公差配合(尺寸公差)ppt课件.ppt

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1、1,公差配合与技术测量基础知识,制作：刘午阳,公差配合与技术测量,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

2、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：,5,4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

3、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

4、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,12,2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

5、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。,14,2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600.015mm,加工后轴的尺寸为60.0

6、12mm。,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,dmax=60.015mm,dmin=59.985mm,实际尺寸：,da= 60.012mm,d、 da、 dmax 、 dmin ，各为多少？加工后轴是否合格？,16,4.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,DmaxDaDmin dmaxdadmin,包括,（3）极限尺寸是设计时给定的尺寸。,17,三、偏差

7、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-D ea=da-d,2)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-d,3)下偏差-最小极

8、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-d,4)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80D9( )，30H7( )，30 mm。当上、下偏差数值相等而符号相反时，可简化标注，如500.008mm。,19,(4)用极限偏差表示零件合格条件:,孔:ESEaEI 轴:eseaei,（5）极限尺寸的计算：,孔 Dmax=D+ES 轴 dma

9、x=d+es Dmin=D+EI dmin=d+ei,例11 加工某孔60 mm和轴60 mm，试求极限偏差、基本尺寸、极限尺寸。,解 60 mm的孔： 60 mm的轴： ES=+0.030mm es=+0.060mmEI=-0.001mm ei=+0.003mm D =60 mm d=60 mm D max=D+ES=60mm+0.030mm dmax=d+es=60mm+0.060mm=60.030mm =60.060mmD min=D+EI=60mm+(0.001) mm d min=d+ei=60mm+0.003mm =59.999mm =60.003mm,20,四、尺寸公差(T)术语

10、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-EI,dmax-dmin=es-ei,(1)T=0?T前无“+”“-”号,(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12 求孔 的尺寸公差,解 Dmax=D+ES=60mm+0.220mm=60.220mm Dmin=D+EI=60mm+0.100mm=60.100mm,或：,例13 求轴 的尺寸公差。,解 dmax=d+es=120+0.020=

11、120.020mm dmin=d+ei=120+(0.015)=119.985mm,或：,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。,23,2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

12、称公差带图解。,（3）公差带,24,25,26,五配合的术语及定义,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。,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（Clearance fit） 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。,29,2. 配合的基本术语,间隙配合（Cle

13、arance fit）,30,2. 配合的基本术语,过盈配合（ Interference fit） 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，,31,2. 配合的基本术语,过盈配合（ Interference fit）,32,2. 配合的基本术语,过渡配合（ Transition fit ） 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,33,2. 配合的基本术语,过渡配合（ Transition fit ）

14、,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,35,3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: EIes 间隙配合； ESei 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,过盈配合,过渡配合,Xmin= 0,Ymin= 0,37,一、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25 mm,

15、公差为33m, 另一根轴直径为150 mm, 公差为40 m, 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，IT2IT18，其中IT01精度最高，其余依次降低，ITl8精度最低。,5确定

16、公差等级时考虑的因素,零件的使用要求,加工的经济性能,40,6. 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。,41,1）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）IT2IT5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

17、尺寸； 4）IT6（孔到IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸； 5）IT7IT8级用于一般精度要求的配合尺寸； 6）IT9IT10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）IT11IT12级公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18级公差用于未注公差的尺寸。7.各种加工方法所能达到的精度（见附表2）,42,二、基本尺寸分段,如何判断零件精度的高低？,实际生产中基本尺寸很多，不实用，因此要分段。（见附表1）由表可知：公差等级相同, 基本尺寸相同或在同一尺 寸分段内孔公差和轴公差是相等的 。,43,练习：1.在表1-1中查轴35 的IT3、IT8以及IT15（I

18、T为标准公差）.2.查孔350的IT6和IT12.3.思考：能否用标准公差知道上偏差和下偏差的大小？,44,一、基本偏差,二、公差带代号,三、另一极限偏差数值的确定,四、极限偏差表,主要内容：,第三节 基本偏差系列,45,一、基本偏差,1基本偏差定义,是指极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。,基本偏差 是确定零件公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，它是公差带位置标准化的唯一指标，一般为靠近零线的那个偏差。,46,2设置目的：将公差带相对零线的位置加以标准化。,3.基本偏差代号,(2)孔和轴各有28个基本偏差。,(1)代号用拉丁字母表示,如表所示：,47,国标对孔轴各规定了28

19、种公差位置，用字母表示，大写字母为孔的基本偏差，小写字母为轴的基本偏差。如图,48,大写字母表示孔，小写字母表示轴。JS和js完全对称于零线，且上、下偏差分别为+IT/2和-IT/2。H和h的基本偏差均为零，即H的下偏差EI=0、h的上偏差es=0,49,基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。,4基本偏差系列图,从上图可看出基本偏差有何特点？（一端开口）原因？,50,二、公差带代号,组成,基本偏差代号，如：H、f。,标准公差等级代号，如：8、7。,如: H8 f7,孔的基本偏差代号,孔的标准公差等级代号,轴的标准公差等级代号（大小要素）,轴的基本偏差代号（位置要素）,公差带的位置由基本偏差决

20、定，公差带的大小由标准公差等级决定。,为什么?,1孔、轴公差带代号,51,2配合公差带代号：,国标规定，配合的代号用孔轴公差代号的组合表示，写成 分数形式，分子孔，分母轴,如指某一确定基本尺寸的配合，则基本尺寸标在配合代号之前， 如50H7D6或50,如H7D6或,52,三、另一极限偏差数值的确定,极限偏差和标准公差的关系式：,孔：EI=ES-IT 或 ES=EI+IT 轴：ei=es-IT 或 es=ei+IT,例 已知80a9，查标准公差和基本偏差并计算另一极限偏差。,解 1）查基本偏差：从表14查到a的基本偏差为上偏差，为 es =360m =0.360mm,2）查标准公差：从表11中可

21、查得IT9 = 74m = 0.074mm,3）计算另一极限偏差：ei = esIT =0.3600.074 =0.434mm,练习： 30f8 、60T6 和45H7查标准公差和基本偏差并计算另一极限偏差,53,四、极限偏差表,1.孔轴的极限偏差表：极限与配合标准中列出了轴的极限偏差表见课本附录A、B（P145-182）,2.查表的步骤和方法：,(3) 根据基本尺寸段所在的行，则行和列的相交处，就是所要查的极限偏差数值。,(1) 根据基本偏差的代号确定是查孔（或轴）的极限偏差表。,(2) 在极限偏差表中找到基本偏差代号，再从基本偏差代号下找到公差等级数字所在的列。,例 查70f8的极限偏差。

22、,解 第一步：f为小写字母，应查轴的极限偏差表。,第二步：找到基本偏差f下公差等级为8的一列。,第三步：基本尺寸70属“大于65至80”尺寸段，找到此段所在的行，在行和列的相交处得到极限偏差数值为 （m）。即70f8为70 mm。,54,练习： 30f8 、60T6 和45H7查极限偏差,55,一、基孔制配合,二、基轴制配合,三、标注方法,四、公差带与配合的优化,五、一般公差线性尺寸未注公差,主要内容：,第四节 基准制,56,一、基孔制配合,1.定义:,2基孔制配合的特点,（1）基孔制中选作基准的孔称为基准孔，代号为“H”。（2）基准孔以下偏差作为基本偏差，数值为零，上偏差为正值，因而其公差带

23、位于零线上方。（3）基准孔的最小极限尺寸等于基本尺寸。（4）基孔制配合中的轴是非基准件。由于轴的公差带相对零线可有不同的位置， 因而形成各种不同性质的配合。,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配合的一种制度，称为。,如图所示：,57,配合基准制,基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ， 通过改变轴的公差带来获得各种不同的配合特性。,基孔制配合,基轴制配合,应用广泛 ，可减少孔加工刀具,58,二、基轴制配合,1.定义:,2基轴制配合的特点,（1）基轴制中选作基准的轴称为基准轴，代号为“h”。（2）基准轴以上偏差作为基本偏差，数值为零，下偏差为负值，因而其

24、公差带位于零线下方。（3）基准轴的最大极限尺寸等于基本尺寸。 （4）基轴制配合中的孔是非基准件。由于孔的公差带相对 零线可有不同的位置，因而形成各种不同性质的配合。,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配合的一种制度，称为。,如图所示：,59,基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。,60,三、标注方法,1孔、轴公差带标注,（1）国标规定，孔、轴公差带标注方法有三种。,2）标注公差带代号，如：60D7。,（2）图样上的标注的三种方法，,1）标注极限偏差值，如：60 。,3）标注公差带代号和极限偏差值，如：60

25、D7（ ）。,标注时应注意什么问题？,如图所示：,61,2配合代号标注,国标规定，配合代号标注方法有三种：,（1）标注配合代号， 在基本尺寸后面标注配合代号；,（2）标注极限偏差值, 在基本尺寸后面标注极限偏差 ；,（3）标注与标准件（如滚动轴承）配合的零件（轴或孔）的配合要求时，可只标注零件的公差 带代号 ，,如图a)所示：,如图b)所示：,如图c)所示,62,四、公差带与配合的优化,1公差带系列 GBT180l1999对基本尺寸至500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途三类公差带。,(1)轴的一般用途公差带116种，,(2)孔公差带规定了105种,方框内的为常用公差带，圆圈内的为优先公

26、差带,选用公差带的顺序是：首先优先公差带，其次常用公差带，再一般公差带。,如图所示：,如图所示：,63,2配合系列 GB/T 180l1999在基本尺寸500mm范围内,(1)对基孔制规定了59种常用配合，在这常用配合中又对基孔制、各规定了13种优先配合，,如表所示：,64,(2)对基轴制规定了47种常用配合，在这常用配合中又对基孔制各规定了13种优先配合，,(3)配合的选用顺序为：先优先配合，再常用配合。,3.GBT18011999还规定基本尺寸大于5003150mm的配合一般采用基孔制的同级配合，也就是轴的选用公差带与同公差等级的基准孔组成配合。,如表所示：,65,基孔制常用与优先配合的选

27、用,66,基轴制常用与优先配合的选用,67,简单了解配合制的选择,1通常应优先选用基孔制。,2基轴制的采用在下列情况下：采用基轴制比基孔制更好。,（1）直接采用冷拔圆型材作轴。,（2）因机械结构的原因而采用基轴制。,3与标准件配合时，一般依标准件确定配合制。,4特殊需要时允许采用混合配合： 混合配合一般用于同一孔( 或轴) 与几个轴 （或孔）组成的配合, 各配合性质要求不同的场合。,总之对配合制的选择，在一般情况下优先采用基孔制，其次采用基轴制，如有特殊需要，允许采用混合配合。,68,思 考 ：是不是图样上没有公差的尺寸没有任何要求和限制，可以任意 加工呢？,69,五、一般公差线性尺寸的未注公差,为使图样上的图面清晰, 突出重要和高精度要求的尺寸, 对要求不高的非配合尺寸, 以及可由工艺保证的尺寸( 如由冲模及铸模保证冲压件和铸件的尺寸) , 一般在图纸上不标注公差。,线性尺寸的一般公差标准,（1）公差等级 GBT18042000规定了线性尺寸的一般公差的等级，分为四 级，即：f(精密级)、m(中等级)、c(粗糙级)、v(最粗级)。,（2）极限偏差数值 GBT18042000规定了线性尺寸的一般公差的极限偏差数值，倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值。,70,结束,谢谢观赏！,