公差与配合.ppt讲课用

基础知识及检验——企业内培教材机械加工公差配合目录第1章绪论1.1互换性的基本概念1.2加工误差和公差1.3标准化与标准的概念1.4优先数和优先数系第2章孔轴的极限与配合2.1概述2.2极限与配合的基本词汇2.3极限与配合国家标准2.4国家标准规定的公差带与配合2.5公差与配合的选择2.6线性尺寸的未注公差第3章螺纹的公差配合3.1概述3.2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响3.3普通螺纹的公差与配合第4章滚动轴承的公差与配合4.1概述4.2滚动轴承内径、外径公差带及其特点4.3滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择第五章键的公差与配合5.1键联结第1章绪论•重点：互换性的含义、加工误差与公差的区别•授课方式：课堂教学•所用教具：课件•新课导入：公差是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾；配合是反映机器零件之间有关功能要求的相关关系。“公差与配合”的标准化直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。要求：（1）掌握有关公差、测量的基本概念、基本理论、术语、定义。（2）培养公差设计及精度检测的基本能力。（3）学会查工具书，如手册、标准等。1.1.1什么叫互换性定义：是指在同一规格的若干个零件或部件中任取一件，不需作任何挑选、修配或调整，就能装配到机器或仪器上，并能满足机器或仪器的使用性能的特性。或者说，同一规格的零部件，按规定的要求分别制造，能彼此相互替换并能保证使用要求的特性。1.1.2互换性分类：(1）完全互换性特点：不限定互换范围，以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。如日常生活中所用电灯泡。1.1互换性的基本概念(1)分组互换法：如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的零件进行装配。(2)修配法：修配互换是待零部件加工完毕后，装配时对某一特定的零件按所需要的尺寸进行调整，以满足装配要求和使用要求。当零件的装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件的公差很小，加工困难，加工成本很高，甚至无法加工。这时可根据精度要求、结构特点、生产批量等具体条件，各种不同形式的不完全互换法进行加工。（2）不完全互换性特点：零件在装配或更换时，需要经过适当的选择、调整或辅助加工（修配），才能具有相互替换的性能。即：指零件在一定范围内互换。(2)在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。(1)在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。便于计算机辅助设计。1.1.3互换性在机械制造中有什么作用(3)在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。提高了机器的使用寿命。(3)调整法：修配互换是待零部件加工完毕后，装配时对某一特定的零件按所需要的尺寸进行调整，以满足装配要求和使用要求。1.2加工误差和公差1.2.1加工误差和公差的含义允许零件几何参数的变动量就是公差。零件的实际几何参数与理想几何参数之间的差异，称为几何量误差。它包括以下几个方面：1尺寸误差零件加工后的实际尺寸与理想尺寸之差。2几何形状误差零件的几何形状误差分为三种宏观几何形状误差微观几何形状误差表面波度(1)宏观几何形状误差指零件整个表面范围内的形状与理想形状之间的差异。如理想形状是正圆形，若加工后实际形状为椭圆形或其他非正圆形，则存在形状误差。如图1-1所示。宏观几何形状误差通常称作形状误差。(2)微观几何形状误差微观几何形状误差是加工后，刀具在工件表面上留下的许多微小的高低不平的波形。如图1-2所示。微观几何形状误差通常称作表面粗糙度。（3）表面波度表面波度是介于宏观和微观几何形状误差之间的一种表面形状误差，主要是由加工过程中的振动引起的，表面成明显的周期波形，如图1-2所示。理想形状（正圆）实际形状（非正圆）Ⅰ图1-1图1-23相互位置误差相互位置误差是指加工后，零件各表面或中心线之间的实际位置与其理想位置之间的差值。如两个平面之间的平行度、垂直度等。1.2.2误差与公差的区别加工误差是在零件加工过程中产生的，是不可避免的，是客在的，它的大小受到加工过程中的各种因素的影响。公差则是允许零件的尺寸、几何形状和相互位置的最大变动量。它是由设计人员根据零件的功能要求给定的。1.3标准化和标淮的概念1.3.1标准化和标淮含义标准化就是指在经济、技术、科学以及管理等社会实践中，对重复性的事物（如产品、零件、部件）和概（如术语、规则、方法、代号、量值），在一定范围内通过简化、优选和协调，做出统一的规定，经审批后颁布、实施，以获得最佳秩序和社会效益一个活动过程。标准化的主要体现形式是标准。标准就是为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或结果规定的共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。1.3.2标准的分类和分级1标准的分类技术标准生产组织标准经济管理标准按性质不同，分为按适应程度不同，分为基础标准一般标准按法律属性不同，分为强制性标准，其代号为“GB”推荐性标准，其代号为“GB/T”2标淮分级按制定的范围不同，标准分为国际标准ISOIEC国家标准GB地方标准行业标准如机械（JB）企业标准QB本课小结•机械零件必须同时满足两个条件才具有互换性：①装配时，不需要经过挑选、修配和调整。②装配后能满足使用要求。•互换性在产品的设计、制造、使用维修等方面都具有积极作用。实际生产中，可根据产品的复杂程度、精度要求、生产规模的大小以及生产设备和技术水平等的不同，采用完全互换、不完全互换；内互换、外互换。•互换性是现代化生产的重要原则。但互换性必须通过标准化来实现。制订和贯彻公差标准并采用相应的技术测量措施是实现互换性的必要条件。而优先数系则是标准化在互换性学科中最直接的应用。•在加工过程中，零件的实际几何参数不可避免地会与其理想几何参数之间产生差异，即，产生几何量误差。但该误差只要在允许的范围内，零件就具有互换性。因此，设计人员在设计时应根据零件的功能要求给出允许该零件的变动量，即，规定公差，以便生产中以此为依据来判别零件是否合格。作业：1-1；1-2；1-3；1-6第2章孔轴的极限与配合公差与测量技术1.教学基本内容•极限(公差)与配合的基本术语及其定义，极限(公差)与配合国家标准的体系与结构、标准公差、基本偏差、公差带与配合。公差与配合选用的原则。公差与配合的图纸标注方法。公差与测量技术3.教学基本要求理解公差与配合的基本术语及定义。了解公差与配合国家标准的结构。能正确使用公差配合标准。初步掌握公差与配合使用的原则。2.教学重点难点重点：公差带构成规律及配合代号的选用。难点：公差配合代号的选择。公差与测量技术2.1概述•在机械制造业中,“公差”是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾。“配合”是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系。公差与配合的标准化,有利于机器的设计、制造、使用和维修，直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。极限尺寸公差国家标准现况•GB/T1800.1—1997《极限与配合基础第1部分：词汇》•GB/T1800.2—1998《极限与配合基础第2部分：公差、偏差与配合》•GB/T1800.3—1998《极限与配合基础第3部分：标准公差和基本偏差》•GB/T1801—1999《极限与配合公差带与配合的选择》•GB/T1804—1992《一般公差线性尺寸的未注公差》•GB/T3177—2006《光滑工件尺寸的检验》•GB/T15755—1995《圆锥过盈配合的计算和选用》公差与测量技术孔和轴方面尺寸方面公差与偏差方面配合方面基准制方面公差与测量技术2.2极限与配合的基本词汇2.2.1有关孔和轴的定义•1.孔：通常，指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（有两平行平面或切面形成的包容面）。•2.轴：通常，指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（有两平行平面或切面形成的被包容面。Ｄ2Ｄ1d1D3D5D4d2(c)(b)(a)2.2.2有关尺寸的术语和定义（1）尺寸尺寸是用特定单位表示长度的数字。（2）基本尺寸基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。（3）实际尺寸实际尺寸是通过测量所得的尺寸。（4）极限尺寸极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。其中：较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸公差与配合示意图公差带图例•如果实际尺寸是50，合格吗?例2.2.3偏差和公差的术语和定义（1）尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸偏差包括：实际偏差=实际尺寸-基本尺寸极限偏差上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸下偏差=最小极限尺寸—基本尺寸（2）尺寸公差（公差）尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸=上偏差-下偏差（3）零线零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。（4）公差带在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。在国家标准中，公差带包括：公差带大小标准公差确定公差带位置由基本偏差确定上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差（5）标准公差标准公差就是国家标准所确定的公差。（6）基本偏差基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。（7）误差误差是指零件的设计值X0与加工后的实测值Xi之差，用△Xi表示。即△Xi=Xi—X0式中，i=1、2、3、…、n，为测量次数误差△Xi不恒为零！①偏差是一代数值。可以为正、负、零值。②实际偏差应在极限偏差限定的范围内，零件才算合格。•例.有一轴的尺寸•实测轴的尺寸为49.985，问该尺寸是否合格。025.0050.050注意例解：dmax=49.975dmin=49.950da=49.985da＞dmax不合格或：ea=49.985-50=-0.015es=-0.025ei=-0.050ea＞es不合格•例已知D(d)=Φ25,Dmax=Φ25.021,Dmin=Φ25,dmax=Φ24.980,dmin=24.967，求孔轴的极限偏差和公差，画出尺寸公差带图的两种画法，并写出极限偏差在图样上的标注0.021DTESEI0.021025D0.013dT0.0200.03325d＋0－＋0.021－0.020－0.033dTDTФ25＋0－＋21－20－33dTDTФ25mm解：ES=+0.021EI=0es=-0.020ei=-0.033•尺寸•偏差•公差•尺寸的合格性判定条件DminDmaxdminmaxd小结1.有关“公差与偏差”的小结：2.2.4有关配合的术语和定义•1.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。注意：基本尺寸相同孔与轴、孔轴公差带位置大小之间的关系。对一对孔轴零件装配来说，所产生的效果有三种：孔＞轴、轴＞孔、孔=轴，所以就有间隙或过盈存在2.间隙X或过盈Y：孔的尺寸减去相结合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时是间隙X，为负时时过盈Y。3.间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之上，形成具有间隙的配合（包括最小间隙等于零的配合）。XmaxXmin基本尺寸孔公差带轴公差带+_0ESEIeiesmaxmaxmin=XDdESeiminminmaxXDdEIes间隙配合的不同情况+—Φd(ΦD)4.过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之下，形成具有过盈的配合（包括最小过盈等于零的配合）。YminYmax轴孔eseiESEIYmin＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es过盈配合的不同情况孔5.过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，既可能形成间隙配合，也可能形成过盈配合。YmaxXmaxesESeiEIXmax＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es过渡配合的不同情况6.配合公差•允许间隙或过盈的变动量称为配