公差配合与测量技术

2018/1/28,1,书名：公差配合与测量技术 ISBN： 978-7-111-29658-4作者：李坤淑 杨普国 钱斌出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,2,第2章：光滑圆柱结合的极限与配合,学习任务,1. 掌握公差与配合的基本术语和定义、标准公差、基本偏差的概念及其查表方法。2. 熟练掌握公差带的绘制，并能进行配合类别的判别。3. 了解公差与配合国家标准的组成与特点。4. 熟悉公差与配合的选用原则及应用；会在图样上标注。,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,3,2.1 基本术语及定义,1. 孔和轴 孔 孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）部分。,孔的特点：1)零件装配后孔为包容面。2)在加工过程中，孔的尺寸由小变大。,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,4,2.1 基本术语及定义,轴 轴通常指工件的圆柱形外表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）部分。,轴的特点 1)零件装配后轴为被包容面。 2)在加工过程中，轴的尺寸由大变小。,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,5,2.1 基本术语及定义,2.有关尺寸的术语及定义,1. 尺寸 尺寸是以特定单位表示线性尺寸值的数值。它由数字和长度单位（如mm）组成。2. 基本尺寸（D 、d） 基本尺寸是指设计给定的尺寸。3. 实际尺寸（ Da,da ） 实际尺寸是指通过测量获得的尺寸。4. 极限尺寸（Dmax、 dmax，Dmin、 dmin ） 极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值，其中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸。5. 最大实体状态（MMC）与最大实体尺寸（MMS） 孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态称为最大实体状态。在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸，即孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。6. 最小实体状态（LMC）与最小实体尺寸（LMS） 孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态称为最小实体状态。在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸，即孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,6,a),b),实际尺寸,实际尺寸,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,7,最小实体尺寸,最大实体尺寸,公差,实际尺寸,最大实体尺寸,最小实体尺寸,公差,实际尺寸,思考： 一根轴图纸要求450.031mm，实际加工后轴的尺寸为45.012mm。d、 da、 dmax 、 dmin ，各为多少？加工后轴是否合格？,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,8,偏差：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。偏差可以为正、负或零值。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。 ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=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公差带图： 1）公差带图解的定义 由于公差和偏差的数值比基本尺寸数值小得多，不能用同一比例表示，只画出放大的孔、轴公差区域和位置，采用这种表达方法的图形，称为公差带图 1）公差带的定义：是指在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。2）公差带的确定要素 ： 公差带的大小和公差带的位置,3.偏差和公差,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,9,4. 配合 概念：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。,间隙：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为正时，符号X表示过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为负时，符号Y表示,间隙或过盈,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,10,（1） 间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。,最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei最小间隙 Xmin =Dmin -dmax =EI-es,孔的公差带全部在轴的公差带之上,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,11,（2） 过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带的下方。,轴的公差带全部在孔的公差带之上,最大过盈Ymax =Dmin -dmax =EI-es最小过盈Ymin =D max -dmin =ES-ei,公差配合与测量技术 ppt 课件,2018/1/28,12,（3） 过渡配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei最大过盈 Ymax =Dmin -dmax =EI-es,2018/1/28,13,2.2 极限与配合国家标准,1.标准公差系列 （1）标准公差等级及其代号 确定尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。它由标准公差代号IT和公差等级数字组合表示，如IT7。国家标准设置了20个公差等级，各级标准公差的代号为IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。IT01精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。（2）标准公差因子（公差单位） 及公差等级系数 （3）尺寸分段 便于实际应用，国家标准对基本尺寸进行了分段，对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在相同公差等级情况下，规定相同的标准公差。,2018/1/28,14,2.基本偏差系列 国家标准对孔和轴分别规定了28个公差带位置，分别由28个基本偏差来确定。 代号: 基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。 基本偏差系列图及其特征: 下图为基本偏差系列图。图中，基本偏差系列各公差带只画出一端，另一端未画出，它取决于公差值的大小。 特点 1）轴的基本偏差ah为上偏差es，孔的基本偏差AH为下偏差EI，他们的绝对值依次减小，其中h和H的基本偏差为零。,2018/1/28,15,2018/1/28,16,2）轴的基本偏差js和孔的基本偏差JS的公差带相对于零线对称分布，故基本偏差可以是上偏差，也可以是下偏差，其值为标准公差的一半（即IT/2）。3）轴的基本偏差jzc为下偏差ei，孔的基本偏差JZC为上偏差是ES，其绝对值依次增大。注：孔和轴的基本偏差原则上不随公差等级变化，只有极少数基本偏差（j、js、k）例外。,2018/1/28,17,2.基本偏差系列 国家标准对孔和轴分别规定了28个公差带位置，分别由28个基本偏差来确定。（1）代号 基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。（2）基本偏差系列图及其特征 下图为基本偏差系列图。图中，基本偏差系列各公差带只画出一端，另一端未画出，它取决于公差值的大小。（3）基本偏差数值1）轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种 配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的一 系列公式经计算后圆整尾数而得出。,2018/1/28,18,2）孔的基本偏差数值是由的轴的基本偏差换算得到的，见表2-4。 。孔的基本偏差按以下两种规则换算:换算的原则如下： 1) 通用规则：同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即：对于AH 对于IT8的K、M、N 对于IT7的PZC 2) 特殊规则：基本尺寸3500mm，对于标准公差等级IT8的K、M、N，标准公差等级IT7的PZC，是孔的基本偏差ES与同字母的轴的基本偏差ei的符号相反，而绝对值相差一个值。即： 当孔的基本偏差确定后，孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算： 或,2018/1/28,19,3.极限与配合在图样上的标注,(1)公差带代号与配合代号 孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，例如H7、F7、K7、h7、g6、m6、等。 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H7/g6或H7.g6。（2）在图样上的标注 零件图中尺寸公差的两种标注形式。在装配图上，主要标注配合代号，即标注孔、轴的基本偏差代号及公差等级。,2018/1/28,20,图2-11 孔、轴公差带在零件图上的标注,2018/1/28,21,2.3 国标中规定的公差带与配合,一般、常用和优先公差带 与配合1. 国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共116种，图中方框内的59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。2. 国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，方框内的44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。,2018/1/28,22,图2-14 一般、常用和优先的轴公差带,2018/1/28,23,图2-15 一般、常用和优先的孔公差带,2018/1/28,24,在车间普通工艺条件下，机床设备在正常维护和操作情况下，能达到的经济加工精度，称为一般公差。 国家标准GB/T 18042000对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。 f、m、c、v四个等级分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17。,2.4 一般公差,2018/1/28,25,（一）配合制的选择 1.优先选用基孔制 孔通常用定值刀具加工，用极限量规检验。为了减少定值刀具、量具的规格和数量，利于生产，提高经济性，应优先选用基孔制。2.在下列情况下，应选用基轴制 （1） 直接采用冷拉棒料做轴。当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材，其外径不经切削加工即能满足使用要求，此时就应选择基轴制。 （2）由于结构上的特点，宜采用基轴制。,2.5 公差与配合的选用,2018/1/28,26,图2-16 基轴制配合选择示例,如图2-16（a）所示为发动机的活塞销轴与连杆铜套孔 和活塞孔之间的配合，若采用基孔制配合，如图1-14（b） 所示，若采用基轴制配合，如图1-14（c）所示。,2018/1/28,27,3.与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定配合制 4.特殊情况可采用非配合制配合 （二)公差等级的选择公差等级的选择常采用类比法。其选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。 1.工艺等价性工艺等价性是指相互配合的孔、轴的加工难易程度基本相当。对尺寸500mm相配合的孔、轴公差等级的选取一般遵循以下原则：公差等级IT8时，轴比孔高一级配合。例如：H7/f6、M7/h6。公差等级=IT8时，轴比孔高一级配合或孔与轴同级配合。例如：H8/r8、F8/h7。公差等级IT8时，孔与轴同级配合。例如：H9/c9、D10/h10。2.零、部件精度的匹配性 3.配合性质与加工成本,2018/1/28,28,（三） 配合的选择1. 配合类别的选择 一确定配合类别后，首先应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合，最后若仍不能满足要求，则可以按孔、轴公差带组成相应的配合。2. 非基准件的基本偏差代号的选择,计算法,试验法,类比法,在选择配合时，还要综合考虑其他一些因素。,2018/1/28,29,3. 公差配合应用示例,例2-6 有一孔、轴配合，其基本尺寸为30mm，要求配合间隙在0.040.075mm之间。试用计算法确定此配合的配合代号。解 （1）选择配合制 没有特殊要求，应选择基孔制，即孔的基本偏差代号为H， 。（2）确定公差等级 由题意可知，该配合为间隙配合，其配合公差为因为 ，根据工艺等价性，查表2-1 可得轴为 ，孔为 ，则 ，小于且最接近于题中要求的间隙变动量0.035mm，因此满足使用要求。,2018/1/28,30,（3）确定孔、轴的基本偏差代号 已选定基孔制配合，且孔的公差等级为IT7，则由 得 所以，孔的公差带为 。因为基孔制间隙配合，所以有 ，可得所要求的轴的基本偏差 ，对照表2-3可知，基本偏差代号为e的轴可以满足要求，所以轴的公差带代号为e6，其下偏差： 那么轴的公差带为 。所以，满足要求的配合代号为30H7/e6。公差带图如图2-18所示。,2018/1/28,31,图2-18 例2-6的公差带图（4）验算设计结果所设计的配合30H7/e6的最大间隙、最小间隙为： 所以配合间隙在0.040.075mm之间，满足使用要求。,2018/1/28,32,附：尺寸的测量器具,1.游标类量具 游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。,游标量具,2018/1/28,33,为了读数方便，有的游标卡尺上装有测微表头。,带表游标卡尺,2018/1/28,34,电子数显卡尺具有非接触性电容式测量系统，由液晶显示器显示，电子数显卡尺测量方便,电子数显卡尺,2018/1/28,35,游标量具实物,2018/1/28,36,2.螺旋测微类量具,千分尺是应用螺旋副的传动原理，将角位移变为直线位移。,千分尺读数举例,2018/1/28,37,外径千分尺实物,2018/1/28,38,外径千分尺实物,2018/1/28,39,外径千分尺实物,2018/1/28,40,3.机械量仪,（1）百分表 百分表是应用最广的机械量仪。,百分表,20