《机械制造基础》-第4章

第一节

加工精度一、极限与配合国家标准的构成(一)基本术语及其定义1.孔孔通常是指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(由两平行平面或切面形成的包容面)，如键槽或凹槽的宽度表面，如图4-1(a)所示。

2.车由轴通常是指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面(由两平行平面或切面形成的被包容面)，如平键的宽度表面，如图4-1(b)所示。上一页下一页返回第一节

加工精度3.公称尺寸公称尺寸是指设计确定的尺寸，孔用D表示，轴用d表示。公称尺寸在零件图样上是可见的，如图4-2所示，φ10为孔的公称尺寸，φ15为轴的公称尺寸。

4.实际尺寸实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一孔或轴的尺寸，如图4-3所示，孔用Da表示，轴用da表示，实际尺寸在零件图样上是不可见的。

5.极限尺寸极限尺寸是指孔或轴允许尺寸的两个极限值，如图4-4所示。上一页下一页返回第一节

加工精度其中，允许的最大尺寸称为最大极限尺寸，孔用Dma、表示，轴用心a、表示;允许的最小尺寸称为最小极限尺寸，孔用Dmin。表示，轴用dmin。表示。6.尺寸偏差尺寸偏差简称偏差，是指某一尺寸(如极限尺寸、实际尺寸)减其公称尺寸所得的代数差。孔用E表示，轴用e表示。

7.实际偏差实际偏差是指实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差。孔用Ea表示，轴用ea表示。上一页下一页返回第一节

加工精度8.极限偏差极限偏差是指极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为上偏差，孔用ES表示，轴用es表示。最小极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为下偏差，孔用EI表示，轴用ei表示，如图4-5所示。9.尺寸公差尺寸公差简称公差，指允许尺寸的变动量10.配合配合是指公称尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。上一页下一页返回第一节

加工精度11.间隙或过盈间隙或过盈是指孔的尺寸减去相互配合的轴的尺寸所得的代数差。当该代数差为正值时，叫作间隙，用X表示;当该代数差为负值时，叫作过盈，用Y表示。12.间隙配合间隙配合是指具有间隙(包括最小间隙为零的情况)的配合。13.过盈配合过盈配合是指具有过盈(包括最小过盈为零的情况)的配合。14.过渡配合过渡配合是指具有间隙或过盈的配合。上一页返回下一页第一节

加工精度(二)孔轴标准公差系列

1.标准公差等级及其代号国家标准将孔和轴的公差等级各分为20个，等级代号由符号IT和阿拉伯数字组成。20个精度等级分别为ITO1.ITO.IT1.IT2.…、IT18。其中ITO1最高，等级依次降低，IT18最低。

2.标准公差数值表的使用在实际工作中，表4-1和表4-2可以用来直接查取公称尺寸和标准公差等级一定的零件的标准公差数值，还可以用来根据已知公称尺寸和标准公差数值确定零件的标准公差等级。上一页下一页返回第一节

加工精度1.基本偏差代号及其特征国家标准分别对孔、轴尺寸规定了28种标准基本偏差，每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。孔用大写字母，轴用小写字母。在26个英文字母中，去掉5个容易与其他符号含义混淆的字母I(i),L(1),O(o),Q(q),WCw)，增加由两个字母组成的7组字母CDCcd),EF(ef),FG(fg),JSCjs),ZA(za),ZB(zb),ZC(zc)，共计28种。

图4-6所示为轴的基本偏差系列示意图。图4-7所示为孔的基本偏差系列示意图。上一页下一页返回第一节

加工精度2.公差带代号、配合代号及其标注孔、轴公差带代号由其各自的基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组成。公差带代号表示单个零件(孔或轴)的公差带在公差带图上的大小和位置。因此，其应该标注在零件图上，标注方式有以下三种。上一页下一页返回第一节

加工精度方式一:在公称尺寸后面标注孔或轴的公差带代号，如图4-8(a)所示;

方式二:在公称尺寸后面标注孔或轴的上、下偏差数值，如图4-8(b)所示;

方式三:在公称尺寸后面同时标注孔或轴的公差带代号和上、下偏差数值，如图4-8(c)所示。3.孔轴基本偏差数值表的应用表4-3或表4-4可以用来直接查取公称尺寸、标准公差等级和基本偏差代号一定的轴或孔的基本偏差数值，还可以用来根据己知公称尺寸、标准公差等级和基本偏差数值，确定或孔的基本偏差代号。上一页下一页返回第一节

加工精度二、零件几何精度的基本知识

(一)几何要素的概念及其分类

1.概念几何要素是指构成机械零件几何特征的点、线、面，如图4-10所示。

2.分类

1)按结构特征分类

(1)组成要素(轮廓要素):构成零件外形的点、线、面。

(2)导出要素(中心要素):由一个或几个尺寸要素的对称中心得到的中心点、中心线或中心平面。上一页下一页返回第一节

加工精度2)按存在状态分类

(1)理想要素:具有几何学意义的点、线、面。

(2)实际要素:零件上实际存在的要素。

3)按检测关系分类

(1)被测要素:图样上给出的几何公差的要素。(2)基准要素:用来确定被测要素的方向或位置关系的要素。

4)按功能关系分类

C1)单一要素:按本身功能要求而给出形状公差的被测要素。

C2)关联要素:对基准要素有功能关系而给出位置公差的被测要素。上一页下一页返回第一节

加工精度

(二)几何要素在图样上的标注方法

1.几何公差的特征项目及其符号

GB/T1182-2008将几何公差的特征项目分为形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差，共计19个项目，见表4-52.几何公差框格和基准符号几何公差(形位公差)框格分成两格或多格，如图4-11所示。框格从左至右填写如下内容。第一格:几何特征符号;

第二格:公差值及附加符号。上一页返回第二节

表面粗糙度轮廓一、表面粗糙度轮廓的主要术语及定义

(一)实际表面实际表面是指零件上实际存在的表面，是物体与周围介质分离的表面，如图4-19所示。

(二)表面轮廓表面轮廓是指理想平面与实际表面相交所得的轮廓，如图4-19所示。按相截方向的不同，表面轮廓可分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除非特别指明，否则通常指横向表面轮廓，即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓(三)坐标系坐标系是指确定表面结构参数的坐标体系，如图4-19所示。通常采用一个直角坐标体系，其轴线形成一右旋笛卡儿坐标系，X轴与中线方向一致，Y轴处于实际表面上，而Z轴则处于材料到周围介质的外延方向上。(四)取样长度lr

取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含5个以上轮廓峰谷，如图4-20所示，取样长度l:的方向与轮廓走向一致。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量和评定表面粗糙度的影响。表面越粗糙，取样长度越大。

(五)评定长度In

评定长度是指用于判别被评定轮廓在X轴方向上的长度。由于零件表面粗糙度不一定均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映整个表面粗糙度特征。因此，在测量和评定时，需规定一段最小长度为评定长度。

(六)中线中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，也就是用以评定表面粗糙度参数值的给定线。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓二、表面粗糙度轮廓标准符号及其含义为了满足零件表面不同的功能要求，国标GB/T3505-2009从表面粗糙度特征的幅度、间距和形状等方面，规定了相应的表面粗糙度轮廓标准符号。

(一)评定轮廓的算术平均偏差Ra

评定轮廓的算术平均偏差是指在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值(二)轮廓的最大高度Rz

轮廓的最大高度是指在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓(三)轮廓单元的平均宽度RSm轮廓单元的平均宽度是指在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值(四)轮廓支承长度率Rmr(c)在给定水平截面高度。上轮廓的实体材料长度ML(c)与评定长度In的比率(五)表面粗糙度的符号、代号及其注法图样上所标注的表面粗糙度的符号、代号是该表面完工后的要求。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓1.表面粗糙度的符号

表4-6列出了图样上标示的零件表面粗糙度符号及其说明。若仅需要加工(采用去除材料的方法或不去除材料的方法)，但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只标注表面粗糙度符号。2.表面粗糙度的代号及其注法表面粗糙度的评定参数值及对零件表面的其他要求在表面粗糙度符号中的标注位置如图4-27所示，它们和表面粗糙度符号共同构成了表面粗糙度代号。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓3.表面粗糙度符号、代号的标注位置与方向1)概述总的原则是根据GB/T4458.4-2003的规定，使表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致，如图4-29所示。2)标注在轮廓线上或指引线上表面粗糙度要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。必要时，表面粗糙度符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注，如图4-30所示。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓3)标注在特征尺寸的尺寸线上在不致引起误解时，表面粗糙度要求可以标注在给定的尺寸线上，如图4-31所示。4)标注在形位公差的框格上表面粗糙度要求可标注在形位公差框格的上方，如图4-32所示。5)在延长线或用带箭头的指引线引出标注表面粗糙度要求可以直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注，如图4-33所示。上一页下一页返回第二节

表面粗糙度轮廓6)标注在圆柱和棱柱表面上圆柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只标注一次，如图4-33所示。如果每个棱柱表面有不同的表面粗糙度要求，则应分别单独标注，如图4-34所示。上一页返回图4-1返回图4-2返回图4-3返回图4-4返回图4-5返回表4-