公差与配合

第五章公差配合与技术测量一、互换性同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。基本概念：保证零件具有互换性的措施：由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。尺寸公差与配合二、公差与配合的概念基本尺寸:实际尺寸:极限尺寸:最大极限尺寸:零件合格的条件：最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸经测量获得的某一孔、轴的尺寸。一个孔或轴允许的尺寸的两个界限值。孔或轴允许尺寸的最大值。孔或轴允许尺寸的最小值。⒈基本概念最小极限尺寸:设计时确定的尺寸。例：一个孔的直径为400.005基本尺寸:最大极限尺寸:最小极限尺寸:40零件合格的条件：40.005≥实际尺寸≥39.99540.00539.995⒉尺寸偏差和尺寸公差上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸代号：孔为ES轴为es代号：孔为EI轴为ei尺寸公差(简称公差):允许实际尺寸的变动量。公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸=上偏差－下偏差例：450.004上偏差=45.004－45=+0.004下偏差=44.996－45=-0.004公差=0.004－(-0.004)=0.008偏差可正可负公差恒为正下偏差公差带+0.008-0.008+0.008+0.024-0.006-0.022公差带图：作用：直观地表示出了公差的大小及公差带相对于零线的位置。50+0.024+0.00850-0.006-0.022＋－00基本尺寸50例:50±0.008上偏差基本偏差基本偏差标准公差⒊标准公差和基本偏差1）标准公差用以确定公差带的大小，国家标准共规定了20个等级。即：IT01、IT02、IT1-IT18标准公差的数值由基本尺寸和公差等级确定。2）基本偏差用以确定公差带相对于零线的位置。一般为靠近零线的那个偏差。基本尺寸+—00标准公差基本偏差系列作用：确定了孔和轴的公差带位置。RSTPCDEFFGCDEHYABGJSKMNUVXZZAZBZCF基本尺寸零线0+-孔J0+rafgdefcdbhjsjkmnpstuxzzazbzcgecfvy基本尺寸零线0-轴0⒋配合1）配合的概念基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。间隙或过盈:δ=孔的实际尺寸－轴的实际尺寸配合：δ≥0间隙δ≤0过盈2）配合的种类①间隙配合具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。孔轴图例：最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大间隙最小间隙最大间隙最小间隙孔的公差带在轴的公差带之上最大过盈最小过盈②过盈配合孔轴图例：具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。最大过盈最小过盈最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸孔的公差带在轴的公差带之下③过渡配合可能具有间隙或过盈的配合。最大间隙最大过盈孔的公差带与轴的公差带相互交叠最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大过盈最大间隙孔轴图例：3）配合的基准制①基孔制基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。基准孔间隙配合过渡配合过盈配合公差带图：0-0+基孔制中孔为基准孔，用代号H表示，其下偏差为零。②基轴制基准轴间隙配合过渡配合过盈配合公差带图：００-+基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。基轴制中轴为基准轴，用代号h表示，其上偏差为零。基轴制：NKJS基准孔基准轴rfgefhjsjkmnpstugf轴HFGFJMGRSTPU孔EFA——H通常形成间隙配合J——N通常形成过渡配合P——ZC通常形成过盈配合基孔制：a——h通常形成间隙配合j——n通常形成过渡配合p——zc通常形成过盈配合三、公差与配合在图样上的标注⒈在装配图上的标注标注形式为：基本尺寸—————————————孔的基本偏差代号、公差等级轴的基本偏差代号、公差等级采用基孔（轴）制时，分子（母）为基准孔（轴）代号H(h)及公差等级。例如：基轴制间隙配合基孔制过渡配合20H7f530N6h530N6h520H7f5箱体轴套轴20H8f720H8/f720+0.0310-0.04220-0.02220+0.0310-0.022-0.042其他标注形式借用尺寸线作为分数线用斜线作分数线标注上、下偏差值借用尺寸线作为分数线⒉零件图上极限的标注1）标注公差带代号20H820f7配合精度明确，标注简单，便于与装配图对照。缺点：数值不直观。用途：适用于量规检测的尺寸和大量生产。优点：2）标注极限偏差20+0.0320-0.04130-0.020优点：数值直观，便于用万能量具检测。用途：试制单件及小批生产用此法较多。3）公差带代号与极限偏差值同时标注30H8()+0.033030f7()-0.020-0.041优点：有明确配合精度又有公差数值。用途：适用于生产规模不确定的情况。3．公差与配合的标注示例及查表基孔制过盈配合基轴制间隙配合公差等级尺寸分段0.5～3＞3～6＞6～30＞30～120＞120～400＞400～1000＞1000～2000＞2000～4000f（精密级）±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5—m（中等级）±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2c（粗糙级）±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3±4v（最粗级）—±0.5±1±1.5±2.5±4±6±8线性尺寸的极限偏差数值mm4．一般公差(GB/T1804—2000)测量技术基础1.验收极限与安全裕度A⑴适用：①普通计量器具②车间现场检测且只测量1次，不作出修正即作判断③基本尺寸≤500，IT8～IT6，也适用于一般公差尺寸⑵原则：宁可误废不误收测量技术基础⑶验收极限：①方法一：公差带内收A：a)上验收极限＝最大极限尺寸－Ab)下验收极限＝最小极限尺寸＋A数值A：按尺寸和精度等级查表4-4优先选Ⅰ档，没有量具再依次考虑Ⅱ、Ⅲ档②方法二：公差带不变：A=0测量技术基础⑷选择原则：①配合尺寸、包容尺寸、IT8非配合尺寸时，用方法一②工艺能力系数Cp1时a)非配合尺寸，用方法二b)配合尺寸（轴的最大极限尺寸、孔的最小极限尺寸），用方法一③偏态形分布的尺寸→尺寸偏向的一边用方法一④非配合和一般尺寸→用方法二测量技术基础2、计量器具的选择原则⑴类型、规格选择：与工件外形、位置、尺寸、被测参数特征相适应⑵精度选择：计量器具的不确定度u≤测量不确定度的允许值u1例：测，请确定验收极限并选择适当的计量器具解：①分析：该尺寸是外尺寸应选测外尺寸的量具该尺寸是包容尺寸应用方法一测量技术基础②确定验收极限a)查出该尺寸的上下偏差：es=0，ei=－0.062mmb)算出最大最小极限尺寸：最大极限尺寸MML=35－0=35mmc)最小极限尺寸LML=35－0.062=34.938mmd)查课本表4-4，选Ⅰ档，得A=0.0062mmf)算验收极限：上验收极限=35－0.0062=34.994mmg)下验收极限=34.938+0.0062=34.944mm测量技术基础⑶选择量具①查表，选Ⅰ档，得u1=5.6μm=0.0056mm②查表，得分度值为0.01的外径千分尺的不确定度u=0.004mm③比较：uu1，所以该量具可用第6章形状和位置公差及检测经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差。尺寸误差几何形状误差相互位置误差表面粗糙度加工误差零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。形状和位置公差简介1．形位公差的代号为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。形位公差的新国家标准：GB／T1182－1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》；GB／T1184－1996《形状和位置公差未注公差值》；GB／T4249－1996《公差原则》；GB／T16671－1996《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》GB1958－80《形状和位置公差检测规定》。一、零件的要素形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。一、零件的要素•按存在状态分1）理想要素:具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。2)实际要素:零件在加工后实际存在，有误差的要素。通常由测得要素来代替。一、零件的要素•按几何特征分1）轮廓要素：构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。2）中心要素：不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。一、零件的要素•按在形位公差中所处的地位分1）被测要素：零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，即需要检测的要素。2）基准要素：用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。一、零件的要素•按被测要素的功能关系分1）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素。2）关联要素：对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。二、形位公差的符号公差特征符号形状形状或位置轮廓定向定位跳动直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度平行度垂直度倾斜度位置度同轴、心度对称度圆跳动全跳动公差特征符号形状位置位置定向三、形位公差带的标注３．形位公差的标注按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公差时，应采用代号标注。无法采用代号标注时，允许在技术条件中用文字加以说明。形位公差的代号包括：形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号。三、形位公差带的标注３．形位公差的标注•公差框格形位公差的框格有两格或多格组成。第一格填写公差项目的符号；第二格填写公差值及有关符号；第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号三、形位公差带的标注３．形位公差的标注•框格指引线标注时指引线可由公差框格的一端引出，并与框格端线垂直，箭头指向被测要素，箭头的方向是公差带宽度方向或直径方向。三、形位公差带的标注３．形位公差的标注•基准基准代号的字母采用大写拉丁字母。为避免混淆，标准规定不许采用E、I、J、M、O、P、L、R、F等字母。基准的顺序在公差框格中是固定的。三、形位公差带的标注３．形位公差的标注•基准无论基准符号在图样上的方向如何，圆圈内的字母要水平书写。三、形位公差带的标注３．形位公差的标注•基准三、形位公差带的标注４．形位公差标注的简化三、形位公差带的标注５．其他标注如果对被测要素任意局部范围内的公差要求，应将该局部范围的尺寸（长度、边长或直径）标注在形位公差值的后面，用斜线相隔。三、形位公差带的标注５．其他标注如仅对要素的某一部分提出公差要求，则用粗点划线表示其范围，并加注尺寸。同理，如要求要素的某一部分作为基准，该部分也应用粗点划线表示并加注尺寸三、形位公差带的标注５．其他标注当被测要素为视图上的整个外轮廓线（面）时，应采用全周符号。三、形位公差带的标注５．其他标注如要求在公差带内进一步限定被测要素的形状，则应在公差值后面加注符号。四、形位公差带形位公差带是限制实际被测要素变动的区域，其大小是由形位公差值确定的。只要被测实际要素被包含在公差带内，则被测要素合格。形位公差带控制的是点（平面、空间）、线（素线、轴线、曲线）、面（平面、曲面）、圆（平面、空间、整体圆柱）等区域，所以它不仅有大小、还具有形状、方向、位置共四个要素。四、形位公差带１．形状：随实际被测要素的结构特征、所处的空间以及要求控制方向的差异而有所不同。四、形位公差带２．大小：表示了形位精度要求的高低。有两种情况即公差带区域的宽度（距离）t或直径φt（Sφt）。四、形位公差带３．方向：理论上应与图样上形位公差框格指引线箭头所指的方向垂直。四、形位公差带４．位置：有固定和浮动两种。形状公