尺寸公差配合与表面粗糙度ppt课件

第7章尺寸公差配合与表面粗糙度 一 尺寸的概念尺寸 用特定单位表示长度值的数字 基本尺寸 由设计给定的尺寸 一般要求符合标准的尺寸系列 实际尺寸 通过测量所得的尺寸 包含测量误差 且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同 用Da da表示 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值 两者中大的称为最大极限尺寸 小的称为最小极限尺寸 孔和轴的最大 最小极限尺寸分别为Dmax dmax和Dmin dmin表示 7 1尺寸的公差与配合 作用尺寸孔的作用尺寸 在配合的全长上 与实际孔内接的最大理想轴的尺寸 轴的作用尺寸 在配合的全长上 与实际轴外接的最小理想孔的尺寸 内接的最大理想轴 外接的最小理想孔 实际孔 实际轴 孔的作用尺寸 轴的作用尺寸 最大实体尺寸 MMS 对应于孔或轴的最大材料量 实体大小 的那个极限尺寸 即 轴的最大极限尺寸dmax 孔的最小极限尺寸Dmin 最小实体尺寸 LMS 对应于孔或轴的最小材料量 实体大小 的那个极限尺寸 即 轴的最小极限尺寸dmin 孔的最大极限尺寸Dmax 尺寸偏差 简称偏差 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差 包括实际偏差和极限偏差 实际偏差 实际尺寸减基本尺寸的代数差 极限偏差 极限尺寸减去基本尺寸 极限偏差又分上偏差 ES es 和下偏差 EI ei ES Dmax Des dmax dEI Dmin Dei dmin d公差 允许尺寸的变动量 等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值 孔 轴的公差分别用Th和Ts表示 Th Dmax Dmin ES EI Ts dmax dmin es ei 二 偏差与公差的概念 两者区别 从数值上看 极限偏差是代数值 正 负或零值是有意义的 而公差是允许尺寸的变动范围 是没有正负号的绝对值 也不能为零 零值意味着加工误差不存在 是不可能的 实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸 故可省略绝对值符号 从作用上看 极限偏差用于控制实际偏差 是判断完工零件是否合格的根据 而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度 从工艺上看 对某一具体零件 公差大小反映加工的难易程度 即加工精度的高低 它是制定加工工艺的主要依据 而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据 两者联系 公差是上 下偏差之代数差的绝对值 所以确定了两极限偏差也就确定了公差 公差与极限偏差的比较 例 一根轴的直径为 50 0 008 基本尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 50 50 008 49 992 上偏差 50 008 50 0 008下偏差 49 992 50 0 008 公差 50 008 49 992 0 016或 0 008 0 008 0 016 零线 在公差带图 公差与配合图解 中确定偏差的一条基准直线 即零偏差线 通常以零线表示基本尺寸 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 三 尺寸公差带 简称公差带 基本尺寸相同的 相互结合的孔和轴公差带之间的关系 称为配合 根据使用的要求不同 孔和轴之间的配合有松有紧 因而国标规定配合分三类 即间隙配合 过盈配合和过渡配合 间隙或过盈 孔的尺寸减去配合轴的尺寸 此值大于零时为间隙 用X表示 小于零时为过盈 用Y表示 配合公差 是指允许间隙或过盈的变动量 从孔和轴的配合来看 不是过盈就是间隙 把过盈公差和间隙公差统称为配合公差 并用Tf表示 四 配合 间隙配合 孔与轴配合时 具有间隙 包括最小间隙等于零 的配合 间隙 孔的公差带在轴的公差带之上 过盈配合 孔和轴配合时 孔的尺寸减去相配合轴的尺寸 其代数差为负值为过盈 具有过盈的配合称为过盈配合 孔的公差带在轴公差带之下 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合为过渡配合 轴和孔的公差带相互交叠 过度配合 三种配合性质的特点 1 间隙配合 1 除零间隙外 孔的实际尺寸永远大于轴的实际尺寸 2 孔 轴配合时存在间隙 允许孔 轴有相对转动 3 孔的公差带在轴的公差带的上方 2 过盈配合 1 除零过盈外 孔的实际尺寸永远小于轴的实际尺寸 2 孔 轴配合时存在过盈 不允许孔 轴有相对转动 3 孔的公差带在轴的公差带的下方 3 过渡配合 1 孔的实际尺寸可能大于或小于轴的实际尺寸 只不过相差微小 2 孔 轴配合时 可能存在间隙 也可能存在过盈 3 孔与轴公差带部分或全部重叠 五 标准公差与基本偏差 公差带由 公差带大小 和 公差带位置 这两个要素组成 标准公差确定公差带大小 基本偏差确定公差带位置 标准公差标准公差是标准所列的 用以确定公差带的大小的任一公差 标准公差分为20个等级 即 IT01 IT0 IT1至于IT18 IT表示公差 数字表示公差等级 从IT01至IT18依次降低 基本偏差基本偏差是标准所列的 用以确定公差带相对零位置的上偏差或下偏差 一般指靠近零线的那个偏差 当公差带在零线的上方时 基本偏差为下偏差 反之则为为上偏差 轴与孔的基本偏差代号用拉丁字母表示 大写为孔 小写为轴 各有28个 其中H h 的基本偏差为零 常作为基准孔或基准轴的偏差代号 A H a h 的基本偏差用于间隙配合 P ZC p zc 用于过盈配合 J j N n 用于过渡配合 六 配合制度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各种配合的一种制度 间隙配合 过渡配合 过盈配合 0 过渡配合 0 基准孔的基本偏差代号为 H 公差带图 间隙配合 过渡配合 过盈配合 2 基轴制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 0 过渡配合 基准轴 公差带图 0 基准轴的基本偏差代号为 h 七 公差与配合的标注及查表方法 1 公差与配合在图样中的标注 1 零件图中的标注形式 注基本尺寸及上 下偏差值 常用方法 数值直观 适应单件或小批量生产 零件尺寸使用通用的量具进行测量 必须注出偏差数值 既注公差带代号又注上 下偏差 上下偏差加注括号 既明确配合精度又有公差数值 注公差带代号 此注法能和专用量具检验零件尺寸统一起来 适应大批量生产 零件图上不必标注尺寸偏差数值 2 在装配图中配合尺寸的标注 基孔制的标注形式 例 表示基本尺寸为50 基孔制 8级基准孔与公差等级为7级 基本偏差代号为f的轴的间隙配合 标注形式也可写成 50H8 f7 基轴制的标注形式 例 表示基本尺寸为50 基轴制 6级基准轴与公差等级为7级 基本偏差代号为P的孔的过盈配合 标注形式也可写成 50P7 h6 4 轴 孔极限偏差的查表 若已知基本尺寸和公差带代号 则尺寸的上下偏差值 可从极限偏差表中查得 查表的步骤一般是 先查出轴和孔的标准公差 然后查出轴和孔的基本偏差 配合件只列出一个偏差 最后由配合件的标准公差和基本偏差的关系 算出另一个偏差 优先及常用配合的极限偏差可直接由表查得 也可按上述步骤进行 3 优先 常用配合国家标准根据机械工业产品生产使用的需要 制订优先及常用配合 应尽量选用优先配合和常用配合 如下表所示 例1查表写出 18的极限偏差数值 解 从配合表可知 是基孔制的优先配合 其中H8是基准孔的公差代号 f7是配合轴的公差代号 2 18f7配合轴的极限偏差 可由附录表中查得 在表中由基本尺寸从大于14至18的行和代号f7的列相交处查得 就是配合轴的上偏差 es 和下偏差 ei 所以 18f7可写成 例2查表写出 80R7 h6的极限偏差值 解 从配合表可知 80R7 h6是基轴制常用过盈配合 2 80R7配合孔的极限偏差 则由附录表的基本尺寸大于50至80的行与公差等级IT7的列相交处查得 80R7的标准公差是30 m 由附表的基本尺寸大于65至80的行与基本偏差代号为R的列相交处查得 80R7的上偏差 ES 为 43 m 从而由计算公式EI ES IT可得到下偏差为 EI 43 30 73 m 所以可写成 八 公差与配合的选用公差配合的选用原则 1 优先采用基孔制 2 以下情况采用基轴制较为经济 采用冷拨光轴 精度为IT8级左右 光轴可不再进行加工 与标准件配合时 基准制的选择要依据标准件而定 如滚动轴承外圈与壳体孔的配合应采用基轴制 基些结构上的需要 要求采用基轴制 如柴油机活塞销同时与连孔和支承孔相配合 3 公差等级的选择 选择公差等级应在满足机器使用要求的前提下 尽量选用低的公差等级 配合的两个零件一般情况下孔的精度要比轴的精度低一级 具体的选用阅读资料或手册 4 公差等级与加工方法的关系 参见资料 5 配合性质的选用 尽量采用优先级 具体的结合性能要求进行选用 见有关资料 总之 选择公差配合基本原则 在满足性能要求的前题下 考虑可加工性和经济性 九 未注公差尺寸的极限偏差 未注公差尺寸 是指在图样上只标注基本尺寸 而不标注极限偏差 虽未标注公差 但并不是没有公差 1 未注公差尺寸的应用范围具有下列情况 在图样上可以不标注尺寸公差 非配合尺寸 对产品使用质量影响不大的尺寸 仅仅从装配方便 减轻重量 减小体积 节约材料 外型美观统一等方面的需要考虑 而提出的一些限制性要求 但这种要求一般又很低 公差大 为了简化制图 使图纸清晰 突出重要的 有配合要求的尺寸 2 未注公差的取值 按照国家标准GB1804 2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 的规定 机加工一般选用中等级 m级 孔和轴的概念 当零件被测要素的尺寸增加时 零件的材料减少 或重晟减少 即为孔类尺寸 当零件被测要素的尺寸减小时 零件的材料减少 或重量减少 即为轴类尺寸 当零件被测要素的尺寸增加时 零件的材料 或重量 可能增加 也可能减少时 这样的尺寸则作为中心距 线性长度 类尺寸来处理 可用游标卡尺寸来区分 内爪为孔 外爪为轴 深度为长度 在零件加工时 由于切削变形和机床振动等因素 使得零件的实际加工表面存在着微观的高低不平 这种微观的高低不平程度称为表面粗糙度 一 表面粗糙度的基本概念 7 2表面粗糙度 表面粗糙度对零件的配合性质 耐磨性 强度 抗腐性密封性 外观要求等影响很大 因此 零件表面的粗糙度的要求也有不同 一般说来 凡零件上有配合要求或有相对运动的表面 表面粗糙度参数值要小 二 表面粗糙度的主要参数 轮廓算术平均偏差 Ra 微观不平度十点高度 Rz 轮廓最大高度 Ry 优先选用轮廓算术平均偏差Ra 表面粗糙度的评定参数有 轮廓算术平均偏差 Ra 轮廓最大高度 Rz 轮廓算术平均偏差Ra定义为 在取样长度L内 轮廓偏距Yi绝对值的算术平均值 1 表面粗糙度数值的选择 表面粗糙度反映了零件表面的加工质量 其数值越小 即越光滑 表面质量越高 加工工艺越复杂 成本也越高 因此 选择表面粗糙度时 即要考虑满足零件的功能要求 又要符合加工的经济性 a1 a2 粗糙度高度参数代号及其数值 m b 加工要求 镀覆 表面处理或其它说明等 c 样长度 mm 或波纹度 m d 加工纹理方向符号 e 加工余量 mm f 粗糙度间距参数值 mm 或轮廓支承长度率 1 表面粗糙度的符号 代号 2 表面粗糙度的代号 符 号及其标注 2 表面粗糙度参数 表面粗糙度参数的单位是 m 例如 用任何方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 只注一个值时 表示为上限值 注两个值时 表示为上限值和下限值 用去除材料的方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 下限值为1 6 m 说明 2 当标注上限值或上限值与下限值时 允许实测值中有16 的测值超差 3 当不允许任何实测值超差时 应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min 1 标注轮廓算术平均偏差Ra时 可省略符号Ra 用去除材料的方法获得的表面 Ra的上限值为3 2 m 加工方法为铣制 用去除材料的方法获得的表面 Ra的最大值为3 2 m 最小值为1 6 m 三 表面粗糙度代号在图样上的标注 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号 且应注在可见轮廓线 尺寸界线 引出线或它们的延长线上 并尽可能靠近有关尺寸线 当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时 对其中使用最多的一种 代 符 号 可统一注在图纸的右上角 加注 其余 二字 例如 在不同方向的表面上标注时 代号中的数字及符号的方向必须按图中的规定标注 代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致 符号的尖端必须从材料外指向表面 当零件所有表面都有相