极限配合及尺寸检测02

模块二极限配合及尺寸检测在现代化的大量或成批生产中，要求互相装配的零件或部件都要符合互换性原则。例如，从一批规格为φ10的油杯（下页图）中任取一个装入尾架端盖的油杯孔中，都能使油杯顺利装入，并能使它们紧密结合，就两者的顺利结合而言，油杯和端盖都具有互换性。任务1认识孔、轴的尺寸一.孔、轴的概念1.孔：通常指工件的圆柱形内表面，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）。2.轴：通常指工件的圆柱形外表面，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）。插图P13图2-33.孔和轴的区别①装配关系：孔是包容面，轴是被包容面；②加工过程：孔的尺寸由小变大，轴的尺寸由大变小。二.相关尺寸的概念和符合1.尺寸：用特定单位（工程为mm）表示线性几何量（或长度）的大小的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。注：为了简化技术图样，便于直观看图，规定技术图样上的尺寸数值的特定单位为mm时省略标注。2.基本尺寸（D,d）：设计时给定的尺寸，通过它并应用上下偏差可算出极限尺寸的尺寸（如图2-1）。它可以是一个整数或一个小数值（见上图）。3.实际尺寸（Da,da）：通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。它零件上实际存在的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。由于测量误差，实际尺寸不一定是尺寸的真值。由于形状误差，同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此要用二点法进行测量。见下页图尺寸合格条件：Dmin≤Da≤Dmaxdmin≤da≤dmax零线下偏差上偏差轴孔最大极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸公差最大极限尺寸基本尺寸最小极限尺寸公差下偏差上偏差图2-14.极限尺寸：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。是以基本尺寸为基数来确定的。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。①孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；②孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸。③孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。④极限尺寸可以大于、等于、小于基本尺寸。所以基本尺寸可以在极限尺寸所确定的范围内，也可以在极限尺寸所确定的范围外（见下页）。5.最大实体尺寸：孔或轴具有允许材料量为最多时状态（最大实体状态，简称MMC）下的极限尺寸。孔和轴的最大实体尺寸分别用DM和dM表示。6.最小实体尺寸孔或轴具有允许材料量为最少时状态（最小实体状态，简称LMC）下的极限尺寸。孔和轴的最小实体尺寸分别用DL和dL表示。极限尺寸与实体尺寸有如下：DM＝Dmin，DL＝DmaxdM＝dmax，dL＝dmin小结任务2使用游标卡尺一.游标卡尺的刻线原理1.定义：利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。结构及外形见下页图2.用途：游标卡尺是检测尺寸的常用计量器具之一，主要用来测量零件的长度、厚度、槽宽、外径、内径、深度等尺寸，应用极为广泛。3.分类：游标卡尺按测量精度分为：0.01mm、0.05mm、0.02mm三种，其中0.02mm精度的最为常用。4.游标卡尺的刻线原理（以0.02mm精度为例）（见下页图）：尺身每小格为1mm，游标刻线共50小格，这50小格的长度为49mm，即游标每小格为49/50=0.98mm，尺身与游标每小格相差1-0.98=0.02mm。插图P16表中0.02MM精度二.游标卡尺的读数方法1.先读整数（尺身上的数，每小格1mm）—看游标零线的左边，尺身上最靠近的一条刻线的数值，读出被测尺寸的整数部分；2.再读小数（游标上的数）—看游标零线的右边，读出游标第几条刻线与尺身刻线对齐，读出被测尺寸的小数部分（即游标读数值乘其对齐刻线的顺序数）；3.得出被测尺寸—把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是卡尺的所测尺寸。插图P17表中0.02精度图P21图2-9b三.游标卡尺的使用方法测量小工件：左手拿工件，右手拿卡尺；测量大工件：工件固定，左手握住主尺量爪，右手握住主尺并推动活动量爪靠近被测零件表面1.测量外形尺寸时，应先把量爪张开得比被测尺寸稍大，再把固定测量爪（左边一爪）与被测表面靠上，然后慢慢推动尺框（带游标的框），使活动测量爪轻轻地接触被测表面，并稍微游动一下活动测量爪，以便找出最小尺寸部位，可获得正确的测量结果。卡尺的两个测量爪应垂直于被测表面。同样道理，读数之后要先把活动测量爪移开，再从被测件上取下卡尺；在活动测量爪还没松开之前，不允许猛力拉下卡尺。2.测量内孔直径时，应先把测量爪张开得比被测尺寸稍小，再把固定测量爪靠在孔壁上，然后慢慢拉动尺框，使活动测量爪沿着直径方向轻轻接触孔壁，再把测量爪在孔壁上稍微游动一下，以便找出最大尺寸部位。注意测量爪应放在孔的直径方向。3.测量沟槽宽度时，卡尺的操作方法与测量孔径相似，测量爪的位置也应摆正，要垂直于槽壁。4.测量深度时，应使游标卡尺的尺身下端面与被测件的顶面贴合，向下推动深度尺，使之轻轻接触被测底面。5.测量孔中心与侧平面之间的距离与测量外形尺寸相似。6.测量两孔的中心距与测量内孔相似。四.使用游标卡尺的注意事项1.测量前应先用软布或软纸檫干净两量爪的测量面，合拢量爪，检查光标零线是否与主尺零线对正（调零）；2.测量前应檫干净零件被测量表面；3.不准用卡尺测量毛坯表面；4.读数时视线垂直于刻线处的尺寸表面，不得歪斜。五.用游标卡尺对零件的实际尺寸进行测量插图教材P20图2-8六.其他游标卡尺介绍教材P19、P20表2-2任务3识读偏差一.偏差的概念、符号1.尺寸偏差：某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差，是指偏离基本尺寸大小的数值，包括极限偏差和实际偏差。注：偏差有正、负和零。2.极限偏差（ES、EI、es、ei）：①定义：极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。极限偏差是上、下偏差的统称。②计算：上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸孔的上偏差：ES=Dmax-D孔的下偏差：EI=Dmin-D轴的上偏差：es=dmax-d轴的下偏差：ei=dmin-d③极限偏差的标注形式：基本尺寸右上角为上偏差，基本尺寸右下角为下偏差。④极限偏差的有以下六种形式：P23注：从上图的六种形式可以看出a.上、下偏差的“小数点”应对齐；b.偏差的“0”不能省略；c.小数位数相同（不够的添0）；d.上偏差﹥下偏差；e.偏差的“+”、“-”号不能省略。3.实际偏差（Ea、ea）：实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。孔的实际偏差：Ea=Da-D轴的实际偏差：ea=da-d合格零件的实际偏差应在上、下偏差之间，可见极限偏差用于控制实际偏差。工件尺寸合格的条件也可以用偏差表示：孔：ES≥Ea≥EI轴：es≥ea≥ei二.极限偏差的相关计算例：（孔）计算其极限尺寸及其偏差。基本尺寸D=φ50最大极限尺寸Dmax=50+0.042=50.042mm最小极限尺寸Dmin=50+0.015=50.015mm上偏差ES=+0.042mm下偏差EI=+0.015mm任务4使用千分尺（以外径千分尺为例）一.千分尺的刻线原理1.定义：是利用螺旋副的运动原理进行测量和读数的测微量具。2.优点：使用普遍，是一种重要的精密测量器具。它具有体积小、坚固耐用、测量准确度较高、使用方便、容易调整以及测力恒定。3.测量范围：可以测量工件的各种外形尺寸，如长度、厚度、外径以及凸肩板厚或壁厚等。4.精度：0.01mm。5.规格：0～25mm、25～50mm、50～75mm、75～100mm等。6.结构型式：7.千分尺的刻线原理测微螺杆右端螺纹螺距为0.5mm,当微分筒转一周时，就带动测微螺杆轴向移动一个螺距0.5mm。由于固定套筒上的刻线间距每小格为0.5mm，微分筒圆锥面上刻有50小格的圆周等分刻线，因此当微分筒转过1小格时，就代表测微螺杆轴线移动0.01mm。二.千分尺的读数方法：①先读出固定套筒上露在外面的刻线数值，中线之上为整毫米数值，中线之下为半毫米数值。②再读出在微分筒上从零开始第x条刻线与固定套筒上基准线对齐的数值，x乘以其测量精度值0.01mm即为读数不足0.5mm的小数部分。③得出被测尺寸—把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是被测实际尺寸。三.千分尺的使用方法1.选规格：根据被测工件尺寸大小，选用合适规格的千分尺。2.擦干净：用软布或软纸檫干净测砧、活动测量杆端面和工件的被测表面。3.校正零位：在千分尺两测量面之间放入校对棒，检查接触情况，不得有明显的漏光现象。同时检查微分筒与固定套筒的零刻线是否对齐。4.测量：测量时，先转动微分筒，使测微螺杆端面逐渐接近工件被测表面，再转动棘轮，直到棘轮打滑并发出“咔卡”声，表明两测量端面与工件刚好贴合或相切，然后读出测量尺寸值。5.退出时，应反转活动套筒，使测微螺杆端面离开工件被测表明后将千分尺退出。四.使用千分尺的注意事项1.使用前根据被测工件的尺寸，选择相应测量范围的千分尺。2.测量前应校正零位。3.测量时，千分尺测量轴的中心线应与被测尺寸长度方向一致，不要倾斜。4.不能在工件转动或加工时测量。5.不准用千分尺测量粗糙表面。6.读数值时应注意半毫米数值刻线是否露出，小心错读一圈。五.用千分尺对零件的实际尺寸进行测量2.73mm教材P28图2-13读数六.其他千分尺介绍教材P26、P27任务5认识尺寸公差一.尺寸公差的概念、符号和相关计算1.尺寸公差（TD、Td）：定义：允许尺寸的变动量。在零件的加工过程中，不可能把零件的尺寸做得绝对准确。为了保证互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内，规定出尺寸允许的变动量，这个变动量就是尺寸公差，简称公差。注：用绝对值定义，没有正、负，在公差前不能标出“+”号或“-”号；同时加工误差不可避免，即公差的设计尺寸总是变动的，所以公差不能为零。2.计算公式：孔公差TD=︱Dmax-Dmin︱=︱ES-EI︱轴公差Td=︱dmax-dmin︱=︱es-ei︱二.公差带图的画法1.公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。为了便于分析，一般将尺寸公差与基本尺寸的关系，按放大比例画成简图，称为公差带图。2.尺寸公差带图的作图步骤：①.画一条水平直线（零线），用来表示基本尺寸，以它为基准确定极限偏差和公差。在其左端标上“+”，“0”和“-”号；在其左端下方画有一带箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。②.将公差和极限偏差部分一般按500：1的放大比例画出，正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差与零线重合。并标出孔、轴上、下偏差值及其他要求标注的数值和单位。3.画公差带图的注意点：①.作图比例基本一致；②.单位µm、mm均可，单位为mm时省略不标注；③.基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上；④.同一公差带图中，孔、轴公差带沿零线方向的长度任意（可对齐，可错开），但长度相等；⑤.孔、轴公差带的剖面线方向相反，且疏密程度不同，一般是孔疏、轴密。4.比较公差与偏差公差与偏差是两个不同的概念；公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度；偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧程度。三.标准公差系列1.标准公差：用以确定公差带大小的公差。对于一定的基本尺寸，公差等级愈高，标准公差值愈小，尺寸的精确程度愈高。2.标准公差数值①.标准公差等级：确定尺寸精度程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、IT1~IT18。“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。从IT01至IT18等级依次降低。P31表2-8从表中可以看出：a.同一基本尺寸，公差等级不同则对应的公差数值就不同。公差等级越高，标准公差数值就越小。b.同一公差等级，基本尺寸分组段不同则对应的公差数值也不同。但国标规定，只要公差等级相同，则认为就有相同的精度，相同的加工难度。基本尺寸越大，标准公差数值就越大。②.基本尺寸（分组段）。见P32、33表2-9四.一般公差（未注公差）：1.定义：是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。简单地说一般公差就是只标注基本尺寸，未标注公差。（如：Φ30、100）即通常所说的“自由尺寸”。