁字母表示轴的基本偏差代号。孔，轴各有28个偏差代号，其中JS和js为完全对称偏差。轴的基本偏差数值见表2-4，孔的基本偏差数值见表2-5表2-4 尺寸500mm的轴的基本偏差数值基本尺寸/mm基 本 偏 差 /um上偏差esjs下偏差eiabccddeefffgghjk所有公差等级5、67847373-270-140-60-34-20-14-10-6-4-20偏差等于正负IT/2-2-4-60036-270-140-70-46-30-20-14-10-6-40-2-4-+10610-280-150-80-56-40-25-18-13-8-50-2-5-+101014-290-150-95-50-32-16-60-3-6-+1014181824-300-160-110-65-40-20-70-4-8-+2024303040-310-170-120-80-50-25-90-5-10-+204050-320-180-1305065-340-190-140-100-60-30-100-7-12-+205065-360-200-15080100-380-220-170-120-72-36-120-9-15-+30100120-410-240-180120140-460-260-200-145-85-43-140-11-18-+30140160-520-280-210160180-580-310-230180200-660-340-240-170-100-50-150-13-21-+40200225-740-380-260225250-820-420-280-170-100-50-150-13-21-+40250280-920-480-300-190-110-56-170-16-26-+40280315-1050-540-330315355-1200-600-360-210-125-62-180-18-28-+40355400-1350-680-400400450-1500-760-440-230-135-68-200-20-32-+50450500-1650-840-480 (续)基本尺寸/mm基 本 偏 差 / um下 偏 差 eimnprstuvxyzzazbzc所 有 公 差 等 级3+2+4+6+10+14-+18-+20-+26+32+40+6036+4+8+12+15+19-+23-+28-+35+42+50+80610+6+10+15+19+23-+28-+34-+42+52+67+971014+7+12+18+23+28-+33-+40-+50+64+90+1301418+39+45-+60+77+108+1501824+8+15+22+28+35-+41+47+54+63+73+98+136+1882430+41+48+55+64+75+88+118+160+2183040+9+17+26+34+43+48+60+68+80+94+112+148+200+2744050+54+70+81+97+114+136+180+242+3255065+11+20+32+41+53+66+87+102+122+114+172+226+300+4056580+43+59+75+102+120+146+174+210+274+360+48080100+13+23+37+51+71+91+124+146+178+214+258+335+445+585100120+54+79+104+144+172+210+254+310+400+525+690120140+15+27+43+63+92+122+170+202+248+300+365+470+620+800140160+65+100+134+190+228+280+340+415+535+700+900160180+68+108+145+210+252+310+380+465+600+780+1000180200+17+31+50+77+122+166+236+284+350+425+520+670+880+1150200225+80+130+180+258+310+385+470+575+740+960+1250225250+84+140+196+284+340+425+520+640+820+1050+1350250280+20+34+56+94+158+218+315+385+475+580+710+920+1200+1550280315+98+170+240+350+425+525+650+790+1000+1300+1700315355+21+37+62+108+190+268+390+475+590+730+900+1150+1500+1900355400+114+208+294+435+530+660+820+1000+1300+1650+2100400450+23+40+68+126+232+330+490+595+740+920+1100+1450+1850+2400450500+132+252+360+540+660+820+1000+1250+1600+2100+26001、1mm以下，各级a和b均不采用。2、js的数值：对IT7，若IT的数值（um）为奇数，js=IT-1 / 2表2-5尺寸500mm的孔的基本偏差数值基本尺寸/mm基 本 偏 差 / um下 偏 差 EI上 偏 差 ESABCCDDEEFFFGGHJsJKM所 有 的 公 差 等 级67888883+270+140+60+34+20+14+10+6+4+20偏差等于IT/ 2+2+4+600-2-236+270+140+70+46+30+20+14+10+6+40+5+6+10-1+-4+-4610+280+150+80+56+40+25+18+13+8+50+5+8+12-1+-6+-61014+290+150+95-+50+32-+16-+60+6+10+15-1+-7+-714181824+300+160+110-+65+40-+20-+70+8+12+20-2+-8+-824303040+310+170+120-+80+50-+25-+90+10+14+24-2+-9+-94050+320+180+1305065+340+190+140-+100+60-+30-+100+13+18+28-2+-11+-116580+360+200+15080100+380+220+170-+120+72-+36-+120+16+22+34-3+-13+-13100120+410+240+180120140+460+260+200-+145+85-+43-+140+18+26+41-3+-15+-15140160+520+280+210160180+580+310+230180200+660+340+240-+170+100-+50-+150+22+30+47-4+-17+-17200225+740+380+260225250+820+420+280250280+920+480+300-+190+110-+56-+170+25+36+55-4+-20+-20280315+1050+540+330315355+1200+600+360-+210+125-+62-+180+29+39+60-4+-21+-21355400+1350+680+400400450+1500+760+440-+230+135-+68-+200+33+43+66-5+-23+-23450500+1650+840+480(续)基本尺寸/mm基 本 偏 差 / um / um上 偏 差 ESNPZCPRSTUVXYZZAZBZC88773456783-4-4在7级的相应数值上加一个值-6-10-14-18-20-26-32-40-60 / um36-8+0-12-15-19-23-28-35-42-50-801151346610-10+0-15-19-23-28-34-42-52-67-9711523671014-12+0-18-23-28-33-40-50-64-90-1301233791418-45-45-60-77-108-1501824-15+0-22-28-35-41-47-54-63-73-98-136-188152348122430-41-48-55-64-75-88-118-160-2183040-17+0-26-34-43-48-60-68-80-94-112-148-200-274153459144050-54-70-81-97-114-136-180-242-3255065-20+0-32-40-53-66-87-102-122-144-172-226-300-405235611166580-43-59-75-102-120-146-174-210-274-360-48080100-23+0-37-51-71-91-124-146-178-214-258-335-445-58524571319100120-54-79-104-144-172-210-254-310-400-525-690120140-27+0-43-63-92-122-170-202-248-300-365-470-620-80034671523140160-65-100-134-190-228-280-340-415-535-700-900160180-68-108-146-210-252-310-380-465-600-78