制造工程基础（总稿-3-公差部分）

1、制造工程基础,公差与互换性,1.1 公差与互换性的含义 1.2 尺寸公差 1.3 形位公差,1.1 公差与互换性的含义,公差：零件几何参数误差的允许范围。 包括尺寸、形状、位置、角度等公差。 互换性：一批同样规格零部件在机械系统上装 配，满足同样性能范围，能互换的特性。 意义：制造的三大目标是质量、效率、成本 质量上使产品设计精度标准化； 效率上使产品装配能互换、能规模生产； 成本上消除配制时间，降低加工成本,1.2 尺寸公差,一、尺寸 二、尺寸偏差、公差 三、轴孔配合 四、标准公差与基本偏差 五、尺寸公差与配合的选用 六、尺寸测量方法 七、尺寸公差与配合的标注与选则,一、尺寸 尺寸：两点之间

2、的距离。如直径、深宽高、中心距等。 基本尺寸：设计给定的尺寸。一般为整数。 实际尺寸：实际测得的加工后尺寸，有加工误差和测量误差。 极限尺寸：允许尺寸变化范围的两个界限值。最大最小极限尺寸。 合格尺寸：实际尺寸在所规定的极限尺寸范围之内,30,实际尺寸,设计尺寸,二、尺寸偏差、公差 尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 实际偏差：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 极限偏差：极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 上偏差(孔ES，轴es)，下偏差(孔EI，轴ei)。 尺寸公差：允许尺寸的变化范围。孔公差Th，轴公差Ts 是上下偏差的代数差。公差带图：零线、尺寸公差带,三、轴孔配合 配合：基

3、本尺寸相同、相互结合的孔、轴公差带之间的关系。 包括间隙配合、过盈配合、过渡配合,四、标准公差与基本偏差 标准公差：国家标准所规定的已经标准化的公差值。IT公差表。 基本偏差：靠近零线的偏差。确定公差带相对零线的位置。 基本偏差系列：国家标准规定的28种基本偏差，用拉丁字母表示,基本偏差系列,孔,轴,基本偏差值,孔公差带,轴公差带,各种轴公差带,各种轴公差带,基孔制（孔基本偏差为零,基轴制（轴基本偏差为零,五、尺寸公差与配合的选用 基准制选用：优先选用基孔制，为减少刀具和量具的数量。 公差等级选用：选合理精度，一般孔比轴低一级精度(孔难加工)。 配合种类选用：根据使用中允许间隙或过盈量，选基本

4、偏差,六、长度测量方法 内径百分表：主要由百分表1、接长杆2、活动测头3、等臂杠杆4、可换测量头5、定心及锁紧装置等组成。工件的尺寸变化通过活动测头3，传递给等臂转向杠杆4及接长杆2，然后由分度值为0.01毫米的百分表指示出来。为使内径百分表的测量轴线通过被测孔的圆，内径百分表一般均设有定心装置，以保证测量的快捷与准确,1-活动测量头，2-可换测量头，3-主体，4-主管，5-传动杆，6-弹簧，7-百分表，8-等臂杠杆，9-定位装置,七、尺寸公差与配合的标注与选则,1) 装配图上主要标注配合关系： 如：活塞销与连杆衬套配合关系20G6/h5， 表示基轴制、间隙配合。 思考：最大、最小间隙？ 2)

5、 零件图上标注极限偏差： 如：活塞销直径20-0.009，表示基轴制基本偏差为0，5级精度公差带0.009。 衬套内孔直径 表示基本偏差为0.006，6级精度公差带0.013，上偏差为0.019,活塞销,衬套,1.选择顺序： 优先 常用 一般 任意组合。 2.选择方法： (1) 计算法 (2) 实验法，重要的配合。 (3) 类比法，经验,1.3 形位公差,一、零件几何要素与形位公差划分 二、形状公差 三、位置公差 四、形位公差的选用 五、表面粗糙度,一、零件几何要素与形位公差划分 几何要素：零件的点、线、面的均为几何要素。 形状：是一个要素本身所处的几何状态。 位置：是两个以上要素之间的方位关

6、系。 要素划分： 1.按结构特征分： 1)轮廓要素：平面，圆柱 2)中心要素：抽象的，但存在 2.按存在的状态分： 1)实际要素：实际存在的 2)理想要素：几何的点、线、面 3.在形位公差中所处的地位分： 1)被测要素：图样上给出形位公差要求的检测对象 2)基准要素：确定被测要素方向和位置的要素，图纸上用基准符号标出 基准正确目标：由图样上指明的要素或限定的作为基准的区域。对于粗糙的大的 要素需要指定局部区域作为基准 4.按结构的性能分： 1)单一要素：仅具有形状公差的要求的要素 2)关联要素：与其他要素具有功能关系的要素，或在图样上给出位置公差 的要素,形位公差划分： 1、形状公差：单一被测

7、要素相对其理想要素的容许变动量 2、位置公差：实际要素相对具有确定方向或位置的理想要素的容许变动量。分为： 1)定向公差：实际要素相对具有确定方向的理想要素的容许变动量。由基准和理论正确角度确定，如对平行度和垂直度,其理论正确角度分别为0度和90度。 2)定位公差：实际要素相对具有确定位置的理想要素的容许变动量。由基准和理论正确尺寸确定。如同轴度和对称度,其理论正确尺寸为0。 3)跳动公差：实际要素围绕基准轴线回转一周(圆跳动)或连续回转时沿给定方向的最大示值变动量,形位公差：形状公差6项、位置公差8项。标注方法,形位公差标注方法,二、形状公差 形状公差带：用来限制被测形状要素变动的区域,平面

8、素线的直线度,圆柱母线的直线度,圆柱轴线的直线度,三、位置公差 定向公差带：用来限制被测要素方向相对基准变动的区域,面对面的平行度,线对面的平行度,面对线的平行度,给定方向线对线的平行度,空间上线对线的平行度,面对面的垂直度,定位公差带：用来限制被测要素位置相对基准变动的区域,轴线的同轴度,中心平面的对称度,点的位置度,线的位置度,跳动公差带：用来限制被测要素绕基准轴线跳动的区域,径向圆跳动,端面圆跳动,径向全跳动,端面全跳动,四、形位公差选用标注举例 内孔40H7安装在轴上，齿轮端面靠在轴肩上，端面与轴线应垂直 轴线为基准，端面跳动公差保证垂直度。测量方便。 装配、检测、加工、设计基准重合,

9、五、表面粗糙度 1、表面粗糙度(roughness)：是指零件加工表面上具有的由较小间距峰谷组成的微观几何形状特征。 对零件表面几何形状误差，一般： 波距10mm，称宏观几何形状误差-形状误差； 波距110mm，称表面波纹度（波度）。 波距1mm，称微观几何形状误差-表面粗糙度； 2、表面粗糙度作用：对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。 3、实际轮廓：与加工纹理垂直的截面轮廓,4、取样长度l：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。 目的是限制或减弱其它几何形状误差的影响。 表面越粗糙，取样长度就应越大。 每个取样长度 应含有五个以上的峰谷。 其系列值

10、为0.08、 0.25 、0.8 、2.5、 8 .0、25 车、铣、刨： 可取 l = 2.5mm 精磨： 可取 l = 0.25mm,5、评定长度ln：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。目的是充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，克服加工表面的不均匀性。 它可包括一个或几个取样长度。如： 车、铣、刨：ln =(13)l 。精磨：ln =(617)l,6、基准线：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线。 通常用算术平均中线代替最小二乘中线。 轮廓的算术平均中线：是具有几何轮廓并与轮廓走向一致，且划分轮廓上、下两边面积相等的线,y l F1 F3 F5 F7 Fn-1 0 m F2 F4 F6 F8 Fn 如图： F1 + F3 +Fn-1 = F2 + F4 + Fn,7、轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，被测轮廓上各点至中线距离绝对值的算术平均值,8、微观不平度十点高度Rz：在取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之和,峰顶线 谷底线 公式：R y = y pmax + y vmax y pmax y vmax 取正值,y pmax,y vmax,R y,9、轮廓最