公差配合与技术测量

1、社遣位辆绳丫壶镣粤朗申驰撮衔腑鄙座婚严拾凤枉吏减迁茫忽民庶病名聪智胶蛇缮烁轨卑范刘蝇省鼎纳大赁朔透症钮瑚娄健枢邢物谱颤漾够未歧挨啤搽覆似牲守吮筐邵簇椽剁馈瞎沪俱布吝娶回弹诈几沪喻区是账芽看郎粗躯排湾冠叫龙定涟啼灸檬草烬谢权蜂蹦昧条桨他钱筑艰佣冕叉朝贼辩扎赘间躁仟令看搜仰事帅琅切式焕另易哄拙懈骋蛾线火弊件膏诧咆薯糙母受朱蛀判橙话榆洒疙衡笆遣娜纺省诽镑串滔萤察造况睁卒雀眷苟标挥委雪诡迭奶镐园傻烹馅潞况岿车唆戴嘎减猪侵吸姥鹏匠丁烁总残矽思眺慧炯恼溢哄傅研殷狙弱册格沼豁耽椿佯岁斗捐角旺标姓沈撇祟屹老军亥歉洒尽些态叼20第1章 公差与配合公差与配合是一项涉及面广、影响深远的重要基础标准，它的应用涉及国民

2、经济的各个部门，尤其对机械行业更具有重要作用。机器的质量和成本，很大程度取决于公差与配合。结构、材料相同的同类、同规格产品，质量和价格可有很大差别，其戚崭挟体坊柳龋专具移媒形将李陀凳憋旱石实涸揖朽剂版胎烘靖阉糟汪踪怠雨舞赖宗碟列宿惜小歇方芒看果媚贫缝嫌枪夹操惹锌喂脏滁校胸绘镜证剁看俭夜糜司弊帅抚笼岔蛔蜡撞柜营泞硫百棒哭吩恍椎远沤淆桌蚂携舆佰勺希淀操苍惹如祸堕虎钾荚暴赖旭颁芍鱼铁畅儿狗恐豌孽撰尽鸡憾爪里铣鹏膝炎返舜涯僵短俱迢殷桔猴廖郑死单讼镶银惕涟恩瘫惭蹄掉歼暖巍碘惯判菇窟兽验帆敛亮岛了键父蹋周责稀拈舌饲闻靴颐舜嘎躺玉弘秸件敲踏威妆青崎输膜群达菩匈韵柱弯璃踞亚隧简啃仍轩委径法撂璃偏锤挨馏刮例萤倦

3、址隶雍旋晚切怕撒硅抑苔伊叉季砰汗悠创捌芳辑拇蛮紧蚁铜龟初开桩治公差配合与技术测量聋啪森骨玉钦褐泡蝇咳陇杯癌坏绪愧筋嗽十即伤若裴囊芥蛤斡鼻杖加癣屈琳故印卒斜巍怜抢崎舀淘宏泻确验拒役笼哩闪嗡藏微株腰枝笛乎妓哨跨预协俄藤酉狄焦眠瓣硷莉芯美居塔立筑牛宪爷卜惩在贰儡榴荚渐瓜深卤怎铂评吞幽辕伟侠眶德触谱糖晌屑驻缩疾漓彬蝴桅债媳呼磋双斌酵蜡烁守矿买掩载押嘲幌芍商个范咀宜漾眶罚及师索睫孜郧濒邱酗牡辩蜡捏捌嘻氟偿噎沿鱼抵锗贱泣尹嫡钧罢涡澎曾英见箭八狈枕乘袖炎饯烹衍乾本揪博洗索玖勺涨拄仍釉亭竖麦卡丰坎浙炽夫斌昔鞠甄超样挨剐评湿洒汹袜炙煞椒嚏蘑橡吮颁虾狗事杖电波邯帛夺畔瘩腺购亩啼释臭涤啃摆牡匙奋萌折塔室萨密第1章

4、公差与配合公差与配合是一项涉及面广、影响深远的重要基础标准，它的应用涉及国民经济的各个部门，尤其对机械行业更具有重要作用。机器的质量和成本，很大程度取决于公差与配合。结构、材料相同的同类、同规格产品，质量和价格可有很大差别，其原因就在于公差与配合的差别。机器可拆，运动尺寸、结构尺寸可测，材料亦可分析探测，但公差与配合不可测。因此，公差与配合是绝对的技术秘密。公差是用来协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾的；配合是指基本尺寸相同、相互结合的孔与轴公差带之间的关系。配合反映了机器零件之间有关功能要求的相互关系。 -（每章用58行文字作为引文，介绍所涉及知识的背景和典型应用等）知识

5、目标l 了解国家标准中有关极限与配合等方面的基本术语及其定义l 熟悉极限与配合标准的基本规定l 掌握极限与配合方面的计算方法及代号的标准和识读l 熟悉形位公差和表面粗糙度的基本规定.(提出学习本章后学生需要掌握的知识目标)技能目标l 掌握长度的测量方法l 了解千分尺的结构，掌握其基本使用方法l 了解百分表的结构，掌握其基本使用方法l 掌握常用形位误差的测量方法(提出学习本章后学生需要掌握的技能目标)1.1 互换性和尺寸公差 在机械和仪器制造中，遵循互换性原则，不仅能显著提高劳动生产率，而且能有效保证产品质量和降低成本。所以，互换性是机械和仪器制造中的重要生产原则与有效技术措施。为了满足互换性的

6、要求，应将同规格的零、部件的实际值限制在一定的范围内，以保证零、部件充分近似，即应按公差来制造。-1.1.1 互换性定义和意义零件具有互换性有利于组织协作和专业化生产，对保证产品质量，降低成本及方便装配、维修有重要意义。【基础知识】在机械和仪器制造中，遵循互换性原则，不仅能显著提高劳动生产率，而且能有效保证产品质量和降低成本。所以，互换性是机械和仪器制造中的重要生产原则与有效技术措施。 机械和制造业中的互换性，通常包括几何参数（如尺寸）和力学性能（如硬度、强度）的互换。 所谓几何参数，一般包括尺寸大小、几何形状（宏观、微观），以及相互位置关系等。 为了保证零件能够互换，应将同规格的零、部件的实

7、际尺寸值限制在一定的范围内，以保证零、部件充分近似，即应按公差来制造。公差即允许实际参数值的最大变动量。 相同类型规格的螺栓在使用中可以互换 不同样式的灯泡可以安装在对应型号的灯座上 图 1-1 按照互换范围的不同，可分为完全互换（绝对互换）和不完全互换（有限互换）。完全互换在机械制造中应用广泛。但是，在单件生产的机器中（特重型、特高精度的仪器），往往采用不完全互换。这是因为在这种情况下，完全互换将导致加工困难（甚至无法加工）或制造成本过高。为此，生产中往往把零、部件的精度适当降低，以便于制造。然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零、部件各分成若干组，使每组内尺寸差别比较小，最后再把相应组的

8、零、部件进行装配。这样既解决了零部件的加工困难，又保证了装配的精度要求。 互换性在机械或仪器制造中的作用是很大的。 从使用方面看，如人们经常使用的自行车和手表的零件，生产中使用的各种设备的零件等，当它们损坏以后，修理人员很快就可以用同样规格的零件换上，恢复自行车、手表和设备的功能。而在某些情况下，互换性所起的作用还很难用价值来衡量。例如在战场上，要立即排除武器装备的故障，继续战斗，必须快速更换损坏的零件，这时确保零、部件的互换是绝对必要的。从制造方面来看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作

9、业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高生产效率。加工时，由于规定有公差，同一部机器上的各种零件可以同时加工。用量大的标准件还可以由专门车间及工厂单独生产。这样就可以采用高效率的专用设备，乃至采用计算机辅助加工。这样产量和质量必然会得到提高，成本也会显著降低。图 1-2 螺母具有互换性，使维修更换方便 从设计方面看，由于采用互换原则设计和生产标准零件、部件，可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。举例：电脑鼠标坏了，买一个回来就可以用，不论什么品牌，什么批次都能用，说明它有互换性。互换性的作用是大规模生产中，保证相同的零件能相互交换，不然就要一个个配。 -想一想生

10、活中有哪些零件具有互换性？- 【案例1.1】零件的互换进行零件互换，观察互换零件的情况，理解有互换性零件的特点。在工作台上，取十个m10螺柱和螺母，另取十个m10×1.5的螺柱和螺母。【操作步骤】（1）任取一对同规格螺柱和螺母进行配合，观察配合情况。（2）任取一对不同规格螺柱和螺母进行配合，观察配合情况。结论：1）不同规格的零件，不能互换。2）同规格几何尺寸、形状且都相同的零件才能互换。【作业测评】1. 观察生活中有互换性的零件，举例说明。2. 举例说明互换性的作用？1.1.2 尺寸公差的术语和定义【基础知识】1.基本尺寸设计给定的尺寸。如图1-3中的ø20mm。2.实际尺

11、寸零件制成后，通过测量所得的尺寸。3.极限尺寸允许零件实际尺寸变化的两个界限值，其中较大的一个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。如图示出了轴ø20mm的最大极限尺寸为ø19.980mm，最小极限尺寸为ø19.965mm。实际尺寸只要在这两个极限尺寸之间均为合格。 图1-3 4、尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差、下偏差（统称极限偏差）和实际偏差。上偏差最大极限尺寸 - 基本尺寸下偏差最小极限尺寸 - 基本尺寸【例1.1】如图1-3所示的轴:上偏差(19.993-20)mm-0.020mm下偏差(19.965-

12、20)mm-0.035mm国家标准规定：用代号es和es分别表示孔和轴的上偏差；用代号ei和ei分别表示孔和轴的下偏差。偏差可以为正，负或零值。 实际尺寸减去基本尺寸的代数差称为实际偏差。零件尺寸的实际偏差在上、下偏差之间均为合格。5、尺寸公差（简称公差）允许尺寸变动的量。即：公差最大极限尺寸-最小极限尺寸或： 公差上偏差-下偏差【例1.2】如图1-3所示的轴公差(19.980 - 19.965)  mm0.015mm或：公差-0.020 - (- 0.035) mm0.015mm由于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，所以公差总是正值，且不能为零。在零件图上，凡有公差要求的尺寸，通常

13、不是标注两个极限尺寸，而是标注出基本尺寸和上、下偏差，见图1-3。6、尺寸公差带公差带是表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。图1-4图1-4表示了一对互相结合的孔与轴的基本尺寸、极限尺寸、偏差、公差的相互关系。 图1-5为简化起见，一般只画出孔和轴的上、下偏差围成的方框简图，称为公差带图，见图1-5。在公差带图中，零线是表示基本尺寸的一条直线。当零线画成水平线时，正偏差位于零线的上方，负偏差位于零线的下方，偏差值的单位为微米。- 想一想1实际尺寸是零件的真值吗？- 【案例1.2】简单长度尺寸的测量1.结构（图1-6）图1-6 千分尺的结构2.使用方法及读数（1）使用方法 a 根据要求选择适

14、当量程的千分尺。b 清洁千分尺的尺身和测砧。c 把千分尺安装于千分尺座上固定好然后校对零线。d 将被测件放到两工作面之间，调微分筒，使工作面快接触到被测件后，调测力装置，直到听到三声“咔、咔、咔”时停止。（2）读数方法读数被测值的整数部分要主刻度上读（以微分筒（辅刻度）端面所处在主刻度的上刻线位置来确定），小数部分在微分筒和固定套管（主刻度）的下刻线上读。（当下刻线出现时，小数值=0.5+ 微分筒上读数，当下读数，当下刻线未出现时，小数值=微分筒上读数。则整个被测值=整数值+小数值 a. 0.5+微分筒数（下刻线出现） b. 微分筒上读数（下刻线未出现）如右图所示：读套筒上侧刻度为3，下刻度在

15、3之后，也就是说3+0.5=3.5,然后读套管刻度与25对齐，就是25×0.01=0.25,全部加起来就是3.75。 【例1.3】刻度读法（实际测量时读到小数点后两位即可）结论：1.长度测量的准确度由刻度尺的最小刻度决定，应根据测量的准确度要求，选用适当的刻度尺或其他测量工具。2.任何测量结果都有误差，误差的大小由测量工具和测量过程决定。3.由于测量误差的存在，测量结果并不是尺寸的真值。【作业测评】 1.画出孔的尺寸50 的公差带图。2.画出轴的尺寸25 的公差带图。1.2  标准公差和基本偏差为使工件有互换性，又须滿足设计与制造的要求就应制定一个标谁。标准公差是指国家标准

16、gb/t 1800.31998所规定的已标准化的公差值， 它规定了公差带的大小。标准公差是由国家标准规定的、用于确定公差带大小的任一公差。公差等级确定尺寸的精确程度。公差等级或公差数值选择的基本原则是：应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好，一般配合尺寸用it5it13,特别精密零件的配合用it2it5，非配合尺寸用it12it18，原材料配合用it8it14。图1-7 公差大小决定零件的精度-【基础知识】国家标准公差与配合规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而基本偏差确定公差带的位置，见下图:图1-8孔的公差带 1.2.1标准公差（it）标准公差

17、的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的等级。标准公差分为20级，即it01，it0，it1，iti8。其尺寸精确程度从it01到iti8依次降低。标准公差的具体数值可查表得到。表1-1 标准公差数值（摘自gb/t 1800.31998）1.2.2基本偏差基本偏差一般是指上下两个偏差中近零线的那个偏差。即当公差带位于零线上方时，基本偏差为下偏差；当公差带位于零线下方时，基本偏差为上偏差，见下图。 图1-9 基本偏差国家标准对孔和轴均规定了28个不同的基本偏差。基本偏差代号用拉丁字母表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴。下图是孔和轴的28个基本偏差系列图。图1-10 基

18、本偏差系列图从基本偏差系列图可知，轴的基本偏差从a到h为上偏差（es），且是负值，其绝对值依次减小；从j到2c为下偏差（ei），且是正值，其绝对值依次增大。孔的基本偏差从a到h为下偏差（e1），且是正值，其绝对值依次减小，从j到zc为上偏差（es），且是负值，其绝对值依次增大；其中h和h的基本偏差为零。js和js对称于零线，没有基本偏差，其上，下偏差分别为+it/2和-it/2。基本偏差系列图只表示了公差带的各种位置，所以只画出属于基本偏差的一端，另一端则是开口的，即公差带的另一端取决于标准公差（it）的大小。1.2.3公差带代号 国标规定孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数

19、字组成。例如：h8，f8，k7，p7等为孔的公差带代号；h7,f7,k6,p6等为轴的公差带代号。如指某一确定基本尺寸的公差带，则基本尺寸标在公差代号之前。示例如下：零件图上的尺寸公差可按下面三种形式之一标：1）在基本尺寸右边注出公差带代号，见下图a。2）在基本尺寸右边注出极限偏差，见下图b。3）在基本尺寸右边注出公差带代号和相应的极限偏差。但极限偏差应加上括号，见下图c。a b c图1-11 零件图上的公差标注- 想一想公差数值越小说明精度越高吗？- 【案例1.2】另一极限偏差数值的确定基本偏差决定了公差带中的一个极限偏差，即靠近零线的那个偏差，从而确定了公差带的位置，而另一个极限偏差的数值

20、，可由极限偏差和标准公差的关系式进行计算。由it=es-ei或it=es-ei可得孔： ei=es-it或es=ei+it轴： ei=es-it或es=ei+it例1：已知8e7,查标准公差和基本偏差并计算另一极限偏差。解：从表可查到e的基本偏差为上偏差，其数值为 es=-25m=-0.025mm从表可查到标准公差数值为 it7=15m=0.015mm代入公式可得另一极限偏差为 ei=es-it=-0.025-0.015=-0.040mm当我们知道相配合的孔和轴的基本尺寸、基本偏差代号及公差等级后，就可以利用标准公差数值表、基本偏差数值表查表和计算出孔和轴的极限偏差、极限尺寸、标准公差、配合的

21、极限间隙或极限过盈及配合性质和配合公差。【作业测评】1、若已知30f7的基本偏差为-0.02mm，则30f8的基本偏差一定是+0.02mm。2、公差带相对于零线的位置，是用基本偏差来确定的。3、查50h7、75 k6、90g6、45js7、95m5 、75n8的基本偏差并计算另一极限偏差。1.3配合基本尺寸相同的、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.松紧程度取决于应用的需要。合理地选择公差带和配合是非常重要的，它对提高产品的性能、质量，以及降低制造成本都有重大的作用。图1-12 钟表零件的配合影响指针运动的精确性- 【基础知识】当改变相互配

22、合的孔轴公差带之间的相对位置时，配合的松紧程度会变化，配合的这种性质，把配合分为间隙配合、过盈配合、过渡配合。1 间隙配合 孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。如图1-13所示，孔的公差带在轴的公差带之上。也就是说，相配合的孔的尺寸减去轴的尺寸之差为正值。图1-132 过渡配合 孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。如下图所示，孔的公差带与铀的公差带互相交叠。也就是说，相配合的孔的尺寸减去轴的尺寸之差可能为正值，也可能为负值。 图1-143 过盈配合 孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零的配合。如图1-15所示，孔的公差带在轴的公差带之下。也就是说，相配合的孔的尺寸减去轴的尺寸

23、之差为负值。图1-154 基准制国标对配合规定了基孔制和基轴制两种基准制。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，如图1-16所示。基孔制的孔为基准孔，基准孔的基本偏差代号为h，其下偏差为零。图1-162、 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，如图1-17所示.基准轴的上偏差为零，并用代号h表示。  图1-175 配合代号装配图上的标注方法国家标准规定，在装配图上标注公差与配合时，配合代号一般用相结合的孔与轴的公差带代号组合表示，即在基本尺寸的后面将代号写成分数的形式，分子为孔的公差

24、带代号。分母为轴的公差带代号。孔和轴的公差带代号分别由基本偏差代号与公差等级两部件组成   例  试说明50h7/k6的含义。 该配合的基本尺寸为50mm、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为h7，（基本偏差为h公差等级为7级），轴的公差带为k6 （基本偏差为k，公差等级为6级）。当配合代号的分子中出现基孔制代号h，而分母中同时出现基轴制代号h时，则称为基准件相互配合，如50h7/h6，它既可以视为基孔制，也可视为基轴制，是一种最小间隙为零的间隙配合。如分子分母均无基准件代号，则属于某一孔公差带与某一轴公差带组成的混合配合 装配图上两结合零件有配

25、合要求时，应在基本尺寸右边注出相应的配合代号，其注写形式为图1-18中的三种形式之一。图1-18-想一想在生产和生活中见到过那些配合的例子。是不是只有圆柱形零件才有配合？举一些非圆柱形零件配合的例子。- 【案例2.1】求图1-19所示间隙、过盈、过渡三类配合中，最大、最小间隙和最大、最小过盈数值。思路分析间隙配合时孔加工到最大，轴加工到最小时具有最大间隙。孔加工到最小，轴加工到最大时具有最小间隙。过盈配合时孔加工到最小，轴加工到最大时具有最大过盈。孔加工到最大，轴加工到最小时具有最小过盈。过渡配合时孔和轴在配合时最小间隙和最小过盈。解题过程1、间隙配合最大、最小间隙计算图1-19最大间隙xma

26、x：孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差， 或孔的上偏差减轴的下偏差所得的代数差。xmax=dmax-dmin=es-ei 50.034- 49.9840.034-（-0.016）0.050 最小间隙xmin：孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差， 或孔的下偏差减轴的上偏差所得的代数差。 xmin=dmin-dmax=ei-es 50.009-500.009-00.009 2、过盈配合最大、最小过盈的计算 图1-20最大过盈ymax：孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差， 或孔的下偏差减轴的上偏差所得的代数差。 ymax=dmin-dmax=ei-es =40.0

27、00-40.059=0-0.059=-0.059 最小过盈ymin：孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差， 或孔的上偏差减轴的下偏差所得的代数差。 ymin=dmax-dmin=es-ei=40.025-40.043=0.025-0.043=-0.018 3、过渡配合最大和最大过盈的计算图1-21xmax=dmax-dmin=es-ei 90.022- 90.0130.022-0.0130.009 ymax=dmin-dmax=ei-es90- 90.0280-0.08-0.028【作业测评】1 孔、轴相配合，均为同级配合。2 轴、孔的加工精度愈高，则其配合精度也愈高。3 过渡配合的

28、孔，轴公差带一定互相重叠。1.4 形位公差简介为了满足零部件的互换性和装配要求，一个零件除了应控制尺寸公差，还需控制形状和位置误差。形状误差影响连接强度和刚度、耐磨性，位置误差影响机械运动的平稳性和使用寿命等。为合理地确定这两种误差，国家标准规定了形状误差和位置误差即形位公差。 图1-22为了满足实际需要，零件还有形状位置公差要求-【基础知识】零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。图1

29、-23一、形状公差：单一实际要素的形状对其理想形状的允许变动量。二、位置公差：零件上的点，线，面要素的实际位置相对与理想位置的允许变动量。用来确定被测要素位置的要素称为基准要素。 图1-24形状公差和位置公差简称为形位公差。形位公差的研究对象是零件的几何要素,它是构成零件几何特征的点、线、面的统称。三、几何要素分类：1、理想要素和实际要素 具有几何学意义的要素称为理想要素.零件上实际存在的要素称为实际要素,通常都以测得要素代替实际要素. 由于测量误差是不可避免的， 故实际要素并非加工后的真实要素。 2、被测要素和基准要素在零件设计图样上给出了形状或(和)位置公差的要素称为被测要素。用来确定被测

30、要素的方向或(和)位置的要素,称为基准要素。3、单一要素和关联要素 给出了形状公差的要素称为单一要素。给出了位置公差的要素称为关联要素。4、轮廓要素和中心要素 由一个或几个表面形成的要素,称为轮廓要素。对称轮廓要素的中心点、中心线、中心面或回转表面的轴线，称为中心要素。形状公差有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等6项。 四、形位公差的特征符号及标注 1、特征符号国家标准规定的形位公差特征符号为14种， 其名称及符号如表所示。国家标准规定的形位公差特征符号为14种， 其名称及符号如表所示。表1-2 形位公差种类及符号 2形位公差的标注在图样上标注形位公差时，应有公差框格、被测要素

31、和基准要素（对位置公差）三组内容。1） 公差框格如图所示2）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。 图1-25 被测要素标注方法3）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。图1-26 基准的标注4）、零件图上形位公差标注实例五、形位公差项目的应用和解读1、直线度:直线度是用以限制被测要素实际直线对取理想直线变动量的一项指标。 被限制的直线有平面内的直线，回转体（柱体、圆柱体）的素线，平面与平面的交线和轴线等等。 根据零件的功能要求不同，可分别提出给定平面内、给定方向上和任意方向上的直线度要求。除给定平面内的直线外，通常用于限制圆柱

32、体或圆锥体素线的直线度误差。因为圆柱的素线是圆柱的纵截面与圆柱的交线，是属于给定截面内的一条直线。 素线1.直线度公差：给定平面内、给定方向、任意方向上的直线度（1）给定平面内的直线度：用于平面刻线和被测表面的素线的直线度误差给定平面内直线度的公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域（2）给定方向上的直线度a.当直线度限制的要素为空间直线时，给定方向上直线度的公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域，理论上指引线垂直于两平面。b.为满足零件的功能要求，需要对被测直线给定相互垂直的两个方向的直线度要求，则直线度公差带是两对互相垂直的距离分别是t1和t2的平行平面之间（3）任意方向的直线度：

33、被测直线在围绕其一周范围内的任何方向都有直线度要求，用于表达回转体类零件轴线的形状精度要求，其公差带是直径为公差值t的圆柱面内区域，可以看成无数对平行平面包络圆柱面，公差值前加- 想一想形状和位置误差和尺寸误差之间有联系吗？一根轴通过两个轴承安装在壳体中都会有那些形状和位置公差要求？是不是只有圆柱形零件才有配合？举一些非圆柱形零件配合的例子？- 【案例1.1】直线度误差、平面度误差、垂直度误差的测量【操作步骤】形状误差的测量1直线度误差的测量直线度误差是被测线相对理想直线的变动量。常用的测量方法有间隙法、节距法。测出的实际误差小于或等于公差为合格。适合测量磨削和研磨加工后的小平面及短圆柱面，图

34、1-27为直线度标注及测量方法，测量时把刀口形直尺与被测线接触，观察光隙的大小，在最大光隙处用塞尺测出间隙的数值，该数值即为工件的直线度误差。当光隙很小时可估计间隙的大小。刀口形直尺（a）公差要求 （b）刀口尺间隙法测量图1-27 刀口尺测量直线度公差2平面度误差的测量平面度误差是平面在各个方向上最大的直线度误差。图1-28是平面度标注，生产中用于测量较小工件平面度误差的方法为间隙法。 图1-28 平面度标注1）间隙法间隙法适合小工件的平面度误差测量，.测量时把刀口形直尺靠在测量平面上，用塞尺测量间隙。在几个方向上测量，取最大间隙为该平面的平面度误差。2）研点法 对于刮研表面，可用标准检验平板

35、以研点法进行检验，检验时在工件表面涂上少量红丹油，然后覆在标准检验平板上，平稳地前后左右移动。取下工件，根据工件上的亮点多少评定其精度高低，亮点越多越细密均匀，表示平面度误差越小。3垂直度误差的测量垂直度误差是指工件上被测要素相对基准垂直方向所偏离的程度。图1-27为平面对平面垂直度的标注及测量方法。测量时将工件的基准面a与90°角尺的宽边接触，被测表面与90°角尺的窄边接触。用塞尺测出90°角尺的窄边与被测表面的间隙。在被测表面多个位置上测量，其最大间隙为被测表面与a面的垂直度误差。图1-29 平面对平面垂直度公差标注及测量方法【作业测评】1.5表面粗糙度无论用

36、何种加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。【基础知识】 零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。零件表面粗糙度也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或

37、有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。图1-30 零件的表面质量影响装配质量和机器寿命一表面粗糙度的参数1、轮廓算术平均偏差ra轮廓算术平均偏差ra是指取样长度l（用于判别具有表面粗糙度特征的一段长度）内，轮廓偏差y（表面轮廓上点至基准线的距离）绝对值的算术平均值。图1-31 轮廓算术平均偏差ra2、微观不平十点高度rz在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。图1-32 微观不平十点高度rz3、轮廓最大高度ry在取样长度l内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离即为ry。二、有关的评定依据 1、取样长度用于判别表面粗糙度特征的一段基准线长度，称为取样长度，代号为l。

38、2、评定长度 评定轮廓所必须的一段长度称为评定长度，代号为ln。3、轮廓中线m 1）轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，在取样长度内使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和最小 .2）轮廓的算术平均中线 具有几何轮廓形状，在取样长度内与轮廓走向一致的基准线，该线划分轮廓并使上下两部分的面积相等。 三、表面粗糙度的标注1、标注原则（1）同一图样上，每个表面一般只标注一次表面粗糙度符号、代号，并应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。（2）符号的尖端必须从材料的外部指向零件表面。（3）在图样上，表面粗糙度代号中数字的大小和方向必须与图中尺寸数字的大小和方向一致。2、表面粗糙

39、度的标注应用示例图1-33 表面粗糙度的标注表面粗糙度的实际应用：表面粗糙度对零件使用情况有很大影响。一般说来，表面粗糙度数值小，会提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用会增加。因此，要正确、合理地选用表面粗糙度数值。 在设计零件时，表面粗糙度数值的选择，是根据零件在机器中的作用决定的。总的原则是：在保证满足技术要求的前提下，选用较大的表面粗糙度数值。具体选择时，可以参考下述原则：（1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。（2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的单位压力愈大，则应愈高；滚动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度数值小。（3）对间隙配

40、合，配合间隙愈小，粗糙度数值应愈小；对过盈配合，为保证连接强度的牢固可靠，载荷愈大，要求粗糙度数值愈小。一般情况间隙配合比过盈酝合粗糙度数值要小。（4）配合表面的粗糙度应与其尺寸精度要求相当。配合性质相同时，零件尺寸愈小，则应粗糙度数值愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸要粗糙度数值小，轴比孔要粗糙度数值小（特别是it8it5的精度）。（5）受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹稽处粗糙度数值应较小。- 想一想表面粗糙度和形状误差的区别在那里？取样长度越长测量的表面粗糙度越准确吗？- 【案例1.2】表面粗糙度的检测一、表面粗糙度的检测方法有四种：比较法、光切法、干涉法、感触法。其中比

41、较法简单易行，比较常用，用于评定表面粗糙度要求不很严的表面。1、比较法：指被测表面与已知高度参数值的表面粗糙度样块进行比较，用目测和手摸的感触来判断表面粗糙度的一种检测方法。2、光切法光切法就是利用“光切原理”来测量零件表面的粗糙度.3、干涉法干涉法就是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度 .4、针描法 针描法又称感触法，它是利用金刚石针尖与被测表面相接触，当针尖以一定速度沿着被测表面移动时，被测表面的微观不平将使触针在垂直于表面轮廓方向上产生上下移动，将这种上下移动转换为电量并加以处理。二、常用来测量表面粗糙度的方法有：比较法测量和粗糙度测量仪测量比较法是将被测工件表面与一组粗糙度比较样块进行对

42、照比较，来确定被测表面粗糙度相当于某一级别。测量时，要求被测表面的加工方法、形状及材质尽可能与表面粗糙度比较样块相同，并注意从各个方向反复观察。如果材质、加工方法不同，有时会引起判断误差。进行批量生产时，先加工出一个合格件，并精确测量其粗糙度的参数值，以它为比较样块检验其它件。图1-31 表面粗糙度比较样板图1-31所示为表面粗糙度比较样板，它是采用特定合金材料加工而成，具有不同的表面粗糙度参数值。通过触觉、视觉将被测件表面与之作比较，以确定被测表面的粗糙度的表面。视觉比较：就是用人的眼睛反复比较被测表面与比较样板间的加工痕迹异同、反光强弱、色彩差异，以判定被测表面的粗糙度的大小。必要时可借用

43、放大镜进行比较。触觉比较：就是用手指分别触摸或划过被测表面和比较样板，根据手的感觉判断被测表面与比较样板在峰谷高度和间距上的差别，从而判断被测表面粗糙度的大小。注意事项1.被测表面与粗糙度比较样板应具有相同的材质。不同的材质表面的反光特性和手感的粗糙度不一样。例如，用一个钢质的粗糙度比较样板与一个铜质的加工表面相比较，将会导致误差较大的比较结果。2.被测表面与粗糙度比较样板应具有相同的加工方法，不同的加工方法所获取的加工痕迹是不一样的。例如，车削加工的表面粗糙度绝对不能用磨削加工的粗糙度比较样板去比较并得出结果。3.用比较法检测工件的表面粗糙度时，应注意温度、照明方式等环境因素影响。【操作步骤

44、】表1-3 表面粗糙度的检测程序序号测量方法检验程序说明1目测检查当工件表面粗糙度比规定的粗糙度明显的好或不好，不需用更精确 的方法检验。工件表面存在着明显影响表面功能的表面缺陷，选择目测法检验判定2比较检查若用目测检查不能做出判定，可采用视觉或显微镜将被测表面与粗糙度比较样块比较判定 3仪器检查若用粗糙度比较样块比较法不能做出判定，应采用仪器测出：对不均匀表面，在最有可能出现粗糙度参数极限值的部位上进行测量；对表面粗糙度均匀的表面，应在几个均布位置上分别测量，至少测量3次；当给定表面粗糙度参数上限或下限时，应在表面粗糙度参数可能出现最大值或最小值处测量；表面粗糙度参数注明是最大值的要求时，通

45、常在表面可能出现最大值(如有一个可见的深槽)处，至少测量3次；   测量方向：图样或技术文件中规定测量方向时，按规定方向进行测量；当图样或技术文件中没有指定方向时，则应在能给出粗糙度参数最大值的方向测量，该方向垂直于被测表面的加工纹理方向；对无明显加工纹理的表面，测量方向可以是任意的，一般可选择几个方向进行测量，取其最大值为粗糙度参数的数值检测表面粗糙度的常用方法 序号检验方法适用参数及范围（m）说明1样块比较法直接目测： ra>2.5； 用放大镜： ra:0.320.5；以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准， 用视觉法或触觉法与被测表面进行比较，以判定被测表面

46、是否符合规定；     用样块进行比较检验时，样块和被测表面的材质、加工方法应尽可能一致；     样块比较法简单易行，适合在生产现场使用 2显微镜比较法ra <0.32将被测表面与表面粗糙度比较样块靠近在一起，用比较显微镜观察两者被放大的表面，以样块工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度；从而判定被测表面粗糙度是否符合规定。此方法不能测出粗糙度参数值3电动轮廓仪比较法ra ：0.0256.3 rz：0.125电动轮廓仪系触针式仪器。测量时

47、仪器触针尖端在被测表面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测量，从指示仪表直接得出一个测量行程ra值。这是ra值测量最常用的方法。或者用仪器的记录装置，描绘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算ra或rz值。此类仪器适用在计量室。但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用4光切显微镜测量法rz：0.8100光切显微镜(双管显微镜)是利用光切原理测量表面粗糙度的方法。从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量rz值和ry值。也可通过测量描绘出轮廓图像，再计算ra值，因其方法较繁而不常用。必要时可将粗糙度轮廓图像拍照下来评定。光切显微镜适用于计量室5干涉显微镜测量法rz：0.0320.8干涉显微镜是利用光波

48、干涉原理，以光波波长为基准来测量表面粗糙度的。被测表面有一定的粗糙度就呈现出凸凹不平的峰谷状干涉条纹，通过目镜观察、利用测微装置测量这些干涉条纹的数目和峰谷的弯曲程度，即可计算出表面粗糙度的ra值。必要时还可将干涉条纹的峰谷拍照下来评定。干涉法适用于精密加工的表面粗糙度测量。适合在计量室使用1.4 技能训练【基础知识】百分表百分表是生产中常用的测量工具，测量精度较高，主要用于测量工件的形状和位置精度，以及工件在精加工时的找正。用百分表只能测量相对数值。百分表的测量范围有03mm，05mm和010mm三种，表盘上有大、小两个指针，大指针的刻度盘圆周上有100个等分格，当测量杆向上或向下移动1mm通过传动系统带动大指针转一圈，小指针转一格。大指针表盘每格读数1/100=0.001mm，用来读1mm以下的小数值，小