第3章 尺寸公差与配合 互换性与技术测量

1第3章尺寸公差与配合LimitandFit本章主要内容概述基本术语及其相关定义极限与配合国家标准的组成尺寸公差与配合的选择一般公差线形尺寸的未注公差本章重点要求掌握有关尺寸、公差、偏差及配合的基本概念掌握配合的类别，会画尺寸公差带图和配合公差带图2012/3/26了解公差与配合国家标准的组成掌握标准公差和基本偏差系列，能查表确定孔、轴的极限偏差掌握尺寸公差与配合的选择3.1概述互换性要求尺寸在某一合理的范围内:极限:协调机器零件使用要求与制造经济性之间的矛盾;配合:反映零件组合时相互之间的关系1.要素构成零件几何特征的的点、线、面。3.2.1术语及定义p362.尺寸要素由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。3.实际（组成）要素由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。4.提取组成要素按规定的方法，由实际（组成）要素提取有限数目的点所形成的实际（组成）要素的近似替代。5.拟合组成要素按规定的方法，由提取组成要素形成的并有理想形状的组成要素。2.尺寸dimension用特定单位表示线性尺寸值的数值。表示长度的大小，包括直径、长度、宽度、高度、厚度以及中心距、圆角半径等。3.2.1术语及定义p36距、圆角半径等。由数字和长度单位组成，不包括用角度单位表示的角度尺寸。50503.2.1术语及定义p363.有关孔(Hole)和轴(Shaft)的定义轴(d)——通常是指圆柱形外表面；也包括非圆柱形外表面。(由两平行面或切面形成的包容面)(由两平行面或切面形成的包容面)孔(D)——通常是指圆柱形内表面；也包括非圆柱形内表面。(由两平行面或切面形成的被包容面)目的：扩大标准应用范围。23.有关孔(Hole)和轴(Shaft)的定义轴(d)孔(D)一般长度尺寸3.2.1术语及定义4．公称尺寸(孔D、轴d)（代替基本尺寸）由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。一般要符合标准的尺寸系列。p3750505．实际尺寸ActualSize（Da、da）——加工后通过测量获得的尺寸。3.2.1术语及定义提取组成要素的局部尺寸：一切提取组成要素上两对应点之间的距离。p10每一个测得尺寸都可以称为实际尺寸。不同的测量器具、每个测得尺寸都可以称为实际尺寸。不同的测量器具、不同的环境、不同的操作人员所测得的尺寸并不相同。同一表面的不同位置上的实际尺寸往往也是不相等的。两点法测量得到的实际尺寸称为局部实际尺寸。6．作用尺寸（FunctionSize）轴的作用尺寸df：在配合面的全长上，与实际轴外接的昀小理想孔的尺寸。孔的作用尺寸Df：在配合面的全长上，与实际孔内接的3.2.1术语及定义P10-11昀大理想轴的尺寸。7．极限尺寸——尺寸要素允许的尺寸的两个极端是指允许尺寸变化的两个界限值。上极限尺寸：尺寸要素允许的昀大尺寸代号：轴ds、孔Ds极限寸寸素允许的昀大寸3.2.1术语及定义p10下极限尺寸：尺寸要素允许的昀大尺寸代号：轴di、孔Di025.0050025.0041.050Ds=50.025Di=50ds=49.975di=49.9591.尺寸偏差(deviation)某一尺寸－公称尺寸＝＋0－极限偏差:极限尺寸与公称尺寸之差。3.2.2有关公差与偏差的术语及定义孔轴p38上偏差ES=Ds－Des=ds－d下偏差EI=Di－Dei=di－dEa=Da－Dea=da－d合格条件：实际偏差：实际尺寸与基本尺寸之差。ESEaEIeseaei31.尺寸偏差(deviation)上偏差ES=Ds－Des=ds－d下偏差EI=Di－Dei=di－d极限偏差:极限尺寸与公称尺寸之差。Ea=Da－Dea=da－d合格条件：孔轴实际偏差：实际尺寸与公称尺寸之差。ESEaEIeseaei025.0041.0502.尺寸公差（Tolerance）尺寸公差:允许尺寸的变动量。EIESDDTish对于孔：p39isheiesddTiss对于轴：3.公差带图（极限与配合图解）零线:确定偏差位置的一条基准直线公差带：由代表上、下偏差的两平行线所限定的区域注意在公差带图上，必须注上基本尺寸和偏差值！公差与偏差4.标准公差:极限与配合制标准中规定的任一公差。反映一批零件实际尺寸的离散程度反映加工精度的高低反映加工精度的高低5.基本偏差：极限与配合制标准中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。表示实际尺寸与基本尺寸的偏离程度加工时调整机床刀具与零件相对位置的依据举例1解：举例1尺寸公差带如何确定？4举例2解：练习解解：1．配合（Fit）——是指公称尺寸相同并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。反映孔和轴的松紧程度。形成配合的两个基本条件：3.2.3配合的术语及定义形成配合的两个基本条件：孔和轴的基本尺寸相同具有包容和被包容的特性，即轴孔的结合间隙配合过盈配合过度配合3.2.3配合的术语及定义2012/3/263．间隙或过盈——是指孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差。Da－da=+间隙（X）-过盈（Y）2．间隙或过盈间隙（X）clearance间隙大小决定两相配件相对运动的活动程度轴公称尺寸0+-孔轴孔孔轴过盈（Y）interference过盈大小决定两相配件的牢固程度过盈配合间隙配合过度配合3.间隙配合指具有间隙(昀小间隙为零)的配合。特点：孔公差带在轴公差带的上方(任意抽取轴孔装配均有间隙）昀大间隙:Xmax=Ds－di=ES－ei昀松昀小间隙:Xmin=Di－ds=EI－es昀紧昀minis昀平均间隙:Xav=(Xmax+Xmin)/2Xmin=0，昀紧状态，孔公差带在轴之上XavXmaxesESEI+0_D(d)eiXminESei+0_Xmin=0D(d)54.过盈配合指具有过盈的配合特点：孔公差带在轴公差带的下方(任意抽取轴孔装配均有过盈）昀小过盈:Y=D－d=ES－ei昀松昀大过盈:Ymax=Di－ds=EI－es昀紧esYminYmax昀小过盈:Ymin=Dsdi=ESei昀松平均过盈:Yav=(Ymax+Ymin)/2D(d)ES=eies+0_EIYmin=0ESei+0_D(d)EIYavYmin=0，昀松状态，轴公差带在孔之上5.过渡配合可能具有间隙或过盈的配合特点：孔公差带与轴公差带有重叠ESesaxxXavESes+ei+0_φ30mmXmaYmax昀大间隙:Xmax=Ds－di=ES－ei昀大过盈:Ymax=Di－ds=EI－es平均间隙或平均过盈:Xav(Yav)=(Xmax+Ymax)/2ei0_φ30mm昀松状态昀紧状态配合公差FitTolerance配合公差(Tf)——允许间隙或过盈的变动量。组成配合的孔、轴公差之和没有正负间隙配合：过盈配合：shffTTYYTXXTmaxminminmax加工的精确程度，制造要求，工艺要求过渡配合：ESeseiXmaxXmin+0_φ20mmThTs配合公差反映配合精度fYXTmaxmax配合的精确程度，功能要求，设计要求6.配合公差带图直观的表达配合性质，即配合的松紧及其变动的情况举例举例间隙配合6举例过度配合举例过盈配合4.配合公差带图课堂作业3.3极限与配合制配合制标准公差系列基本偏差系列公差带与配合的标准化3.3极限与配合制经标准化的公差与偏差制度称为极限制它是一系列标准的孔、轴公差数值和极限偏差数值。配合制则是同一极限的孔和轴组成配合的一种制度。极限与配合国家标准主要由标准公差系列、基本偏差、基准制系列组成。73.3.1标准公差系列1．公差等级国家标准规定的公差等级共20个，代号为：IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18低标准公差值由基本尺寸和公差等级确定。高低目的是满足不同行业、不同精度的产品要求IT是国际公差ISOTolerance的缩写统计分析发现，加工误差范围与基本尺寸呈立方抛物线的关系公差用于限制加误差因此公差与基本2．公差单位（公差因子）公差用于限制加工误差，因此公差与基本尺寸亦满足这一关系，用公差因子i反映。)(1.2004.0mDi)(001.045.03mDDiD≤500mm时D＞500mm时D等于基本尺寸所属尺寸分段的首尾两尺寸的几何平均值，mm。公差等级公式公差等级公式公差等级公式IT010.3+0.08DIT610iIT13250iIT00.5+0.12DIT716iIT14400iIT10.8+0.2DIT825iIT15640i3.公差等级系数αIT2（IT1）(IT5/IT1)1/4IT940iIT161000iIT3（IT1）(IT5/IT1)1/2IT1064iIT171600iIT4（IT1）(IT5/IT1)3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160iIT5～IT18标准公差计算公式：IT=a·ia——公差等级系数（反映精度的高低）4.尺寸分段同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差值是相同的，每个尺寸分段内的基本尺寸D，统一按照首尾两尺寸D1，、D2的几何平均值代人计算，即2012/3/2621DDD标准公差为国家标准所规定的任一公差。所有标准公差的集合就是标准公差系列。标准公差常用的基本尺寸小于500mm的各个等级的标准差数值标准公差数值。基本尺寸大于500mm的各个等级的标准公差数值，可查相应的手册。D=18mm,IT8=?标准公差umiITmDDimmD27082.1*25258082.141.13001.041.1345.0)(001.045.041.13181033标准公差数值公差等级基本尺寸27μmumiIT27082.1252588基本偏差——国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，是指靠近零线的极限偏差。1．基本偏差代号及其规律3.3.2基本偏差孔、轴基本偏差各有28种，用英文字母表示。孔用大写字母，轴用小写字母。孔：A、B…Z去掉：I,L,O,Q,W增加：CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC轴：a、b…z去掉：i,l,o,q,w增加：cd,ef,fg,js,za,zb,zc轴a~h基本偏差是es，孔A~H基本偏差是EI，他们的绝对值依次减小，其中h和H的基本偏差为零。1．基本偏差代号及其规律轴js和孔JS的公差带相对于零线对称分布，故基本偏差可以是上偏差，也可以是下偏差，其值为标准公差的半公差的一半（即±IT/2）。轴j~zc基本偏差为ei，孔J~ZC基本偏差是ES，其绝对值依次增大。孔和轴的基本偏差原则上不随公差等级变化，只有极少数基本偏差（j、js、k）例外。2.公差带代号与配合代号孔的基本偏差系列A~H:为下偏差EIJ~ZC:为上偏差ESH:EI=0JS:偏差对称于零线850H039.0050)(850039.00H轴的基本偏差系列2.公差带代号与配合代号a~h:为上偏差esj~zc:为下偏差eih:es=0js:偏差对称于零线0eieseijsjd750f025.0050.050)(750025.0050.0f孔2.公差带代号与配合代号轴d6H7106/710;7H8507/850nnHffH或或轴的基本偏差的计算公式轴的基本偏差的数值这些数值由经验公式计算得出（j的基本偏3.轴的基本偏差41.05.5dj差为经验数值），这些经验公式是以基孔制为依据，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统计分析得到的。例如f的计算公式：k的计算公式：36.0d93.轴的基本偏差JS与js相同，其极限偏差为±IT/2孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得。换算的前提是：基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质必须相同。孔的基本偏差的数值4.孔的基本偏差须相同。由于孔比轴难加工，故对高精度的孔轴配合，即公差等级较高时，孔通常比轴低一个公差等级。例如：H9/f9F9/h9H6/r5R6/h5H7/f6F7/h6g7H870h7G870配合性质相同1.由基准孔φ70H8得：TT1.