1、第八章 公差与配合简介,一、互换性及其意义二、互换性的分类三、加工误差、公差及检测四、标准与标准化,第一节 互换性与标准化,一、互换性及其意义,在机械制造业中，零件的互换性是指在同一规格的一批零（部）件中，可以不经选择、修配或调整，任取一件都能装配在机器上，并能达到规定的使用性能要求。零、部件具有的这种性能称为互换性。能够保证产品具有互换性的生产，称为遵守互换性原则的生产。,二、互换性的分类,完全互换性： 是指一批零（部）件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于此类情况。不完全互换性： 当装配精度要求很高时，若采用完全互换将使
2、零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工，则可采用不完全互换法进行生产。,允许零件几何参数的变动量称为“公差”。工件的误差在公差范围内，为合格件；超出了公差范围，为不合格件。 完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验与测量。几何量的检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。,三、加工误差、公差及检测,所谓标准，就是指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征的物品(如产品、零部件等)和概念(如术语、规则、方法、代号、量
3、值等)，在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。 所谓标准化，就是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。按照标准化对象的特性，标准可分为基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准等。,三、标准与标准化,第二节 光滑圆柱的极限与配合,一、 孔与轴二、 有关尺寸的术语定义三、 极限与配合 四、 公差与配合的选择,一、 孔与轴,广义的孔与轴：孔为包容面（尺寸之间无材料）在加工过程中，尺寸越加工越大；而轴是被包容面（尺寸之间有材料），尺寸越加工越小。,二、相关术语,1有关尺寸术语,（1）线性尺寸（尺寸）（2）基本尺寸（D
4、,d） （3）实际尺寸(Da,da) （4）极限尺寸,（1）尺寸 尺寸是特定单位表示的两点之间距离的数值。通常用表示 （常省略） 如直径40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等。,（2）基本尺寸 基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d（L或l）表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）。它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求，计算或通过实验而确定的。,（3）实际尺寸 实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da ）。实际尺寸并非尺寸的真值。,（4）极限尺寸 极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。 最大极限尺寸：Dmax、dmax 最小极限尺寸：Dmin、dmin,2有关尺寸偏差、公差的术语,（1
5、）尺寸偏差 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。偏差可能为正或负，也可为零。（2）实际偏差 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。（3）极限偏差 极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差 最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔的上偏差用ES表示；轴的上偏差用es表示。下偏差 最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔的下偏差用EI表示；轴的下偏差用ei表示。,（4）尺寸公差（TD，Td） 允许尺寸的变动量称为公差。 公差等于最大极限尺寸减去最小极限尺寸，或上偏差与下偏差之差。孔公差用TD表示；轴公差用Td表示。,孔公差： TD = Dm
6、axDmin = ESEI 轴公差： Td = dmaxdmin = esei,公差值永远为正值。,（5）尺寸公差带,零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差带。用图所表示的公差带称为公差带图。,例题讲解：例： 已知孔、轴基本尺寸为25mm, Dmax=25.021mm，Dmin=25.000mm；dmax=24.980mm，dmin=24.967mm。求孔与轴的极限偏差和公差，并画孔与轴的公差带图。,3有关配合的术语,（1）配合 配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。（2）间隙（X）或过盈（Y） 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正
7、时称为间隙，用X表示；当差值为负时称为过盈，用Y表示。,（3）间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。在间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上。 最大间隙 Xmax=Dmaxdmin=ES-ei 最小间隙 Xmin=Dmindmax=EI-es 间隙配合的平均松紧程度称为平均间隙Xav,平均间隙Xav=（Xmax + Xmin）/2。,（4）过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。在过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下。 最大过盈 Ymax=Dmin dmax = EI-es 最小过盈 Ymin=Dmaxdmin = ES-ei 平均过盈为最大过盈与最
8、小过盈的平均值。平均过盈Yav=（Ymax+Ymin）/2。,（5）过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合，此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠，它是介于间隙配合与过盈配合之间的一种配合，但间隙和过盈量都不大。 最大间隙 Xmax=Dmaxdmin=ES-ei 最大过盈 Ymax=Dmindmax =EI-es在过渡配合中，平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值，所得值为正，则为平均间隙；为负则为平均过盈。 Xav（Yav）=（Xmax + Ymax）/2,（6）配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它表明配合松紧程度的变化范围。配合公差用Tf表示，是一个没有符号的绝对值。,间隙配合
9、：,过盈配合：,过渡配合：,把最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴的极限尺寸或偏差带入，可得三种配合的配合公差都为:,三、极限与配合,1标准公差与标准公差等级 标准公差是国家标准所列的用以确定公差带大小的任一公差值。,2基本偏差系列 在设计中，仅仅知道标准公差还是无法确定公差带相对于“0”线的位置。基本偏差是国家标准规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个偏差。,（1）基本偏差代号： 基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。28种基本偏差构成了基本偏差系列。,AH（ah）的基本偏差用于间隙配合；PZC（pzc）用于过盈配合；J（j）N（n
10、）用于过渡配合。,（2）基本偏差系列图及其特征,3. 配合制(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配合的一种制度。标准规定，基准孔的基本偏差为下偏差EI，数值为零，即EI=0，上偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基准孔的代号为H。2基轴制： 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。标准规定，基准轴的基本偏差为上偏差es，数值为零，即es=0，下偏差为负值，其公差带偏置在零线下侧。基准轴的代号为h。,4.公差与配合在图样上的标注,5.常用和优先的公差带与配合,四、公差与配合的选择,公差与配合的选用主要包括配合
11、制、公差等级和配合种类的选择。1配合制的选择： 一般情况下应优先选用基孔制 2公差等级的选择： 选择公差等级时，要考虑使用要求、制造工艺性和成本之间的关系，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。3配合的选择： 配合的选择，实质上是在确定了基准制的基础上，根据使用中允许间隙或过盈的大小及变化范围，选定非基准件的基本偏差代号。,一、形位公差的研究对象二、形位公差的项目、分类和符号三、形位公差的标注四、形位公差带的特征五、标注示例及说明,第三节 形位公差简介,一、形位公差的研究对象,形位公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面等几何要素 。,按检测关系分为： (1)被测要素 (2)基
12、准要素,按结构特征分为： (1)轮廓要素 (2)中心要素,按存在的状态分为： (1)实际要素 (2)理想要素,二、 形位公差的项目、分类和符号,国标规定的形位公差项目共有种14种，其中形状公差6种，位置公差8种。,三、 形位公差的标注,国家标准规定，在技术图样中形位公差应采用框格代号标注。无法采用框格代号标注时，才允许在技术要求中用文字加以说明 。,1公差框格的标注 (1) 第一格：标注形位公差特征的符号。(2) 第二格：标注形位公差数值和有关符号。 (3) 第三格和以后各格：标注基准字母和有关符号。规定不得采用E、F、I、J、L、M、O、P和R等九个字母。,2被测要素的标注 用带箭头的指引线
13、将公差框格与被测要素相连，指引线的箭头指向被测要素，箭头的方向为公差带的宽度方向。,(1)当被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应指在该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开（应与尺寸线至少错开4mm。,(2)当被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与被测要素的尺寸线对齐，当箭头与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线箭头，指引线的箭头不允许直接指向中心线 。,(3)当被测要素为圆锥体的轴线时，指引线的箭头应与圆锥体直径尺寸线(大端或小端)对齐，必要时也可在圆锥体内画出空白的尺寸线，并将指引线的箭头与该空白的尺寸线对齐；如圆锥体采用角度尺寸标注，则指引线的箭头应对着该角度的尺寸线 。,(4)当
14、多个被测要素有相同的形位公差(单项或多项)要求时，可以在从框格引出的指引线上绘制多个指示箭头，并分别与被测要素相连，如图8-24所示；所示用同一公差带控制几个被测要素时，应在公差框格上注明“共面”或“共线”。,5）当同一个被测要素有多项形位公差要求，其标注方法又是一致时，可以将这些框格绘制在一起，并引用一根指引线 。,3基准要素的标注 基准符号为一三角形，标注时基准三角形要放在基准要素的轮廓线上或其延长线上。 基准代号由基准符号和代表基准名称的字母组成，字母写在公差框格内，框格用细实线与基准符号相连。,（1）当基准要素为轮廓线和表面时，基准符号应置于该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺
15、寸线错开。基准符号标注在轮廓的引出线上时，可以放置在引出线的任一侧 。,（2）当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，基准符号的连线应与该要素的尺寸线对齐；当基准符号与尺寸线的箭头重叠时，可代替尺寸线的一个箭头 。,四、形位公差带的特征,形位公差是指实际被测要素对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差的最大允许值。 形位公差带具有四个特征：即形状、大小、方向和位置。,五、标注示例及说明,一、表面粗糙度的概念二、表面粗糙度对零件使用性能的影响三、表面粗糙度的评定,第四节 表面粗糙度,一、表面粗糙度的概念,机械加工或者其他
16、加工方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹。表面粗糙度反映的是实际表面几何形状误差的微观特性，有别于表面波纹度和形状误差。通常以波距大小进行划分。一般波距小于1mm者为表面粗糙度;大于10mm者为形状误差，介于两者之间则为表面波纹度。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要技术指标，是零件图中必不可少的一项技术要求。,二、表面粗糙度对零件使用性能的影响,(1)摩擦和磨损方面(2)配合性质方面(3)疲劳强度方面 (4)耐腐蚀性方面(5)接触刚度方面 此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证零件的使用性能和寿命，应对零件的表面粗糙度加以合
17、理限制。,三、表面粗糙度的评定,1取样长度和评定长度,（1） 取样长度：指在轮廓总的走向上量取的用于测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。 （2）评定长度：指评定轮廓表面粗糙度所必须的一段长度，它可以包括一个或几个取样长度。,2基准线,基准线是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线。国家标准规定，基准线的位置可用轮廓的算术平均中线来近似确定。,3表面粗糙度的评定参数,（1） 轮廓算术平均偏差Ra： 在取样长度l内,轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值 。,或近似值为：,（2）微观不平度十点高度Rz： 在取样长度内，被测实际轮廓上5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之
18、和 。,（3）轮廓最大高度Ry： 在取样长度内，轮廓峰顶线和谷底线之间的距离,4表面粗糙度的选择,表面粗糙度数值的选择，一般应注意以下几点：在满足零件表面功能要求的情况下，尽量选用大一些的数值；一般情况下，同一个零件上工作表面(或配合面)的粗糙度数值应小于非工作面(或非配合面)的数值；摩擦面、承受高压和交变载荷的工作面的粗糙度数值应小一些；尺寸精度和形状精度要求高的表面，粗糙度数值应小一些；要求耐腐蚀的零件表面，粗糙度数值应小一些；有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的，应按相应标准确定表面粗糙度数值。,5表面粗糙度的符号及其标注,（1）表面粗糙度符号,（2）表面粗糙度的标注,（3）表面粗糙度代号在图样上的标注,祝学习愉快！,本章内容结束,
