第6章-公差标准和尺寸链

1、 零件的几何形状是由零件上的点、线、面构成的。加工完零件的几何形状是由零件上的点、线、面构成的。加工完成的零件，其点、线、面间的成的零件，其点、线、面间的尺寸、位置及自身形状尺寸、位置及自身形状等实际等实际值应接近规定理想值，值应接近规定理想值，这种接近程度用公差来控制这种接近程度用公差来控制。 对于整台机器而言，零件之间的尺寸和公差关系要精确设对于整台机器而言，零件之间的尺寸和公差关系要精确设计，才能保证整台机器的精度，尺寸链则是不可缺少的工具。计，才能保证整台机器的精度，尺寸链则是不可缺少的工具。第一节第一节 互换性及公差的基本概念互换性及公差的基本概念第二节第二节 公差与配合的国家标准公

2、差与配合的国家标准第三节第三节 形状和位置公差形状和位置公差第四节第四节 表面粗糙度表面粗糙度第五节第五节 尺寸链原理及应用尺寸链原理及应用第六节第六节 装配尺寸链的应用装配尺寸链的应用第七节第七节 工艺尺寸链的应用工艺尺寸链的应用6.1 6.1 互换性及公差的基本概念互换性及公差的基本概念一、一、互换性概述互换性概述 零、部件的零、部件的互换性互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不经任何附加修配，装在机器上就能达到规定的任取其一，不经任何附加修配，装在机器上就能达到规定的功能要求。功能要求。 这样的一些零、部件，就是这样的一些零、部件，就是具有

3、互换性具有互换性的零、部件。的零、部件。互换性包括：互换性包括：几何参数的互换和力学性能的互换几何参数的互换和力学性能的互换本章只介绍几何参数的互换本章只介绍几何参数的互换 几何参数几何参数包括包括尺寸大小、几何形状尺寸大小、几何形状( (宏观形状、微宏观形状、微观形状观形状) )以及以及相互位置相互位置关系。关系。 同类零、部件的几何参数要做到完全一致是不可能同类零、部件的几何参数要做到完全一致是不可能的，也没必要。只要零部件的的，也没必要。只要零部件的几何参数保持一定的变几何参数保持一定的变动范围动范围，就能，就能达到互换的达到互换的目的目的。公差公差允许的零件尺寸和几何参数的允许的零件尺

4、寸和几何参数的变动量变动量二、术语及定义二、术语及定义1. 有关有关“尺寸尺寸”的术语和定义的术语和定义(1)(1)尺寸尺寸 用特定单位表示长度值的数字。用特定单位表示长度值的数字。(2)(2)基本尺寸基本尺寸 设计给定的尺寸。设计根据使用要求，通过设计给定的尺寸。设计根据使用要求，通过刚度、强度计算或结构方面的考虑确定的尺寸。刚度、强度计算或结构方面的考虑确定的尺寸。(3)(3)实际尺寸实际尺寸 通过测量工件得到的尺寸。由于存在测量误通过测量工件得到的尺寸。由于存在测量误差，所以差，所以实际尺寸也并非真实尺寸实际尺寸也并非真实尺寸。(4)(4)极限尺寸极限尺寸 允许尺寸变化的两个极限值。它允

5、许尺寸变化的两个极限值。它以基本尺寸以基本尺寸为基数为基数来确定。两个极限值中较大的一个称为来确定。两个极限值中较大的一个称为最大极限尺最大极限尺寸寸，小的称为，小的称为最小极限尺寸最小极限尺寸。2. 有关有关“公差与偏差公差与偏差”的术语和定义的术语和定义(1)(1)尺寸偏差尺寸偏差( (简称偏差简称偏差) ) 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 有上偏差和下偏差；允许偏差和实际偏差有上偏差和下偏差；允许偏差和实际偏差 偏差可以为正、负或零偏差可以为正、负或零。(2)(2)尺寸公差（简称公差）尺寸公差（简称公差）允许尺寸的变动量。允许尺寸的变动量。 公差等于

6、上偏差减下偏差。公差等于上偏差减下偏差。公差值恒为正值公差值恒为正值。(3)(3)零线与公差带零线与公差带轴的公差带轴的公差带孔的公差带孔的公差带零线零线零线是公差带图中零线是公差带图中用来确定偏差的一用来确定偏差的一条基准直线条基准直线，即零，即零偏差线。通常零线偏差线。通常零线表示表示基本尺寸基本尺寸。轴的基本偏差轴的基本偏差孔的基本偏差孔的基本偏差零线零线配合配合基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。之间的关系。间隙配合间隙配合、 (动配合动配合、 最大间隙最大间隙任一轴和孔的公差带组合均能形成一任一轴和孔的公差带组合均能形成一种配合，其种配

7、合，其配合性质配合性质由孔和轴公差带的由孔和轴公差带的相对位置相对位置决定，决定，与它们在公差带图中的与它们在公差带图中的绝对位置绝对位置无关无关、国标规定国标规定基准孔基准孔的的下偏差为零下偏差为零国标规定国标规定基准轴基准轴的的上偏差为零上偏差为零6.2 6.2 有关公差与配合的现行国家标准于有关公差与配合的现行国家标准于19791979年颁布执行，年颁布执行，包括包括GB1800GB18001804-791804-79共共5 5个标准个标准标准的构成规则及特征标准的构成规则及特征一、标准公差系列一、标准公差系列 标准公差是国标规定的用以确定公差带大小的任一公差标准公差是国标规定的用以确定

8、公差带大小的任一公差值。由值。由公差单位公差单位( (可理解为单位公差可理解为单位公差) )和和公差等级公差等级构成构成30.450.001iDD1.1.公差单位公差单位（mm）D D为基本尺寸分段的计算尺寸（为基本尺寸分段的计算尺寸（mmmm）,D500mm,D500mm测量误差测量误差加工误差加工误差2. 公差等级公差等级 国标规定的标准公差是用公差等级系数和公差单位国标规定的标准公差是用公差等级系数和公差单位i i的乘积的乘积值来决定的。值来决定的。 根据公差等级系数的不同，国标将标准公差分为根据公差等级系数的不同，国标将标准公差分为2020级级，即，即IT01IT01，IT0IT0，I

9、T1IT1，IT2IT2，IT17IT17，IT18IT18。l尺寸尺寸500mm500mm、IT5IT5以下以下(IT5(IT5IT18)IT18)的各级标准公差按表的各级标准公差按表6-16-1计算。计算。公差等级系数按公差等级系数按R5优先系数增加，公比为优先系数增加，公比为: 5101.6标准公差值已由国标列表给出，使用时查表即可标准公差值已由国标列表给出，使用时查表即可国标规定的标准公差值是按国标规定的标准公差值是按尺寸段尺寸段给出的给出的lIT4以上的各级标准公差直接由国标规定。以上的各级标准公差直接由国标规定。(公差等级系数公差等级系数也是也是1.6左右左右)3. 基本尺寸分段基

10、本尺寸分段 根据标准公差构成方法，每一个基本尺寸就有一个公差根据标准公差构成方法，每一个基本尺寸就有一个公差单位，就有一组对应各公差等级的公差值。单位，就有一组对应各公差等级的公差值。 为了减少公差的数目，国标对基本尺寸进行了分段。尺为了减少公差的数目，国标对基本尺寸进行了分段。尺寸分段后，对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在相同的公寸分段后，对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在相同的公差等级下，规定相同的标准公差。差等级下，规定相同的标准公差。 计算标准公差时，基本尺寸计算标准公差时，基本尺寸DD以所属尺寸分段内以所属尺寸分段内首、尾两个首、尾两个尺寸尺寸的的几何平均几何平均值进行计算。例如，值进行

11、计算。例如，8080120mm120mm基本尺寸基本尺寸分段的计算尺寸为分段的计算尺寸为80 12097.98mmmm 各基本尺寸分段内的不同公差等级的公差值见表各基本尺寸分段内的不同公差等级的公差值见表6-26-2。二、基本偏差系列二、基本偏差系列 基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的偏差基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的偏差（上偏差或下偏差），一般指靠近零线的那个偏差。（上偏差或下偏差），一般指靠近零线的那个偏差。l基本偏差确定了基本偏差确定了公差带相对于基准线的位置公差带相对于基准线的位置，l是国标是国标使公差带位置标准化使公差带位置标准化的唯一指标。的唯一指标。 基本偏差共有

12、基本偏差共有2828个代号，分别表示孔或轴的个代号，分别表示孔或轴的2828个个基本偏差。基本偏差。 孔：孔：(A(A、B HB H、JZBJZB、ZCZC ) ) 共共 2828个个 轴：轴：(a(a、b hb h、j zbj zb、zczc ) ) 共共 2828个个HH及之前的孔及之前的孔大于大于理想孔，理想孔，J J之后的孔之后的孔小于小于理想孔理想孔h h及之前的轴及之前的轴小于小于理想轴，理想轴， j j之后的轴之后的轴大于大于理想轴理想轴 基本偏差是基本偏差是用来确定公差用来确定公差带相对于零线带相对于零线位置的偏（差位置的偏（差上偏差或下偏上偏差或下偏差），一般指差），一般指靠

13、近零线的那靠近零线的那个偏差。个偏差。孔的基本偏差孔的基本偏差, E 轴的基本偏差轴的基本偏差, e孔的零线孔的零线轴的零线轴的零线标准公差系列和基本标准公差系列和基本偏差系列是公差标准偏差系列是公差标准中的基础标准。使用中的基础标准。使用时，首先根据尺寸和时，首先根据尺寸和基本偏差的代号查出基本偏差的代号查出基本偏差值，然后根基本偏差值，然后根据尺寸和公差等级查据尺寸和公差等级查出标准公差值，加出标准公差值，加（或减）在基本偏差（或减）在基本偏差上，得到另一个偏差。上，得到另一个偏差。孔的基本偏差孔的基本偏差, R轴的基本偏差轴的基本偏差, r请注意请注意JS和和js偏差偏差:IT/2 国际

14、规定的孔的基本偏差数值是从对应符号的轴的基本偏差国际规定的孔的基本偏差数值是从对应符号的轴的基本偏差数值换算得到的。数值换算得到的。 多数情况下，孔的基本偏差与轴的基本偏差多数情况下，孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线对称相对于零线对称。 在较高的公差等级中，由于孔的加工难于轴的加工，在较高的公差等级中，由于孔的加工难于轴的加工，常采用常采用孔比轴低一级相配合孔比轴低一级相配合。这这2种的配合具有同样的种的配合具有同样的配合性质。但公差带的配合性质。但公差带的位置不同位置不同76Hm76Mh7 7级的基准孔与级的基准孔与6 6级的轴配合级的轴配合6 6级的基准轴与级的基准轴与7 7级的孔配合

15、级的孔配合三、公差带与配合三、公差带与配合根据国标规定的根据国标规定的20个等级的标准公差和个等级的标准公差和28种基本偏种基本偏差，可以组成差，可以组成很多种公差带很多种公差带(孔有孔有543种，轴有种，轴有544种种)。 过多的公差带过多的公差带造成标准繁杂，标准件规格繁多，造成标准繁杂，标准件规格繁多，不利于生产和管理。不利于生产和管理。应对公差带与配合的数量进行必要的限制。应对公差带与配合的数量进行必要的限制。 对于对于500mm的尺寸，国标规定了的尺寸，国标规定了一般一般、常用常用和和优先优先的轴公差带共的轴公差带共119种，如后图所示。种，如后图所示。孔的一般公差带孔的一般公差带1

16、05105种，其中：种，其中：常用的常用的4444种种优先优先1313种种轴的一般公差带轴的一般公差带119119种，其中：种，其中：常用的常用的5959种种优先优先1313种种常用常用5959种种( (方框内方框内) )优先优先1313种种( (圆圈内圆圈内) )常用常用4444种种优先优先1313种种孔最常用精度孔最常用精度IT7IT7轴最常用精度轴最常用精度IT6IT6四、公差与配合的选用四、公差与配合的选用1.基准制的选用基准制的选用1 1）优先选用基孔制优先选用基孔制。只有在具有明显经济效益的情况下，。只有在具有明显经济效益的情况下，才采用基轴制。才采用基轴制。2 2）与标准件配合时

17、，基准制选定通常与标准件配合时，基准制选定通常依标准件而定依标准件而定。3 3）为了满足配合的特殊需要为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔、轴公差带，允许采用任一孔、轴公差带组成的配合。组成的配合。2. 公差等级公差等级(精度等级精度等级)的选用的选用l标准公差小于或等于标准公差小于或等于IT8IT8级时，推荐级时，推荐孔比轴低一级相配合孔比轴低一级相配合 。l标准公差大于标准公差大于IT8IT8级或基本尺寸大于级或基本尺寸大于500mm500mm的配合，推荐采的配合，推荐采用用同级的孔、轴配合同级的孔、轴配合。 3. 配合的选用配合的选用 在设计中，根据使用要求，应尽可能地选用在设计中，根

18、据使用要求，应尽可能地选用优先优先配合和常用配合配合和常用配合。 一般选用配合的方法有下列三种：一般选用配合的方法有下列三种： (1) (1) 计算法计算法 (2) (2) 试验法试验法 (3) (3) 类比法类比法（优先采用）（优先采用）6.3 6.3 形状和位置公差形状和位置公差国标同时给出了在技术图样中国标同时给出了在技术图样中标注形位公差的方法标注形位公差的方法，以及，以及形形位公差未注公差位公差未注公差的规定。与尺寸公差相比，形位公差的核心的规定。与尺寸公差相比，形位公差的核心问题是各项公差的问题是各项公差的公差带形状和误差评定方法公差带形状和误差评定方法。l 尺寸公差带的形状就是一

19、条直线。尺寸公差带的形状就是一条直线。l 形状和位置公差带的形状可以是直线、平板、曲面板、形状和位置公差带的形状可以是直线、平板、曲面板、圆柱等。圆柱等。形位置公差的项目及符号形位置公差的项目及符号1.形状公差形状公差 机械零件的几何形状是由几何要素（如轴线、平面、圆柱机械零件的几何形状是由几何要素（如轴线、平面、圆柱面、曲面）等组合而成的，当面、曲面）等组合而成的，当仅对某个仅对某个几何要素几何要素给出公差要给出公差要求时称为单一实际要素，求时称为单一实际要素，单一实际要素的形状给定所允许的单一实际要素的形状给定所允许的变动量时，该变动量就称为变动量时，该变动量就称为形状公差形状公差。一、形

20、状公差和误差一、形状公差和误差2 2形状误差形状误差(1) (1) 形状误差形状误差 被测被测实际要素实际要素(2) (2) 最小条件最小条件 规定了的评定形状误差的方法，最小条件使得规定了的评定形状误差的方法，最小条件使得 被测实际要素对其理想要素的被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小最大变动量为最小。理想平面理想平面2 2，最大变动量，最大变动量h h2 2理想平面理想平面1 1，最大变动量，最大变动量h h1 1。理想平面理想平面3 3，最大变动量，最大变动量h h3 3理想平面理想平面1 1符合最小条件符合最小条件理想轴线理想轴线1 1理想轴线理想轴线2 2实际轴线实际轴线(3)

21、 (3) 形状误差数值的评定形状误差数值的评定 形状误差数值的大小用最小包容区域形状误差数值的大小用最小包容区域( (简称最小区域简称最小区域) )的宽度或直径表示。的宽度或直径表示。 所谓最小区域，是指包容被测实际要素、具有所谓最小区域，是指包容被测实际要素、具有最小宽度最小宽度f f或或最小直径最小直径ff国标同时给出了在技术图样中国标同时给出了在技术图样中标注形位公差的方法标注形位公差的方法，以及，以及形形位公差未注公差位公差未注公差的规定。与尺寸公差相比，形位公差的核心的规定。与尺寸公差相比，形位公差的核心问题是各项公差的问题是各项公差的公差带形状和误差评定方法公差带形状和误差评定方法

22、。 但在实际测量中，满足最小条件的理想要素的确定比较但在实际测量中，满足最小条件的理想要素的确定比较复杂。因此，在满足零件使用要求的前提下，也允许采用近复杂。因此，在满足零件使用要求的前提下，也允许采用近似的方法。似的方法。例如，在评定直线度误差时，常以两端点连线作为理想直线例如，在评定直线度误差时，常以两端点连线作为理想直线进行评定。按近似方法评定的形状误差值进行评定。按近似方法评定的形状误差值通常是大于通常是大于按最小按最小区域法评定的数值。区域法评定的数值。这说明：这说明：近似方法评定合格的零件一定是合格品近似方法评定合格的零件一定是合格品(2)(2)平面度平面度 平面度公差带是平面度公

23、差带是距离为公差值距离为公差值t t的两平行平的两平行平面之间的区域。面之间的区域。图示零件加工完成后，其上图示零件加工完成后，其上表面必须位于距离为公差值表面必须位于距离为公差值0.1mm0.1mm的两平行平面之间。的两平行平面之间。 平面度误差值的评定方法，除最小区域法外，常用的平面度误差值的评定方法，除最小区域法外，常用的近似近似方法有对角线法和三点法方法有对角线法和三点法。 对角线法对角线法 是以通过被测实际表面的一条对角点连线，且平是以通过被测实际表面的一条对角点连线，且平行于另一条对角点连线的平面建立理想平面，各测点对此平行于另一条对角点连线的平面建立理想平面，各测点对此平面的偏差

24、中最大正值与最大负值的绝对值之和，即为被测实面的偏差中最大正值与最大负值的绝对值之和，即为被测实际表面的平面度误差值。际表面的平面度误差值。 三点法三点法 (3)(3)圆度圆度 圆度的公差带是在同一正截面上，半径差为公差值圆度的公差带是在同一正截面上，半径差为公差值t t的两同心圆之间的区域。的两同心圆之间的区域。 图示零件加工完成后，在垂直于轴线的任一正截面上的实际图示零件加工完成后，在垂直于轴线的任一正截面上的实际轮廓，必须位于半径差为公差值轮廓，必须位于半径差为公差值0.02mm0.02mm的两同心圆之间。的两同心圆之间。 图示图示 如图所示的零件，在平行于正投影面的任一截面上，实际轮如

25、图所示的零件，在平行于正投影面的任一截面上，实际轮廓线必须位于包络一系列廓线必须位于包络一系列直径为公差值直径为公差值0.04mm0.04mm，且，且圆心与理圆心与理想圆重合想圆重合的两包络线之间。的两包络线之间。 (6) (6) 面轮廓度面轮廓度 面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t t的球的两包络面之间的区域，诸球球心位于理想轮廓面上。的球的两包络面之间的区域，诸球球心位于理想轮廓面上。 如图所示的零件，如图所示的零件，零件的面轮廓度，指加工完成后的实际轮零件的面轮廓度，指加工完成后的实际轮廓面必须位于包络一系列直径为公差值廓面必须位于包络一系列直

26、径为公差值0.02mm、球心在理想轮、球心在理想轮廓面上的球的两包络面之间。廓面上的球的两包络面之间。 1. 位置公差位置公差 构成零件的几何要素中，有些要素对其他要素有方向和位构成零件的几何要素中，有些要素对其他要素有方向和位置要求。置要求。二、位置公差和位置误差二、位置公差和位置误差l与其他要素有功能关系的要素，称为与其他要素有功能关系的要素，称为关联要素关联要素。l用来确定被测要素方位的要素，称为用来确定被测要素方位的要素，称为基准要素基准要素。理想的基。理想的基准要素简称准要素简称基准基准。l实际要素的位置对基准所允许的变动量，称为实际要素的位置对基准所允许的变动量，称为位置公差位置公

27、差。l位置公差的位置公差的公差带公差带是用来限制实际要素变动的区域，区域是用来限制实际要素变动的区域，区域的大小由的大小由公差值公差值确定。确定。 位置公差根据其项目特征可以分为三类：位置公差根据其项目特征可以分为三类：定向公差定向公差，包括平行度、垂直度和倾斜度；，包括平行度、垂直度和倾斜度；3 3个个定位公差定位公差，包括同轴度、对称度和位置度；，包括同轴度、对称度和位置度；3 3个个跳动公差跳动公差，包括圆跳动和全跳动。，包括圆跳动和全跳动。 2 2个个2. 2. 位置误差位置误差 关联被测实际要素对其理想要素的变动量，称为位置误差。关联被测实际要素对其理想要素的变动量，称为位置误差。

28、在位置误差中，基准是确定被测要素公差带方位的根据。在位置误差中，基准是确定被测要素公差带方位的根据。由于基准实际要素也有形状误差，因此应以该基准实际要素由于基准实际要素也有形状误差，因此应以该基准实际要素的理想要素建立基准，的理想要素建立基准，理想要素的位置应符合最小条件理想要素的位置应符合最小条件。实际测量实际测量位置误差时经常位置误差时经常采用模拟法来体现基准采用模拟法来体现基准。例如：。例如：l用平板工作面模拟基准平面。用平板工作面模拟基准平面。l用心轴轴线模拟基准轴线。用心轴轴线模拟基准轴线。3.3.各项位置公差的公差带及其误差值各项位置公差的公差带及其误差值 (1)平行度平行度 平行

29、度是用以控制被测要素相对于基准要素的平行度是用以控制被测要素相对于基准要素的方向成方向成0的要求。的要求。 平行度可分为平行度可分为给定方向给定方向和和任意方向任意方向两种情况。两种情况。水平方向水平方向垂直方向垂直方向 当给定任意方向平行度要求时，当给定任意方向平行度要求时，公差带是直径为公差值公差带是直径为公差值t且平行于且平行于基准轴线的圆柱面内的区域。基准轴线的圆柱面内的区域。 左图所示零件加工完成后，左图所示零件加工完成后，d的的轴线必须位于直径为公差值轴线必须位于直径为公差值0.1mm。且平行于基准轴线的圆柱体内。且平行于基准轴线的圆柱体内。 任意方向任意方向 平行度的误差值是按与

30、基准平行的理想要素方向包容被平行度的误差值是按与基准平行的理想要素方向包容被测实际要素所构成最小区域的测实际要素所构成最小区域的宽度或直径宽度或直径 。 注意标注的区别注意标注的区别! ! (2) 垂直度垂直度 垂直度是用以控制被测要素相对于基准要素的垂直度是用以控制被测要素相对于基准要素的方向成方向成90的要求。的要求。 垂直度可分为给定方向和任意方向两种情况。垂直度可分为给定方向和任意方向两种情况。 1) 给定一个方向的垂直给定一个方向的垂直度要求时，公差带是距离度要求时，公差带是距离为公差值为公差值t，且垂直于基，且垂直于基准平面准平面(或直线、轴线或直线、轴线)的的两平行平面两平行平面

31、(或直线或直线)之间之间的区域；的区域； 2) 给定任意方向的垂直度要求时，公差带是直径为公差给定任意方向的垂直度要求时，公差带是直径为公差值值t且垂直于基准平面的圆柱面内的区域。且垂直于基准平面的圆柱面内的区域。 下图所示零件加工完成后下图所示零件加工完成后, d的轴线必须位于直径为公差的轴线必须位于直径为公差值值O.05mm，且垂直于基准平面的，且垂直于基准平面的圆柱体内圆柱体内。 (3) 倾斜度倾斜度 倾斜度是用以控制被测要素相对于基准要素倾斜度是用以控制被测要素相对于基准要素的方向为的方向为0-90之间任意角度的要求。之间任意角度的要求。 倾斜度可分为给定方向和任意方向两种情况。倾斜度

32、可分为给定方向和任意方向两种情况。 (4) 同轴度同轴度 同轴度是用于控制被测轴线与基准轴线的同同轴度是用于控制被测轴线与基准轴线的同轴性要求。其公差带是直径为公差值轴性要求。其公差带是直径为公差值t，且与基准轴线同轴，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。的圆柱面内的区域。 图示零件图示零件d的轴线必须位于直径为公差值的轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且与，且与公共公共基准轴线基准轴线A-B同轴同轴的圆柱面内。的圆柱面内。 (5) 对称度对称度 对称度是用以控制被测要素与基准要素之间对称度是用以控制被测要素与基准要素之间中心平面中心平面(或中心线、轴线或中心线、轴线)的共面的共面(或线或线)

33、性要求。性要求。 对称度公差带是距离为公差值对称度公差带是距离为公差值t且相对于基准中心平面且相对于基准中心平面(或或中心线、轴线中心线、轴线)对称配置的两平行平面对称配置的两平行平面(或直线或直线)之间的区域。之间的区域。 基准中心平面基准中心平面 图示零件加工完成后，槽的中心面必须位于距离为公差值图示零件加工完成后，槽的中心面必须位于距离为公差值0.1mm，且相对基准中心平面对称配置的两平行平面之间，且相对基准中心平面对称配置的两平行平面之间 (6) 位置度位置度 位置度多用于控制孔的轴线在任意方向上的位置度多用于控制孔的轴线在任意方向上的位置变动。这时孔轴线的位置度公差带就是直径为公差值

34、位置变动。这时孔轴线的位置度公差带就是直径为公差值t，且以线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。且以线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。 (7)圆跳动圆跳动 控制的是任意测量面上单个被测要素轮廓形状控制的是任意测量面上单个被测要素轮廓形状的跳动量。它是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的的跳动量。它是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的回转一周中，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大回转一周中，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。与最小读数之差。 注意圆跳动与圆度的区别注意圆跳动与圆度的区别 (8) 全跳动全跳动 全跳动控制的是整个被测要素相对于基准要全跳动控制的是整

35、个被测要素相对于基准要素的跳动总量。它是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移素的跳动总量。它是在被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转，同时指示器沿理想素线连续移动，由指示器在给定动回转，同时指示器沿理想素线连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。方向上测得的最大与最小读数之差。 注意：径向全跳动与圆柱度的区别注意：径向全跳动与圆柱度的区别 轴向全跳动与平面度的区别轴向全跳动与平面度的区别6.4 6.4 表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面所具有微小峰谷不平度。是指加工表面所具有微小峰谷不平度。 表面粗糙度与机器零件的配合性质、耐磨性、抗腐蚀性表面粗糙度与机器零件

36、的配合性质、耐磨性、抗腐蚀性和抗疲劳破坏能力有密切关系，直接影响机器可靠性和使和抗疲劳破坏能力有密切关系，直接影响机器可靠性和使用寿命。用寿命。 一、表面粗糙度评定参数及其数值一、表面粗糙度评定参数及其数值 1.1.主要术语及定义主要术语及定义 (1)(1)取样长度取样长度l l 它是用于判别和测量表面粗糙度时所规定它是用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，在轮廓总的走向上量取。的一段基准线长度，在轮廓总的走向上量取。 常用取样长度见表常用取样长度见表6-86-8。 (2)(2)评定长度评定长度l ln n 它是在评定表面粗糙度时所必需的一段它是在评定表面粗糙度时所必需的一段表面长

37、度，包括表面长度，包括一个或数个一个或数个取样长度。取样长度。 (3)轮廓中线轮廓中线m 它是评定表面粗糙度值的基准线。它是评定表面粗糙度值的基准线。确定轮廓中线的方法有两种：确定轮廓中线的方法有两种：l最小二乘中线最小二乘中线 使轮廓上各点距中线距离的平方和最小；使轮廓上各点距中线距离的平方和最小；l算术平均中线，被中线划分为上、下两半的轮廓线至中线算术平均中线，被中线划分为上、下两半的轮廓线至中线的面积相等。的面积相等。评定表面粗糙度可用评定表面粗糙度可用3 3个参数：个参数：l轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差 R Ra a ( (优先选用优先选用 ) )l微观不平度十点高度微观不平度十点

38、高度 R Rz z l轮廓最大高度轮廓最大高度 R Ry y 2.2.评定参数评定参数 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra 它是在取样长度它是在取样长度l内，轮廓内，轮廓偏距绝偏距绝对值对值的算术平均值。的算术平均值。用公式表示为：用公式表示为：01( )laRy x dxl近似为：近似为：11naiiRyn算术平均中线算术平均中线 各评定参数的数值以及与旧国标表面光洁度（符号各评定参数的数值以及与旧国标表面光洁度（符号为为）等级的对照见表）等级的对照见表6-96-9。 3.3.一般规定一般规定1)1)在规定表面粗糙度要求时，一般只给出表面粗糙度在规定表面粗糙度要求时，一般只给出表面粗糙度参

39、数值，必要时也可规定取样长度、表面纹理方向、加参数值，必要时也可规定取样长度、表面纹理方向、加工方法等附加要求、工方法等附加要求、2)2)表面粗糙度各参数值是指在垂直于基准表面的各截表面粗糙度各参数值是指在垂直于基准表面的各截面上测得的数值。面上测得的数值。3)3)表面粗糙度要求不适用于表面缺陷。评定时不应把表面粗糙度要求不适用于表面缺陷。评定时不应把表面缺陷也包含进去，必要时应单独规定其表面缺陷要表面缺陷也包含进去，必要时应单独规定其表面缺陷要求。求。二、表面特征代号及其注法二、表面特征代号及其注法国标国标GBl31-83规定了零件表面特征代号及其在图样上规定了零件表面特征代号及其在图样上的

40、注法，见表的注法，见表6-10。三、表面粗糙度参数值的选择三、表面粗糙度参数值的选择 1)在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值。面粗糙度参数值。 2)同一零件上，工作表面的表面粗糙度参数值小于非同一零件上，工作表面的表面粗糙度参数值小于非工作表面的表面粗糙度参数值。工作表面的表面粗糙度参数值。 3)摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度参数值要小，摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度参数值要小，运动速度越高，表面粗糙度数值应越小。运动速度越高，表面粗糙度数值应越小。 4)受循环载荷作用的表面及易引起应力集中的部分，受循环载荷作用的表面及易

41、引起应力集中的部分，表面粗糙度值要小、表面粗糙度值要小、 5)同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。糙度值要小。 形状公差形状公差T、尺寸公差、尺寸公差IT和表面粗糙度之间可参照和表面粗糙度之间可参照下列对应关系：下列对应关系： T0.6ITT0.6IT， R Ra a 0.05IT 0.05IT；T0.4ITT0.4IT， Ra 0.025ITRa 0.025IT；T0.25ITT0.25IT， Ra 0.012ITRa 0.012IT；T 0.25ITT 0.25IT， Ra 0.15TRa 0.15T； 6.5 6.5 尺寸链

42、原理及应用尺寸链原理及应用尺寸链是制造工艺学中非常有用的一种工具。尺寸链是制造工艺学中非常有用的一种工具。 利用尺寸链可以：利用尺寸链可以：l合理确定零件的尺寸公差和技术条件；合理确定零件的尺寸公差和技术条件；l验算零件的装配尺寸公差是否协调。验算零件的装配尺寸公差是否协调。 一、尺寸链的概念与组成一、尺寸链的概念与组成1.尺寸链的概念尺寸链的概念 尺寸链是尺寸链是由有相由有相互关系并按一定次互关系并按一定次序排列的一组尺寸序排列的一组尺寸组成的一个封闭尺组成的一个封闭尺寸链环寸链环。 12AAA 此例反映的是零件的装配关系，称为此例反映的是零件的装配关系，称为装配尺寸链装配尺寸链。 如果尺寸

43、链如果尺寸链由加工过程中由加工过程中同一零件同一零件某些表面之间几某些表面之间几个有相互关系的尺寸所组成，则称为个有相互关系的尺寸所组成，则称为工艺尺寸链工艺尺寸链。 如果尺寸链如果尺寸链由设计过程中由设计过程中同一零件同一零件某些表面之间几某些表面之间几个有相互关系的尺寸所组成，可称为个有相互关系的尺寸所组成，可称为设计尺寸链设计尺寸链。2.尺寸链的组成尺寸链的组成 组成尺寸链的尺寸称为尺寸链的环。组成尺寸链的尺寸称为尺寸链的环。根据环在尺寸链中的性质不同，又可分为根据环在尺寸链中的性质不同，又可分为封闭环与组成环封闭环与组成环。 封闭环封闭环(封闭尺寸封闭尺寸)是在零件加工后或机器装配后是

44、在零件加工后或机器装配后间接形成间接形成的尺寸的尺寸，其精度是间接保证的，并使尺寸链最后封闭起来。，其精度是间接保证的，并使尺寸链最后封闭起来。 组成环组成环(组成尺寸组成尺寸)是由加工是由加工直接得到的尺寸直接得到的尺寸，其精度由，其精度由加工工艺直接保证。组成环尺寸变动会加工工艺直接保证。组成环尺寸变动会影响封闭环的尺寸影响封闭环的尺寸。 封闭尺寸是由组成尺寸决定的封闭尺寸是由组成尺寸决定的零件图上必须留有封闭尺寸零件图上必须留有封闭尺寸(装配装配)封闭尺寸封闭尺830+ 0 .0 2 3+ 0 .0 0 2 25- 0. 06 5- 0. 09 83 0+ 0.

45、 02 3+ 0. 00 2(加工加工)封闭尺寸封闭尺寸(自由尺寸自由尺寸)l当其他组成环保持不变时，当其他组成环保持不变时，某一个组成环某一个组成环的尺寸增大的尺寸增大(或减或减小小)使封闭环尺寸使封闭环尺寸随之增大随之增大(或减小或减小)，该组成环该组成环称为称为增环增环。l当其他组成环保持不变时，某一个组成环的尺寸增大当其他组成环保持不变时，某一个组成环的尺寸增大(或减或减小小)使封闭环尺寸随之减小使封闭环尺寸随之减小(或增大或增大)，该组成环称为，该组成环称为减环减环。 根据组成环对封闭环影响的性质不同，组成环又可分根据组成环对封闭环影响的性质不同，组成环又可分为为增环增环和和减环减环

46、830+0.023+0.00225-0.065-0.09830+0.023+0.002增环增环减环减环减环减环封闭环封闭环减环减环3.3.尺寸链的建立尺寸链的建立 (1)确定封闭环确定封闭环 在装配图或工序图中找出需要间接保证的尺寸在装配图或工序图中找出需要间接保证的尺寸 (2)确定组成环确定组成环 找组成环要根据装配图找组成环要根据装配图(或工序图或工序图)上的装配关系上的装配关系(或加工顺序或加工顺序)及尺寸传递方向来确定。及尺寸传递方向来确定。(3)判定增环和减环判定增环和减环 环数较多时用定义直接判断比较繁琐，可环数较多时用定义直接判断比较繁琐，可通过通过尺寸

47、链图尺寸链图判断。判断。 尺寸链图尺寸链图增环增环减环减环封闭环封闭环4.4.尺寸链的分类尺寸链的分类 按尺寸链中各环的几何特征和所处空间位置的不同，可分为：按尺寸链中各环的几何特征和所处空间位置的不同，可分为：(1)直线尺寸链直线尺寸链 (2)角度尺寸链角度尺寸链 (3)平面尺寸链平面尺寸链 (4)空间尺寸链空间尺寸链 直线尺寸链直线尺寸链由彼此平行的直线尺寸所组成，是最常见和由彼此平行的直线尺寸所组成，是最常见和应用最广泛的尺寸链形式。下面只讨论直线尺寸链。应用最广泛的尺寸链形式。下面只讨论直线尺寸链。 按应用范围可分为按应用范围可分为设计尺寸链、工艺尺寸链设计尺寸链、工艺尺寸链和和装配尺

48、寸链装配尺寸链。二、尺寸链的基本计算公式二、尺寸链的基本计算公式 尺寸链的计算方法有尺寸链的计算方法有极值解法极值解法和和概率解法概率解法两种。两种。l极值解法以各尺寸的极限尺寸为出发点，计算结果能保极值解法以各尺寸的极限尺寸为出发点，计算结果能保证合格零件都能达到互换要求，故极值解法又称完全互换证合格零件都能达到互换要求，故极值解法又称完全互换法解尺寸链。法解尺寸链。l概率解法是按某一给定置信概率概率解法是按某一给定置信概率(99.73)，求得封闭环，求得封闭环的实际尺寸分布范围。其计算结果不能保证完全互换，只的实际尺寸分布范围。其计算结果不能保证完全互换，只能在给定的置信概率下满足要求，故

49、概率解法又称统计法能在给定的置信概率下满足要求，故概率解法又称统计法或大数互换法解尺寸链。或大数互换法解尺寸链。 表表6-11列出尺寸链计算中的常用符号列出尺寸链计算中的常用符号 1. 极值解法计算公式极值解法计算公式 (1) 尺寸链各环基本尺寸计算尺寸链各环基本尺寸计算 由尺寸链图中的尺寸线段的长度关系，可得各环基本由尺寸链图中的尺寸线段的长度关系，可得各环基本尺寸计算公式为：尺寸计算公式为：11nNiiii nAAA 式中：式中：n为增环数；为增环数； （N-n）为减环数。）为减环数。830+0.023+0.00225-0.065-0.09830+0.023+0.002增环增环封闭环封闭环减环