第2章 尺寸精度55193.ppt

第2章尺寸精度,本章主要内容一、尺寸精度的基本概念二、公差配合国家标准的构成规律三、公差配合的应用重点要求掌握典型术语定义、掌握标准特点、正确查表标注。,GPS极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础GB/T1800.1-2009,修改采用ISO286-1：1988，同时考虑最新修订版本ISO/DIS286-1产品几何技术规范（GPS）线性尺寸公差的ISO标准制第1部分：公差、偏差和配合的基础和与ISOGPS新体系的协调。代替GB/T1800.1-1997GB/T1800.2-1998GB/T1800.3-1998,尺寸精度新标准,GPS极限与配合第2部分：标准公差等级和孔、轴的极限偏差表GB/T1800.2-2009,修改采用ISO286-2：1988,在文本结构上与ISO286-2完全对应。代替GB/T1800.4-1999，表格数值没有变化。,尺寸精度新标准,本章介绍的尺寸精度主要是指轴孔精度与它们形成的配合，广义的轴孔定义如下：,轴通常是指圆柱形外表面；也包括非圆柱形外表面。孔通常是指圆柱形内表面；也包括非圆柱形内表面。,目的：扩大标准应用范围。,一般长度尺寸,2.1尺寸精度基础知识,2.1.1有关尺寸的术语及定义,用特定单位表示长度值或角度值的数值称为尺寸。包括线性尺寸和角度尺寸1、基本（公称）尺寸(D、d)：是指设计确定的尺寸。,2、极限尺寸：是指允许尺寸变化的两个界限值。（代号：孔Dmax、Dmin轴dmax、dmin）,Dmax=50.025Dmin=50,dmax=49.975dmin=49.959,2.1尺寸精度基础知识,3、实际尺寸（Da、da）：加工后通过测量获得的尺。,每一个测得尺寸都可以称为实际尺寸。不同的测量器具、不同的环境、不同的操作人员所测得的尺寸并不相同。同一表面的不同位置上的实际尺寸往往也是不相等的。两点法测量得到的实际尺寸称为局部实际尺寸。,2.1尺寸精度基础知识,2.1.2、有关偏差公差和公差带的术语及定义,孔上偏差ES=DmaxD下偏差EI=DminD轴上偏差es=dmaxd下偏差ei=dmind,极限偏差:极限尺寸与基本尺寸之差。,实际偏差：实际尺寸与基本尺寸之差。Ea=DaDea=daD,合格条件：ESEaEIeseaei,2.1尺寸精度基础知识,2、尺寸公差：允许尺寸的变动量。孔TD=DmaxDminESEI轴Td=dmaxdminesei,尺寸公差表示尺寸允许的变动范围，是允许的尺寸误差的大小，它体现设计对尺寸加工精度要求的高低。公差值越小，零件尺寸允许的变动范围就越小，要求的加工精度就越高。,2.1尺寸精度基础知识,2.1尺寸精度基础知识,3、公差带及公差带图由上下偏差所表示的区域称为公差带。,2.1尺寸精度基础知识,极限制是标准化的孔和轴的公差和偏差制度，国家标准规定了一系列标准的公差数值和标准的极限偏差数值，用以确定轴孔的极限偏差即公差带。,2.2线性尺寸精度（极限制）,基本偏差一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。,2.2线性尺寸精度（极限制）,2.2.1、标准公差,标准公差为国家标准所规定的任一公差。所有标准公差的集合就是标准公差系列。,D=18mm,IT8=?,27m,大于,2.2线性尺寸精度（极限制）,1、标准公差等级及其代号,国家标准规定的公差等级共20个，代号为：IT01、IT0、IT1、IT2、IT18,目的:是满足不同行业、不同精度的产品要求。,2基本尺寸分段,零件的尺寸越大，产生的加工误差也越大（加工方法相同），因此相应的尺寸公差数值应越大。为统一和简化标准公差数值表格，应对基本尺寸分段。,原则：先密后疏。,2.2线性尺寸精度（极限制）,3标准公差数值的计算,IT5IT18标准公差计算公式：IT=ai,a公差等级系数（反映精度的高低）,用于尺寸大于500-3150,2.2线性尺寸精度（极限制）,i标准公差因子（公差单位）,标准公差因子是计算标准公差的基本单位，它是通过对不同尺寸的零件加工后产生的加工误差的统计分析发现的。,D500mm时,D500mm时,车削,磨削,例如：80120尺寸段,同一尺寸段用几何平均值计算D,i2.173,2.2线性尺寸精度（极限制）,基本偏差国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般是指靠近零线的那个极限偏差。,2.2.2、基本偏差,1基本偏差的代号,孔、轴基本偏差各有28种，用英文字母表示。孔用大写字母，轴用小写字母。,2.2线性尺寸精度（极限制）,孔的基本偏差系列,2.2线性尺寸精度（极限制）,轴的基本偏差系列,2.2线性尺寸精度（极限制）,2.2线性尺寸精度（极限制）,轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差的数值见附表22,2、基本偏差数值,这些数值是由经验公式计算出（j的基本偏差位经验经验数），这些经验公式是以基孔为依据，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统计分析得到的。例如,f的计算公式：,k的计算公式：,2.2线性尺寸精度（极限制）,孔的基本偏差由同名轴的基本偏差换算而得。,孔的基本偏差数值的确定,由于孔比轴难加工，故对高精度的配合，即公差等级较高时，孔通常较轴低一级。,孔的基本偏差的数值见附表23,换算的前提是：基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质必须相同。,2.2线性尺寸精度（极限制）,根据以上换算规则，得到轴的基本偏差的计算公式为以下两条规则：,2.2线性尺寸精度（极限制）,2.2.3公差带代号及标注,公差带代号:由基本偏差和公差等级代号组合而成例如：H7、F8，m7、t6公差带代号标注在零件图上,2.2线性尺寸精度（极限制）,2.2.4、优先、常用和一般公差带,轴的优先、常用、一般公差带,2.2线性尺寸精度（极限制）,孔的优先、常用、一般公差带,2.2线性尺寸精度（极限制）,2.3.1角度标准公差数值角度尺寸公差没有专门的国家标准规定，而是采用锥角公差标准附表2-4。标准圆锥角公差分为12个公差等级，依精度从高至低的顺序排列为：ATl、AT2、ATl2,2.3.2角度公差带配置,2.3角度尺寸精度,适用范围：包括线性尺寸和角度尺寸（1）金属切削加工、冲压加工的尺寸。（2）非金属材料和其他方法加工的尺寸（参照采用）。,一般公差等级和极限偏差的规定：精密级(f)、中等级(m)、粗糙级(c)、最粗级(v)。附表25、26,标注示例：未注尺寸公差按GB/T1804-m,2.4一般尺寸公差,一般公差：指图样上没有注出公差带或极限偏差的长度和角度尺寸的公差。例如,1、配合是指基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。,2.5.1有关配合的术语及定义,2、间隙或过盈是指孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差。,2.5光滑轴孔配合,3配合的种类间隙配合指具有间隙的配合。特点：孔公差带在轴公差带的上方(任意抽取轴孔装配均有间隙）,smax=Dmaxdmin=ESei,smin=Dmindmax=EIes,sav=(smax+smin)/2,smin=0,2.5光滑轴孔配合,过盈配合指具有过盈的配合特点：孔公差带在轴公差带的下方(任意抽取轴孔装配均有过盈）,min=Dmaxdmin=ESei,max=Dmindmax=EIes,av=(max+min)/2,min=0,2.5光滑轴孔配合,(3)过渡配合可能具有间隙或过盈的配合特点：孔公差带与轴公差带有重叠,smax=Dmaxdmin=ESei,max=Dmindmax=EIes,av(sav)=(smax+max)/2,2.5光滑轴孔配合,4、配合公差(Tf)允许间隙或过盈的变动量。,间隙配合：Tf=smaxsmin,过盈配合：Tf=minmax,过渡配合：Tf=smaxmax,Tf=TD+Td,配合公差反映配合精度,2.5光滑轴孔配合,5、配合代号,公差带代号:由基本偏差和公差等级代号组合而成例如：H7、F8，m7、t6公差带代号标注在零件图上,配合代号:由孔和轴的公差带组合用分数形式表示例如：5050H7/f6；50G7/h6。配合代号标注在装配图上。,2.5光滑轴孔配合,6、轴孔结合的合格与合用,零件的实际尺寸在极限尺寸之间、或实际偏差在极限偏差之间为合格品，即对于孔：DminDaDmax或EIEaES对于轴：dmindadmax或eieaes,轴孔配合的实际间隙（过盈）在极限间隙（过盈）之间为合用品。,合格零件形成的配合一定合用。,2.5光滑轴孔配合,合格零件形成的配合一定合用。但不合格的零件组成的配合不一定不合用。,该轴没有互换性！,2.5光滑轴孔配合,基轴制（h）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。,2.5.2基准制（配合制）,基准制也称为配合制，是为了简化配合，标准规定了两种配合制度基孔轴和基轴制。,基孔制（H）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。,2.5光滑轴孔配合,h,H,2.5光滑轴孔配合,指出下列配合的种类,间隙配合,过盈配合,过渡配合,间隙配合,2.5光滑轴孔配合,基孔制优先常用配合,2.5.3优先配合和常用配合,2.5光滑轴孔配合,基轴制优先常用配合,2.5光滑轴孔配合,2.5.4、公差与配合在图样上的标注,2.5光滑轴孔配合,尺寸精度设计目的：选择轴孔公差与配合。选择原则：在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。选择方法：类比法、计算法、实验法。,可以用三种方式确定满功能要求的配合：直接选用标准孔、轴公差带形成的配合；选用非标准的孔、轴公差带形成的配合；采用不具互换性的配制配合。,2.6线性尺寸精度设计,1、配合制（基准制）的选择,基孔制和基轴属于平行配合度，即基孔制配合能满足要求的，基轴制配合也能满足使用要求。如：,2.6.1标准配合设计,配合性质完全相同，称为“同名配合”。可见：配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。,2.6线性尺寸精度设计,（1）优先选用基孔制（理由？）（2）特殊情况下采用基轴制a）使用冷拉棒料直接作轴（IT9IT11）b）一轴与多个孔配合且松紧不一样时（举例）（3）与标准件配合时，应以标准件作基准（举例）（4）必要时采用可非基准制的配合（举例）,基于以上观点，可按以下原则选择配合制：,2.6线性尺寸精度设计,2、配合的选择,配合选择的任务：就是根据零件的功能要求，确定配合的种类进而确定基本偏差代号。,H,选择方法：类比法、计算法和试验法三种。类比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：各种基本偏差形成的配合特征及应用；配合件的工作情况其他因素,2.6线性尺寸精度设计,(1).配合种类的选择以基孔制说明,a)间隙配合用于工作时有相对运动或装拆频繁的连接。H/aH/bH/h,间隙逐渐减小,2.6线性尺寸精度设计,b)过渡配合,用于既要求对中性，又要求装拆方便的配合，传递载荷必须加键或销等。,H/jsH/jH/kH/mH/n,逐渐变紧,2.6线性尺寸精度设计,利用过盈来保证固定或传递载荷,过盈配合传递载荷必须加键或销连接。,H/pH/rH/zc,逐渐变紧,常用过盈配合,H/p小过盈配合H/r中等过盈配合H/s半永久连接H/u永久连接,c)过盈配合,2.6线性尺寸精度设计,运动精度、定心精度均要求，选小间隙配合；定心精度高，常拆卸情况选过渡、小过盈配合；载荷大，有冲击，选过盈配合。,（2）配合松紧程度的确定,1）计算法选择：用作滑动轴承的间隙配合，可以根据润滑理论计算允许的间隙，从而选定配合；靠过盈传递载荷，可以根据要求传递载荷的大小计算允许的最小过盈量，再根据材料特性计算允许的最大过盈量，从而选定适当的配合种类。,2）经验选择,2.6线性尺寸精度设计,（3）.装配变形对配合选择的影响,2.6线性尺寸精度设计,（4）.生产类型对配合选择的影响,2.6线性尺寸精度设计,3、公差等级的选择,基本要求：协调使用要求与制造工艺、加工成本之间的关系。,选择方法：类比法、计算法,选择原则：在满足使用要求的前提下，尽量选取低的等级。,2.6线性尺寸精度设计,（1）、类比法选择,a)熟悉各个公差等级的应用情况,IT01IT1用于量块的尺寸公差,IT2IT5用于精密配合、量规公差,IT5IT12用于配合尺寸公差，其中,IT5轴与IT6孔：用于高精度的重要配合活塞销,IT6轴与IT7孔：应用广、较高精度轴承配合,IT7轴与IT8孔：中等精度要求的配合,IT9IT12：用于不重要的配合,IT12IT18用于非配合尺寸,2.6线性尺寸精度设计,b)熟悉各种加工方法可以达到的等级,c)应遵循工艺等价的原则,当公差等级在IT8以上时，孔比轴低一级；如：H8/m7、K7/h6；当公差等级在IT8以下时，孔与轴同级；如：H9/h9、D9/h9，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合。如：H8/f8、H8/k7。,e)尽量降低成本。,d)相配合的零、部件的精度应相匹配。,2.6线性尺寸精度设计,(2)计算法选择公差等级间隙配合计算注要用于滑动轴承过盈配合计算根据连接强度和材料许用应力计算,2.6线性尺寸精度设计,例题：一轴孔配合，基本尺寸30mm，要求间隙在2055m之间，试选出配合。,1.选择基准制：采用H,2.确定公差等级：Tf=55-20=35m暂取,由附表2-1查得,2.6线性尺寸精度设计,3.选配合,ES0.021,es？,ei=0.033,0.020,希望es=20m,查附表2-2,配合为,得基本偏差为fes20mei=33m,2.6线性尺寸精度设计,4.验算：Smax=0.054,Smin=20满足要求,TD,Td,2.6.2配制配合设计,配制配合是以一个结合面的实际尺寸为基数，来配制另一个相配结合面尺寸。用于公差等级较高、单件小批生产。代号为MF,1.设计方法（1）先按功能要求确定标准配合，（2）选择“先加工件”（一般选择较难加工的零件）并给它一个比较容易达到的公差。（3）测量“先加工件”的实际尺寸，作为“配制件”的基本尺寸（4）以先加工件的实际尺寸作为基本尺寸确定配制件的极限偏差，并满足标准配合要求。,2.6线性尺寸精度设计,2、配制配合的表示和计算,在没计图样上，用代号MF(MatchedFit)表示配制配合，先加工件