公差配合(尺寸公差)

1公差配合与技术测量基础知识制作：刘午阳参考版本：机械工业出版社2一.互换性的概述二.几何量的误差三.公差标准和标准化主要内容：引言3互换性的引出•几个实例：1、生产装配车间：装配工人任意从一批相同规格的零件中取出其中一个装配到机器上,装配后机器就能正常工作。2、轿车、自行车、手表的某个零件损坏后,买一个相同规格的零件,装好后就能照常使用,显得十分方便快捷。以上是互换性实例的具体体现。4一互换性的概述1.互换性的定义：同一规格的零部件可互相代换的性能。2.互换性的性质：(1)同一规格(2)装配中不须调整和修配(3)装配后完全满足产品技术性能要求按互换范围不同，分完全/绝对互换：标准件的互换不完全/有限互换：分组装配法（组内互换）3.互换性的种类：54．互换性的重要性（技术经济意义）对产品设计,零件的加工和装配方面，机器的使用和维修方面产生重要作用。（1）设计方面:产品标准化,系列化,简化零部件的设计计算过程,缩短设计周期.（2）加工和装配方面:易于组织自动化,专业化的高效生产（3）使用和维修方面:减少机器(产品)维修时间和费用方便于用户.总之，互换性是现代工业生产中的重要生产原则和有效的技术措施,具有巨大的技术和经济意义。6思考：是不是生产制造出来的所有同规格的零件都是完全一致的、都可以任意互换呢？7引出误差、公差的意义二．几何量的误差1.几何误差内容：(1)尺寸误差(2)形状误差(3)位置误差(4)表面微观形状误差2.实现互换性的基本条件：(1)基本要求:同一零部件的几何要素误差保持在一定变动范围内,就可以达到互换性目的。(2)基本条件:对同一规格的零部件规定统一的技术标准。8三．公差标准和标准化1.公差的定义：误差控制在一定范围内，就形成了公差。2.公差标准：技术标准基础标准产品标准按对象的特征可分：方法标准安全标准环境标准3．标准化：是一项重要的技术措施。9（1）掌握尺寸公差与配合的基本术语及定义；（2）了解基本偏差系列和标准公差系列；（3）熟悉公差配合的标注知识。学习目标：第一章尺寸公差与配合10一、孔和轴的术语及其定义1．孔（1）孔的定义（2）孔的特点:通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包容面)。1)零件装配后孔为包容面。2)在加工过程中，孔的尺寸由小变大。如图所示：11一、孔和轴的术语及其定义二、尺寸术语及其定义三、偏差的术语及其定义五、配合的术语及定义四、尺寸公差(T)术语及其定义主要内容：第一节基本术语及其定义122．轴（1）轴的定义通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)（2）轴的特点1)零件装配后轴为被包容面。2)在加工过程中，轴的尺寸由大变小。如图所示：13二．尺寸术语及其定义1．尺寸（1）定义：用特定单位表示线性尺寸值的数值（2）组成：数值特定单位（3）范围包括：直径，半径，宽度，深度，高度和中心距等。142．基本尺寸（D，d）（1）定义：通过上下偏差的可计算出极限尺寸称基本尺寸。（是设计时给定的尺寸）（2）确定根据3．实际尺寸（Da,da）（1）定义：通过测量获得的某一孔,轴的尺寸。（2）实际尺寸=真实值？为什么?根据零件的使用要求，通过计算、试验或类比的方法确定。15例：一根轴600.015mm,加工后轴的尺寸为60.012mm。基本尺寸:最大极限尺寸:最小极限尺寸:d=60mm∴加工后轴合格。∵dmax=60.015mm≥da=60.012mm≥dmin=59.985mm思考并回答dmax=60.015mmdmin=59.985mm实际尺寸：da=60.012mmd、da、dmax、dmin，各为多少？加工后轴是否合格？164.极限尺寸最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin(1)定义：一个孔或轴允许尺寸的两个极端。（2）零件尺寸合格关系式Dmax≥Da≥Dmindmax≥da≥dmin包括（3）极限尺寸是设计时给定的尺寸。17三、偏差的基本术语及定义1.偏差的定义：极限偏差上偏差ES、es2.偏差种类实际偏差基本偏差下偏差EI、ei(1)实际偏差---实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差.1)孔实际偏差以Ea表示.轴以ea表示Ea=Da-Dea=da-d2)实际偏差可能为正值,负值或零.值前需冠以“+”或“-”。某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称偏差,亦称尺寸偏差。18(3)极限偏差1)定义：极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。分上、下偏差。2)上偏差---最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔用ES，轴用es表示。计算公式：ES=Dmax-D,es=dmax-d3)下偏差---最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔用EI，轴用ei表示。计算公式：EI=Dmin-D,ei=dmin-d4)极限偏差由设计时确定,可为“+”也可为“-”。5)国标规定：在图样上和技术文件上标注极限偏差数值时，上偏差标在基本尺寸的右上角，下偏差标在基本尺寸的右下角。特别要注意的是当偏差为零值时，必须在相应的位置上标注“0”，而不能省略。如φ80D9()，φ30H7()，φ30mm。当上、下偏差数值相等而符号相反时，可简化标注，如φ50±0.008mm。100.0174.00021.0030.0001.019(4)用极限偏差表示零件合格条件:孔:ES≥Ea≥EI轴:es≥ea≥ei（5）极限尺寸的计算：孔Dmax=D+ES轴dmax=d+esDmin=D+EIdmin=d+ei030.0001.0例1—1加工某孔φ60mm和轴φ60mm，试求极限偏差、基本尺寸、极限尺寸。060.0003.0解φ60mm的孔：φ60mm的轴：ES=+0.030mmes=+0.060mmEI=-0.001mmei=+0.003mmD=60mmd=60mmDmax=D+ES=60mm+0.030mmdmax=d+es=60mm+0.060mm=60.030mm=60.060mmDmin=D+EI=60mm+(–0.001)mmdmin=d+ei=60mm+0.003mm=59.999mm=60.003mm060.0003.0030.0001.020四、尺寸公差(T)术语及其定义1.尺寸公差(简称公差)(2)计算：公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸=上偏差－下偏差即：孔的公差Th=轴的公差Ts=Dmax-Dmin=ES-EIdmax-dmin=es-ei(1)T=0?T前无“+”“-”号思考并回答(2)公差与偏差有何区别？(1)定义：尺寸公差是最大极限尺寸和最小极限尺寸之差或上偏差减下偏差。即允许尺寸的变动量。21例1—2求孔的尺寸公差mm220.0100.060解Dmax=D+ES=60mm+0.220mm=60.220mmDmin=D+EI=60mm+0.100mm=60.100mmminmaxDDThmm120.0100.60220.60mm120.0100.0220.0EIESTh或：例1—3求轴的尺寸公差。mm020.0015.0120解dmax=d+es=120+0.020=120.020mmdmin==d+ei=120+(－0.015)=119.985mmminmaxddTsmm035.0985.119020.120或：eiesTsmm035.0)015.0(020.022•1）公差带的定义：是指在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。•2）公差带的确定要素:公差带的大小公差带的位置•3）轴、孔的公差带画法：为了区别，一般在同一图中，孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度不同。232．公差带图解（2）零线是指在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条直线。称为~。（1）公差带图解的定义由于公差和偏差的数值比基本尺寸数值小得多，不能用同一比例表示，因此可只将公差值按规定放大画出，这种图称为极限与配合图解，也称公差带图解。（3）公差带上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差242526五．配合的术语及定义1.配合的概念基本尺寸相同相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。φ20φ20配合2．间隙和过盈间隙（X）：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正值时,称为间隙。以“X”表示，值前加“+”号；过盈（Y）：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负值时称为过盈，以符号Y表示，值前加“-”号。27•3.配合的类型：间隙配合过渡配合过盈配合28•间隙配合（Clearancefit）定义：具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。配合特点：孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴小的配合。292.配合的基本术语间隙配合（Clearancefit）302.配合的基本术语•过盈配合（Interferencefit）定义：具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。配合特点：孔的公差带位于轴公差带之下，通常是指孔小、轴大的配合，312.配合的基本术语过盈配合（Interferencefit）322.配合的基本术语•过渡配合（Transitionfit）定义：可能产生间隙或过盈的配合。配合特点：孔、轴公差带相互交叠，是介于间隙配合与过盈配合之间的配合。其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件精度都较高332.配合的基本术语过渡配合（Transitionfit）34例题2例2-2求下列三种孔、轴配合的极限间隙或过盈、配合公差，并绘制公差带图35思考并回答3．配合性质如何判定？判定方法如下：（1）根据孔轴极限偏差的大小判定:EI≥es——间隙配合；ES≤ei——过盈配合；均不成立——过渡配合。（2）根据公差带图判定:孔上轴下——间隙配合；孔下轴上——过盈配合；孔轴交叠——过渡配合；36间隙配合孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带过盈配合过渡配合孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带YmaxXmaxYmaxXmaxYmaxXmaxYmaxYmaxXminXmaxXmin=0Ymin=0轴公差带XmaxYmin37一、标准公差二、基本尺寸分段主要内容：第二节标准公差系列38应该注意的问题•1、机械零件尺寸的加工误差,与加工方法及零件基本尺寸大小有关。如下图：•2、一根轴的直径为Φ25mm,公差为33μm,另一根轴直径为Φ150mm,公差为40μm,虽然后者比前者公差大,但因基本尺寸不同,后者的精度比前者高。39一、标准公差1.标准公差定义是指标准极限与配合制中表列的，用于确定公差带的大小的任一公差。2．标准公差系列是指由若干标准公差所组成的系列。它以表格的形式列出时，称为标准公差数值表。(见附表1）3．确定标准公差数值的因素标准公差等级基本尺寸分段4．标准公差等级确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。标准规定，标准公差设置了20个公差等级，代号依次为IT01，IT0，IT1，IT2…IT18，其中IT01精度最高，其余依次降低，ITl8精度最低。5．确定公差等级时考虑的因素零件的使用要求加工的经济性能406.公差等级的选用选用的原则如下：（1）在满足零件使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级；(2)对于基本尺寸≤500mm的轴孔配合，当标准公差≤IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；但当标准公差＞IT8级或基本尺寸＞500mm的配合，推荐采用同级孔、轴配合。(3)选择公差等级，既要满足设计要求，又要考虑加工的可能性与经济性。411）IT01、IT0、IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。（材料SiCrMn）2）IT2~IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。3）IT5（孔到IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；4）IT6（孔到IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸；5）IT7~IT8级用于一般精度要求的配合尺寸；6）IT9~IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。7）IT11~IT12级公差用于不重要的配合尺寸。