第1章尺寸精度

1、尺寸精度尺寸精度、几何精度几何精度及表面精度表面精度称为机械加工三项基本精度三项基本精度。是机械产品加工工艺和装配工艺中不可缺少的技术要求本篇详细介绍三项基本精度三项基本精度有关内容 尺寸公差与配合的有关术语尺寸公差与配合的有关术语 尺寸公差与配合的国标规定尺寸公差与配合的国标规定 尺寸公差与配合的选用尺寸公差与配合的选用 第第1 1节节 尺寸公差与配合的有关术语尺寸公差与配合的有关术语 1.1.1 1.1.1 基本概念基本概念 由图0-2、图0-3齿轮油泵的装配图和轴的零件图引出系列概念系列概念：尺寸尺寸、公称尺寸公称尺寸 、实际尺寸实际尺寸 、极限尺寸、极限尺寸、 误差误差 、公差、公差、

2、合格性判定条件、合格性判定条件、配合配合 图0-2 齿轮泵装配图 图0-3 齿轮泵主动轴零件图 1.1.2 1.1.2 基本术语基本术语1、尺寸、尺寸尺寸尺寸是用特定单位表示线性几何量大小的数值 （1）公称尺寸公称尺寸（D、d）：由设计给定的尺寸 （2）实际尺寸实际尺寸（Da、da）：加工后经测量得到的尺寸 （3）极限尺寸：极限尺寸：允许尺寸变动的两个界限值 上极限尺寸上极限尺寸（Dmax、dmax）：允许实际尺寸变动的 最大值 下极限尺寸下极限尺寸（Dmin、dmin）：允许实际尺寸变动的 最小值 2 2尺寸偏差尺寸偏差（简称简称偏差偏差） 偏差偏差：某一尺寸减去公称尺寸得到的代数差（1）实

3、际偏差实际偏差（Ea、ea ）：在实际中叫做误差误差 实际尺寸 - 公称尺寸 的代数差（2）极限偏差：极限偏差：极限尺寸 - 公称尺寸 的代数差 分为： 上极限偏差上极限偏差，简称为上偏差上偏差（ES、es） 下极限偏差下极限偏差，简称为下偏差下偏差（EI、ei） 3 3尺寸公差（尺寸公差（简称简称公差）公差）（1）公差公差（Th、Ts）：允许实际尺寸的变动量 （2）公差带图公差带图：直观反映极限偏差与公差之间 关系的图解方式 公差带图公差带图由零线零线和公差带公差带组成 公差带公差带包括大小大小和位置位置两个要素 大小大小即为公差值，称为标准公差标准公差。 位置位置由基本偏差基本偏差表示，指

4、靠近零线的那个极限偏差 4零件的合格性判定条件 加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其误差在极限偏差范围内，是合格品； 反之是 废 品。孔：孔：Dmin Da Dmax；EI Ea ES 轴：轴：dmin da dmax； ei ea es 5 5、配合、配合配合配合：指公称尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的位置关系 （1 1）配合类型）配合类型间隙配合间隙配合：孔的公差带位于轴公差带之上，具有 间隙（包括最小间隙等于零）的配合过渡配合过渡配合：孔与轴的公差带相互交叠，可能有间 隙或过盈的配合过盈配合过盈配合：孔的公差带在轴公差带之下，具有过 盈（包括最小过盈等于零） 图1-6 3种

5、配合类型 （2 2）极限盈隙的计算极限盈隙的计算 间隙配合间隙配合 当孔为上上极限尺寸、轴为下下极限尺寸时，装配后产生 最大间隙最大间隙Xmax 当孔为下下极限尺寸、轴为上上极限尺寸时，装配后产生 最小间隙最小间隙Xmin 称为极限间隙极限间隙 平均间隙平均间隙 maxmaxminESeiXDdminminmaxEIesXDdavmaxmin()/2XXX（2 2）极限盈隙的计算）极限盈隙的计算 过盈配合过盈配合 当孔为下下极限尺寸、轴为上上极限尺寸时，装配后产生 最大过盈最大过盈Ymax 当孔为上上极限尺寸、轴为下下极限尺寸时，装配后产生 最小过盈最小过盈Ymin 称为极限过盈极限过盈 平均

6、过盈平均过盈 minmaxminESeiYDdmaxminmaxEIesYDdavmaxmin()/2YYY（2 2）极限盈隙的计算）极限盈隙的计算 过渡配合过渡配合 当孔为上上极限尺寸、轴为下下极限尺寸时，装配后产生 最大间隙最大间隙Xmax 当孔为下下极限尺寸、轴为上上极限尺寸时，装配后产生 最大过盈最大过盈Ymax 称为极限盈隙极限盈隙 平均盈隙平均盈隙 据结果正负判断 maxmaxminESeiXDdmaxminmaxEIesYDdavmaxmax()/2YYX（3 3）配合公差）配合公差 配合公差配合公差T Tf f ：是允许间隙或过盈的变动量 间隙配合 Tf = | Xmax Xm

7、in | 过盈配合 Tf = | Ymax Ymin | = Th + Ts 过渡配合 Tf = | Xmax Ymax | 配合公差带图配合公差带图： 表示间隙或过盈量变动的图解 例例1-11-1 （4 4）基准制（配合制）基准制（配合制） 为了制造的经济性，将相配合孔、轴其中一个公差带位置固定，改变另一个公差带位置以实现所需各种配合类型的配合制度称为基准制。基准制。两种基准制两种基准制： 基孔制基孔制：固定孔孔的公差带位置，变动轴轴的公差带位置形成 各种类型配合的配合制基轴制基轴制：固定轴轴的公差带位置，变动孔孔的公差带位置形成 各种类型配合的配合制 第第2 2节节 尺寸公差与配合的国标规

8、定尺寸公差与配合的国标规定 机械产品生产中尺寸精度需从两方面得到保证 ： 孔轴各自的加工精度公差：标准公差标准公差 孔轴的 装配精度 配合：基本偏差基本偏差 组成尺寸公差带的两个基本要素 大小大小：标准公差标准公差 位置位置：基本偏差基本偏差 形成两大标准系列两大标准系列 标准公差系列标准公差系列 基本偏差系列基本偏差系列 是尺寸精度尺寸精度的两大支柱 1.2.11.2.1公差带大小公差带大小标准公差系列标准公差系列 标准公差是国家标准中规定的标准公差数值， 用代号IT（ISO Tolerance）表示 1标准公差等级 根据应用场合不同分为20个精度等级： 2标准公差数值 可查表1-2确定公差

9、数值 数值的计算及规律，详细讨论参见小节后的内容 1.2.21.2.2公差带位置公差带位置基本偏差系列基本偏差系列1基本偏差概念 基本偏差用来确定公差带相对零线的位置，用靠近零线的那个极限偏差表示 2基本偏差代号 国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差， 其代号用英语字母表示 26个字母中去掉5个字母i、l、o、q、w（与其他参数易混淆） 加上7个双写字母cd、ef、fg、js、za、zb、zc 构成基本偏差系列 注意：由于基孔制应用广泛，故以基孔制基孔制中的配合轴配合轴叙述 3.基本偏差确定 （1）涵义及规律 涵义：表示一对孔轴配合的松紧程度 规律：如图1-12 所示 （2）查表及计算 基

10、本偏差：基孔制基孔制中配合轴配合轴的基本偏差由1-3表确定 另一偏差：例：图0-3中齿轮泵轴径 12g6，12p6 ，12js6 图1-13 基本偏差示例图示 4.基轴制中配合孔的基本偏差基本偏差确定加工工艺等价原则加工工艺等价原则： 由于孔的加工工艺复杂成本高，为使孔与轴在加工工艺上等价，在较高精度范围，孔比轴的公差等级低一级。 查表：孔的基本偏差表1-4中，在较高精度范围内加上了一个修正值，其数值为孔比轴公差低一级的差值。 = ITn ITnl = Th Ts 较高精度范围是 ： 过渡配合 K N 8 级 过盈配合 P ZC 7 级 例：12G712G7， 12S812S8， 12S712

11、S7 1.2.31.2.3公差与配合在图样上的标注与读解公差与配合在图样上的标注与读解 1标注 3种标注方法 （1）在零件图上（见图0-3齿轮泵主动轴零件图） 孔 12H7轴 12g6 孔 12轴 12 孔 12H7 轴 12g6 0.0180+()0.0180+0.0060.017-()0.0060.017-图0-3 齿轮泵主动轴零件图 （2）在装配图上 （见图0-2齿轮泵装配图） 12 或 12H7/g6 12 或 12 / 12 或 12H7 / 7g6()()0.01800.0060.017+-()0.0180+()0.0060.017-()()0.0060.017+0.01807g6

12、-()0.0180+()0.0060.017-图0-2 齿轮泵装配图2读解及计算 在读图样上标注时，可获得5方面信息方面信息： 公称尺寸；配合制和配合类型；精度等级; 公差和极限偏差；极限盈隙。例如: 图0-2中12H7/g6的信息为（单位：mm）： 公称尺寸1 2；基孔制，间隙配合；精度等级: 孔7级、轴6级；经查表计算得公差和极限偏差： Th = 0.018、 Ts = 0.011， Tf = Th + Ts = 0.029， ES =+ 0.018、EI = 0，es = 0.006、ei = 0.017； 极限间隙： Xmax = + 0.035，Xmin = + 0.006 例1-2

13、 : 解读标注50H7/g6，并画出公差带图。 例1-3 : 读解标注60P7/h6，并画出公差带。 1.2.4 1.2.4 国标中规定的公差带与配合国标中规定的公差带与配合 1国标规定的公差带国标规定的公差带 见图1-16、图1-17示 选用时分为3个层次： 优 先 选 用 孔 13种 、 轴 13种 图 中 画 圆 圈 者 常 用 孔 44种 、 轴 59种 图 中 画 方 框 者 一 般 用 途 孔 105种 、 轴 1 16种 圆 圈 和 方 框 以 外 者 选 用 时 分 为 3个 层 次 图1-16 优先、常用、一般孔的公差带图1-17 优先、常用、一般轴的公差带2国标规定的配合国

14、标规定的配合 如表1-15、图1-16所示 选用时分为2个层次： 优 先 选 用 基 孔 制 1 3种 、 基 轴 制 1 3种 表 中 画 者 常 用 基 孔 制 5 9种 、 基 轴 制 4 7种 选 用 时 分 为 2个 层 次层 次 1.2.5 1.2.5 一般公差一般公差未注公差未注公差1一般公差的概念 指车间一般条件下即可保证的公差。 又称未注公差未注公差，也称自由尺寸自由尺寸。 范围：低精级（IT12）处理： 通常情况凭借经验判断加工合格与否，不必检验； 图样上不注极限偏差只注公称尺寸2一般公差的特点 如P 所述3一般公差的规定 国家标准规定了4个等级： 精密级f、 中等级m、粗

15、糙级c、最粗级v基本相对于 IT12、 IT14、 IT16、 IT17 图样上不标注，但在技术要求中注明： 国标号国标号公差等级代号公差等级代号例如： 选用中等级m时，注写为：GB/T 1804m 线性尺寸的未注极限偏差未注极限偏差查表1-7第第3 3节节 尺寸公差与配合的选择尺寸公差与配合的选择 即 尺寸精度设计尺寸精度设计内容包括: 基准制基准制 选择 公差等级公差等级 三方面内容 配合类型配合类型 选择原则选择原则：在满足使用要求的前提下，尽量选择较低精度，以获得最佳经济效益。 选择方法选择方法：计算法、实验法和类比法。 1.3.1 基准制基准制的选择1一般情况一般情况下选择基孔制基孔

16、制 主要考虑：加工工艺经济性（孔的加工工艺较复杂，成本高 ）2有些情况下有些情况下选择基轴制基轴制（1）直接采用冷拔钢轴（精度不太高IT8IT11）（2）尺寸小于1mm的精密轴（实为丝） （3）结构的需要。如：活塞销与连杆孔之间的配合等 （4）与标准件配合 3特殊情况下特殊情况下选用非基准制非基准制 见图1-22 例 1.3.2 公差等级公差等级的选择1. 公差等级的选择原则选择原则 在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低公差等级2. 公差等级的应用范围应用范围 国家标准推荐的公差等级应用范围见表表1-10示 各公差等级的应用范围实例见表表1-11示 3. 各种加工方法加工方法所能达到的等级范

17、围等级范围 常用加工方法所能达到的公差等级见表表1-12示 4. 选择公差等级时应注意的问题应注意的问题（1）加工工艺等价的一致性（2）公差等级与配合性质的一致性（3）相配合零件精度的一致性（4）与精度设计原则的一致性 1.3.3 配合类型配合类型的选择 配合类型的一般应用范围一般应用范围见表1-13示 生产中常见的一些典型配合类型实例典型配合类型实例，可参见本小节后内容 1.3.4 配合精度设计配合精度设计内容有：选择配合类型、配合性质，选择配合类型、配合性质， 确定极限盈隙、孔轴精度等级、确定极限盈隙、孔轴精度等级、 基本偏差代号、极限偏差数值基本偏差代号、极限偏差数值等。 1极限盈隙极限盈隙的确定（1）理论计算法 根据相关理论公式，计算出所要求的间隙或过盈。 理论计算只能是近似结果，对于重要配合，在计算后还需经过试验验证。（2）试验法 一些对产品性能影响较大的配合，往往采用试验法来确定满足产品工作性能所要求的间隙或过盈。 试验法需进行大量试验，耗费大、成本高，多用于特别重