公差配合与技术测量基em课件陈建中2011年3月

1,公差配合与技术测量基础,授课：陈建中 2011年3月,2,一、绪论,互换性概述 优点：提高生产率，有利于专业化大生产， 缩短维修时间，降低生产成本等。 分类：完全互换与不完全互换,3,互换性分类,完全互换定义：同一规格工件不作任何挑选，不需辅助加工，就能装到所需的部件上，并能滿足其使用要求。 不完全互换定义：就是在装配前允许有附加的选择，装配时允许有附加的调整但不允许修配，装配后能满足预期的使用要求。,4,公差、误差的概念,误差：尺寸，形状，位置，表面粗糙度公差：允许尺寸的变化量 T（区别：误差在加工中产生，而公差是在设计中给定）合格：零件的几何参数误差控制在公差范围内（量规检验合格性1、2、3）,5,二、公差与配合,有关“尺寸”的术语和定义有关“公差、偏差及误差”的术语和定义有关“配合”的术语和定义极限与配合标准的基本规定公差与配合的选用,6,公差示意图,7,1. 有关“尺寸”的术语和定义,尺寸基本尺寸（D、d）实际尺寸（ Da、da ）极限尺寸,8,（1）尺寸,尺寸是用特定单位表示长度的数字。,9,（2）基本尺寸（D、d）,基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。,10,（3）实际尺寸（ Da、da ）,实际尺寸是通过测量所得的尺寸。,11,（4）极限尺寸,极限尺寸是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 （ Dmax、Dmax ） 较小的一个称为最小极限尺寸 （ dmin、dmin ）,12,（4）极限尺寸,图2-8 公差与配合示意图 图2-9 公差带图,13,2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义,尺寸偏差尺寸公差零线公差带基本偏差,14,（1）尺寸偏差,尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括： 1)实际偏差=实际尺寸-基本尺寸 Ea = Da-D ；ea = da-d 2)极限偏差,15,2)极限偏差,上偏差=最大极限尺寸基本尺寸 ES（孔）、es（轴） ES=Dmax -D 、 es=dmax -d 下偏差= 最小极限尺寸基本尺寸 EI（孔）、ei（轴） EI=Dmin -D 、 ei=dmin -d,16,（2）尺寸公差（公差T）,尺寸公差是指尺寸允许的变动量。 尺寸公差 = 最大极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差下偏差,17,（2）尺寸公差（公差T）,1)从极限尺寸入手： Th = Dmax -Dmin Ts = dmax - dmin 2)从极限偏差看： Th = ES-EI Ts = es-ei,18,（3）零线,零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。,19,（4）公差带,20,（4）公差带,在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中，公差带包括： 公差带大小 由标准公差确定 公差带位置 由基本偏差确定,21,（5）基本偏差,基本偏差就是用来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。,22,3. 有关“配合”的术语和定义,配合基准制配合类型配合公差,配合就是基本尺寸相同的、相互结合的 孔与轴公差带之间的相配关系。,23,（1）配合制,配合制是指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。 基孔制 基轴制,24,基孔制,基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。 基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为“H”。,25,基轴制,基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。 基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为“h”。,26,(2) 配合类型,间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之上，形成具有间隙的配合。（间隙代数差为正值或零） 最大间隙: Xmax = Dmax dmin = ES - ei 最小间隙: Xmin = Dmin dmax = EI es,27,(2)配合类型,过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之下，形成具有过盈的配合。（过盈代数差为负值或零） 最大过盈: Ymax = Dmin dmax = EI - es 最小过盈: Ymin = Dmax dmin = ES ei,28,(2)配合类型,过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，既可能形成间隙配合，也可能形成过盈配合。 最大间隙: Xmax = Dmax dmin = ES - ei 最大过盈: Ymax = Dmin dmax = EI es,29,(2)配合类型,配合类型有：间隙配合 过渡配合 过盈配合,30,(3)配合公差,允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。 间隙配合：配合公差=最大间隙最小间隙 过盈配合：配合公差=最大过盈最小过盈 过渡配合：配合公差=最大间隙+最大过盈,31,(3)配合公差,配合公差=轴公差+孔公差 Tf =Th+Ts,32,练习,下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。 50H8/f7， 30K7/h6， 30H7/p6,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,30,30,+0.039,-0.025,-0.050,+0.006,+0.021,+0.035,+0.022,-0.015,-0.013,33,34,35,36,37,38,39,4.极限与配合标准的基本规定,标准公差系列基本偏差系列公差带系列,40,（1） 标准公差系列,标准公差就是国家标准所确定的公差。标准公差共分20级:IT01、IT0、IT1、IT2、到IT18。 IT：国际标准公差的缩写代号（IT7表示标准公差7级） 从IT01至IT18，公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。,41,（2） 基本偏差系列,基本偏差系列是指标准化的基本偏差国标对孔和轴设定了28个基本偏差,图2-15 基本偏差系列,43,（3）公差带,44,公差带系列,公差带选择顺序：先优先公差带其次常用公差带再一般公差带,图2-17 尺寸500mm轴的一般（方框内的）常用和（圆圈内的）优先公差,图2-18 尺寸500mm孔的一般（方框内的）常用和（圆圈内的）优先公差,图2-19 基孔制优先配合公差带 图2-20 基轴制优先配合公差带,48,公差与配合的标注,49,5、公差与配合的选用,基准制的选用公差与配合的选用公差等级的选用配合的选用一般公差的选用,50,（1） 基准制的选用,一般情况下，应优先选用基孔制。,51,（2） 公差与配合的选用,选择公差与配合的主要内容有： 1）确定基准制； 2）确定公差等级； 3）确定配合种类。 选择公差与配合的原则是在保证机械产品基本性能的前提下，充分考虑制造的可行性，并应使制造成本最低。,52,（3） 公差等级的选用,选用的原则如下： 1)对于基本尺寸500mm的轴孔配合，当标准公差IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；但当标准公差IT8级或基本尺寸500mm的配合，推荐采用同级孔、轴配合。 2) 选择公差等级，既要满足设计要求，又要考虑加工的可能性与经济性。,53,（3） 公差等级的选用,1）IT01、IT0、IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。 2）IT2IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。 3）IT5（孔到IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4）IT6（孔到IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸； 5）IT7IT8级用于一般精度要求的配合尺寸； 6）IT9IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。 7）IT11IT12级公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18级公差用于未注公差的尺寸。,54,（4） 配合的选用,应尽可能选用优先配合和常用配合。,55,（5）一般公差的选用,一般公差线形尺寸的未注公差 1）线性尺寸的一般公差的概念：主要用于较低精度的非配合尺寸。2）一般公差的公差等级分精密f、中等m、粗糙c、最粗v共4个公差等级。,56,（5）一般公差的选用,3）线性尺寸的一般公差标准：,57,三、技术测量及常用计量器具,技术测量过程四要素计量器具的分类常用量具的使用,58,1、技术测量过程四要素,测量对象计量单位测量方法测量精度,59,2、计量器具的分类,量具（量块、直角尺、固定刻线量具、游标量具、螺旋测微量具）量规（光滑极限量规、螺纹量规等）量仪计量装置,60,3、常用量具的使用,（1）常用游标量具有：游标卡尺、高度游标卡尺、深度游标卡尺。分度值常用的有 0.05 、 0.02mm 。,61,3、常用量具的使用,（2） 常用的测微量具有外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺等，其中外径千分尺在生产中应用广泛。其分度值为 0.01mm ，测量范围有 0-25 、 25-50 、 50-75 、 75-100 、 100-125 、 125-150 等。,62,四、形状公差与位置公差,63,1、 形状公差和形状误差,（1）形状公差 构成机械零件形状的几何要素所允许的变动量称为形状公差。,64,1、形状公差和形状误差,（2） 形状误差 形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。,65,形状误差的评定原则,最小条件：是指被测实际要素对其理想 要素的最大变动量为最小。,66,形状公差的项目,67,（1） 直线度公差,直线度公差：实际被测要素对理想直线的允许变动量。 1）在给定平面内的直线度公差带,图2-21 给定平面内的直线度公差带,68,（1） 直线度公差,2）在给定一个方向上的直线度公差带,图2-22 给定一个方向上的直线度公差带,69,（1） 直线度公差,3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带,图2-23 给定两个方向上的直线度公差带,70,（1） 直线度公差,4）任意方向上的直线度(空间) 公差带为直径为t的圆柱面,71,（2） 平面度公差,平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。,图2-24 平面度公差带,72,（3） 圆度公差,实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值t的两个同心圆间的区域。,图2-25 圆度公差带,73,（4） 圆柱度公差,实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。,图2-26 圆柱度公差带,74,（5） 线轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。,图2-27 线轮廓度公差带,75,（6） 面轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。,图2-28 面轮廓度公差带,76,、 位置公差和位置误差,位置公差是关联实际要素的位置对基 准的变动全量。 位置公差带是限制关联实际要素变动 的区域，被测实际要素 要在此区域内才合格。,77,位置公差和位置误差,78,（1）定向位置公差平行度,被测实际要素相对于基准要素的方向成0的要求。,图2-29 以平面为基准的平行度公差带,79,（1）定向位置公差平行度,a、给定方向 (1)一个方向：两平行平面且平行于基准,面对面 线对面 面对线 线对线,(2)二个方向：两组平行平面且平行于基准,80,（1）定向位置公差平行度,b、任意方向 以t为直径的小圆柱且平行于基准,81,（2）定向位置公差垂直度,被测实际要素相对于基准要素的方向成90的要求。,图2-30 以轴线为基准的 垂直度公差带,82,（3）定向位置公差倾斜度,被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。,图2-31 倾斜度公差带,83,（4）定位位置公差同轴度,要求被测实际要素与基准要素同轴。,图2-32 同轴度公差带,84,（5）定位位置公差对称度,要求被测实际要素与基准要素共面。,图2-33 对称度公差带,85,（6）定位位置公差位置度,要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。,图2-34 孔轴线的位置度公差带,86,（6）定位位置公差位置度,a、点的位置度：（平面点）公差带：以t为直径的圆球 b、线的位置度：（空间孔位） 公差带：以t为直径的小圆柱且垂直A，平行于B、C,87,（7）跳动位置公差,圆跳动：关联实际要素绕基准回转一周时可允许的最大跳动量（最大与最小尺寸之差）。 全跳动：关联实际要素绕基准连续回转可允许的最大跳动量。,88,1）跳动位置公差圆跳动,根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为： 径向圆跳动 端面圆跳动 斜向圆跳动,89,径向圆跳动,径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。,图2-35 径向圆跳动公差带,90,端面圆跳动,端面圆跳动用于控制端面任一测量直径处，在轴向方向的跳动量。,图2-36 端面圆跳动公差带,91,斜面圆跳动,斜面圆跳动用于控制圆锥面在法线方向的跳动量。,92,2）跳动位置公差全跳动,整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。 根据允许变动的方向的不同，全跳动可分为： 径向全跳动 端面全跳动 斜向全跳动,93,径向全跳动,径向全跳动用于控制整个圆柱表面上的跳动总量。,图2-37 径向全跳动公差带,94,端面全跳动,端面圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的跳动总量。,图2-38 端面全跳动公差带,95,、形位公差的标注方法,（1）公差框格 该方框由两格或多格组成，其中内容从左到右按以下次序填写。,96,、形位公差的标注方法,（2）基准要素的标注 基准要素用基准字母表示，基准符号为带小圆的大写字母用细实线与粗的短横线相连。,97,、形位公差的标注方法,（3）被测要素的标注 用带箭头的指引线将框格与被测要素相连。,98,、形位公差的标注注意点,（1）当被测要素或基准要素为线或表面时，指引线箭头或带字母的短划应指要该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开。,99,、形位公差的标注注意点,（2）当被测要素或基准要素为轴线、球心或中心平面时，指引线箭头或带字母的短划应与该要素的尺寸线对齐。,100,、形位公差的标注注意点,（3）当被测要素或基准要素为整体轴线或公共中心平面时，指引线箭头或带字母的短划可直接指在轴线或中心线上。,101,、形位公差标注示例,102,、形位公差标注示例,（1）SR750mm球面对16f7轴线的圆跳动允许公差为0.03mm。（2）16f7圆柱体的圆柱度允许公差为0.005mm。（3）M81-7H螺孔的轴心线对16f7轴心线的同轴度为0.1mm。,103,、 形位公差的选用,(1) 形状公差应比尺寸公差小：例如： 圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外），一般情况下应小于其尺寸公差值，平行度公差值应小于相应的距离尺寸公差值。圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差值的50%，故一般可按同级选取。比如，尺寸公差为IT6，则圆度、圆柱度公差也选6级。但并不是圆度、圆柱度公差必须按尺寸公差同级选取，也可根据零件的功能要求选取相邻级，必要时可按比尺寸公差等级高半级到2级。,104,、 形位公差的选用,(2) 一般形状公差应比位置公差小： 同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。(3) 表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系： 通常，表面粗糙度的Ra值可取为形状公差值的(20%25%)。,105,、 形位公差的选用,(4)对于制造难度大的零件应该选取较大的形位公差： 对刚性较差的零件（如细长轴）和结构特殊的要素（如大跨距的孔或轴的同轴度公差），在保证零件功能的前提下，考虑到制造较困难，应适当降低1-2级形位公差值。,106,五、表面粗糙度,表面粗糙度的概念表面粗糙的评定参数表面粗糙度符号及其参数值的标注方法表面粗糙度代号在图样上的标注方法表面粗糙度参数值的选择,107,1、表面粗糙度的概念,（1）零件的各个表面无论加工得多么光滑，置于显微镜下观察，都可以看到峰谷不平的情况，如右图所示。（2）加工表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。（3）它的形成是由于零件在加工过程中，机床、刀具的振动、材料被切削时产生的塑性变形及刀痕等因素等造成的。,108,2、表面粗糙的评定参数,表面粗糙度是衡量零件质量的标志之一，它对零件的配合、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性和外观都有影响。 国家标准规定，评定表面粗糙度的高度参数有三个：轮廓算术平均偏差Ra、微观不平十点高度Rz、轮廓最大高度Ry。,109,2、表面粗糙的评定参数,目前在生产中评定零件表面质量的主要参数是轮廓算术平均偏差。它是在取样长度l内，轮廓偏距y绝对值的算术平均值，用Ra表示，如图所示。,110,2、表面粗糙的评定参数,Ra的数值 （单位：m）,111,3、表面粗糙度符号及其参数值的标注方法,（1）表面粗糙度符号,112,3、表面粗糙度符号及其参数值的标注方法,（2）表面粗糙度Ra值的标注,113,4、表面粗糙度代号在图样上的标注方法,a. 表面粗糙度代号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或其延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。,114,4、表面粗糙度代号在图样上的标注方法,b. 表面粗糙度符号及数字的注写方向