1、Basic Technology of Exchangeability尺寸精度的基础概念和定义：线性尺寸：简称尺寸，是指两点之间的距离，如直径、宽度、高度、深度、厚度及中心距离等。基本尺寸：设计确定的尺寸，用符号 D 表示。它根据零件的强度、刚度等的计算和结构的设计确定的，并应化整为优先数，采用标准吃春。极限尺寸：孔或轴允许的尺寸的两个极端尺寸。其中，一个极端尺寸为最大极限尺寸，它是孔或轴允许的最大尺寸，孔和轴的最大极限尺寸分别用符号和 表示。另一个极端尺寸为最小极限尺寸，它是孔或轴允许的最小尺寸，maxDd孔和轴的最小极限尺寸分别用符号 和 表示。maxDd实际尺寸：零件加工后通过测量获得的
2、某一孔、轴的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用符号 和 表示。由于存在测量误差，测得获得的实际尺寸并非真aDd实尺寸，而是一个近似于真实尺寸的尺寸。一、 互换性 interchangeability：一种产品、过程或服务代替另一产品、过程或服务能满足同样要求的能力。A condition in which two or more items are fully exchangeable.二、完整测量要素： measuring elements1、被测对象 measured object：长度(length)、角(angle） 。2、计量单位 units of measurement：micromet
3、er(微米)、nanometer(纳米)、millimeter(毫米)；3、测量方法 measuring method：principle（原理） 、measuring instrument(计量工具)；4、测量精度 accuracy of measurement：测量结果与真值相一致的过程。三、孔(hole)和轴(shaft)的最大极限尺寸(maximum limit of size)分别为Dmax 和 dmax孔和轴的实际尺寸(trim size)分别为 Da 和 da1）尺寸偏差(dimensional deviation) ：简称偏差，是指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。该代数差可能
4、是正值、负值或零。尺寸偏差值除零外，前面必须冠以正、负号。（1）极限偏差(limit deviation)：极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差上偏差(upper deviation)：最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。ES=Dmax-D；es=dmax-D；D 为基本设计尺寸.下偏差(lower deviation)：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。EI=Dmin-D；es=dmin-D；（2）实际偏差(actual deviation)：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差，它应限制在极限偏差范围内，也可达到极限偏差。Ea=Da-D；ea=da-D。2）尺寸公差(allowance)：最
5、大极限尺寸减去最小极限尺寸所得的差值，或上偏差减去下偏差所得的差值。它是允许尺寸的变动量。孔和轴的尺寸公差分别用符号 和 表示。公差不可能为负值或零。hTs3）尺寸公差带：在分析孔或轴尺寸的偏差、极限尺寸以及相互结合的配合种类与公差的关系时，可以采用公差带示意图的形式。如图 2-2，公差带示意图中有一条表示基本尺寸的零线和相应的公差带。零线以上为正偏差，零线以下为负偏差。尺寸公差带是指在公差带示意图中，由代表上偏差和下偏差或者最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线之间所限定的区域。公差带在零线的垂直方向上的带宽代表公差值，沿零线方向的长度可适当选取。在公差带示意图中，基本尺寸用 mm 表示；极限
6、偏差和公差可用 um 表示，也可用 mm 表示。an allowance is a planned deviation(偏差)between an actual dimension(尺寸) and a theoretical dimension.4）标准公差：标准公差是指国家标准所规定的公差值。5）基本偏差：基本偏差是指确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一个般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。1.配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。组成配合的孔与轴的公差带位置的不同，便形成不同的配合性质。2.间隙或过盈：间隙或过盈是指孔的尺寸减去想配合的轴的尺
7、寸所得的代数差。该代数差为正值时，叫做间隙，用符号 X 表；该代数差为负值时，叫做过盈，用符号 Y 表示。3.配合的分类（1）间隙配合（clearance fit）：clearance fit means that there is clearance between mating parts.In clearance fit there is always a positive(正) clearance between the hole and shaft.图 2-3（2）过盈配合(interference fit)：Interference fit is obtained if the d
8、ifference(差异)between the hole and shaft sizes is negative before assembly(装配). Interference fit is generally divided as minimum and maximum interference.图 2-4（3）过渡配合(transition fit)：The transition fits may result in either an interference or clearance, depending upon the actual values of the toleran
9、ce of individual parts.图 2-5四配合基准制：在机械产品中，有各种不同的配合要求，这就需要由各种不同的孔、轴公差带组成的配合来实现。为了设计和制造上的经济性，把其中孔公差带的位置固定，而改变轴公差带的位置，来实现所需要的各种配合。这种该制度称为基准制。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。基孔制的孔为基准孔，它的基本偏差（下偏差）为零。2）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 。 基 轴 制 的 轴 为 基
10、准 轴 ， 其 上 偏 差 为 零 ， 基 本 偏 差 代 号 为 h。 如 右 图4、形位公差带：形位公差带是指限制工件加工后，被测要素的提取组成要素或提取导出要素变动的区域。只要实际被测要素全部被包含在该区域内，就认为该实际被测要素合格。形位公差：被测要素的实际形状或实际位置对其公称组要素或公称导出要素所允许的变动量。公称组要素：由技术制图或其他方法确定的理论正确的组成要素公称导出要素：有一个或 n 个公称组成要素导出的中心点、轴线或平面。提取组成要素：由实际组成要素提取有限数目的点所形成的实际组成要素的近似代替。提取导出要素：由一个或 n 个提取组成要素得到的中心点，轴线或中心平面。形位
11、公差带具有形状、大小、方位等特性。其形状和方位取决于被测要素的结构特征和功能要求。形位公差带的大小用形位公差带的宽度或之直径表示1） 形位公差的标注方法（1）被测要素的形位公差采用框格的形式标注，该框格具有带箭头的指引线。框格要求水平布置，从左边起，第一格填写特征项目的符号，第二格填写形位公差值，第三格以后填写基准的字母。被测要素由框格引出的指引线的弯折点最多两个。靠近框格的那一段指引线一定要垂直于框格的一条边。指引线箭头的方向应是公差带的宽度方向或直径方向。（2）基准要素的标注形式为带圆圈的大写字母用连线和粗的短横线相连。粗的短横线应平行于基准要素，长度一般等于圆圈的直径。连线应画在粗的短横
12、线中间，长度一般等于圆圈的直径。圆圈的直径为 2 倍自高。图 3-22）形状公差和轮廓度公差（1）直线度：给定平面内的直线：在给定平面内被测表面的素线有直线度要求，测头与工件点接触，沿图示给定方位检测，形状公差带如图 3-3（b）所示，实际轮廓的素线为提取组成要素，必须位于距离为公差值 t 的两平行直线之间所围区域。棱线：如图 3-4，两个面的交线构成的棱线有直角度公差要求，测头与工件线接触，沿图示给定方向检测，形位公差带如图所示，实际要素必须位于距离为公差值 t 的两平行平面之间所围区域。轴线：如图 3-5 所示，轴线有直线度公差要求。当图上标注的被测要素为公称导出要素时，指引线的箭头应与尺
13、寸线对齐。形位公差带如图（b）所示，实际轴线为提取导出要素，必须位于直径为公差值 的圆柱面之间所围区域。t（2）平面度：如图 3-6 所示，在同一平面上的被测要素为公称组要素，具有平面度公差要求。图 3-6（b）所示的被测要素为三个不同的平面具有相同的平面度公差要求，可用同一大写英文字母表示，在图面的空闲地方标注形位公差框格。形位公差带如图 3-6（c）所示，实际平面为提取组成要素，必须位于距离为公差值t 的两平行平面之间所围区域。（3）圆度：如图 3-7（a）所示，圆柱面或圆锥面有圆度公差要求，被测圆柱面或圆锥面的任意正截面的圆周必须位于半径差为公差值 t 的两同心圆之间。公差带形状如图 3
14、-7（b）所示，是在同一正截面上，半径差为公差值 t 的两同心圆之间的额区域。（4）圆柱度如图 3-8 所示，圆柱面有圆柱度公差要求，被测圆柱面必须位于半径差为公差值 t 的两同轴圆柱面之间的区域。（5）线轮廓度如图 3-9 所示，被测曲面有直线轮廓度公差要求，在平行于图样所示投影面的任意截面上，被测轮廓线必须位于由一系列直径为公差 t，且圆心位于具有理论正确几何形状的曲线上的两包络线之间，如图 3-9 所示。2） 定向公差：实际被测要素的方向相对于基准的理想方向的允许变动量。（1）平行度：如图 3-13 所示，被测要素轴线相对于基准轴线有平行度要求。被测轴线的公差带如图 b，必须位于直径公差
15、值 且平行于基准线的圆柱面内。t被测要素和基准要素都为公称导出要素，所以被测要素的指引线和基准要素的连线应与尺寸线在一条直线上。（2）垂直度：如图 3-15 所示，被测轴线相对于基准平面有垂直度要求。被测轴线公差带如图 3-15b，必须位于直径为公差值 且垂直于基准面 A 的圆柱面t内区域。如图 3-16a 所示，被测平面相对于基准轴线有垂直度要求。被测平面公差带如图 3-16b，被测表面必须位于距离为公差值 t 且垂直于基准线 A 的两平行平面之间的区域。（3）倾斜度如图 3-17a 所示，被测轴线相对于基准平面有倾斜度要求。当被测轴线按给定方向检测时，被测轴线公差带如图 3-17b，应在两
16、平行平面之间宽度为公差值 t，并且应与基准表面 A 呈理论正确角度 45 度的区域。如图 3-18a 所示，被测平面相对于基准轴线有倾斜度要求。被测表面公差带如图 3-18b 所示，必须位于距离为公差值 t 且与基准线 A 成理论正确角度 60度的两平行平面之间的区域内。3） 定位公差：被测要素应位于基准要素和理论尺寸确定的理想位置所允许的变动量。（1） 位置度公差点的位置度公差：如图 3-20a 所示，薄平面的孔心有位置度公差要求，被测孔心为点的位置度公差。公差带如图 3-20b 所示，实际孔心应在公差值为的圆内区域。圆公差带的中心点的位置由相对于基准 A 和 B 的理论正确尺寸t确定。线的
17、位置度公差：被连接件具有一定厚度，孔组的轴线有位置度公差要求，被测孔组分布有两种形式，图 3-21a 所示为矩形布置孔组的位置度公差。公差带如图 3-21b 所示，实际孔组的每个被测轴线必须位于直径为公差值 的圆柱t区域内。公差带方位由相对于三基面体系 C,A,B 的理论正确尺寸所确定的。基准 C,A,B 相互垂直，构成空间之间坐标，按重要，较重要、次要一次排列，这种基准称为三基面体系。如图 3-22a 所示为圆形布置孔组的位置度公差。被测轴线必须位于直径为公差值 的圆柱区域内，公差带如图 3-22b 所示，平行于基准轴线 A 且圆心分t布在孔心圆为直径 D 的理论正确尺寸所确定的理想位置。面
18、的位置度公差：如图 3-23a 所示为面的位置度公差。公差带如图 3-23b所示，被测表面必须位于距离为公差值 t，公差带的方向取决于基准轴线 B 和基准平面 A,且基准 B 和 A 相互垂直，公差带的位置取决于正确尺寸所确定的理想位置，对称配置的两平行平面之间的区域。（2） 同轴度公差同轴度公差的被测要素是圆柱面轴线或圆锥面轴线。同轴度是指被测轴线应与基准轴线（或公共基准轴线）重合的精度要求。被测要素的理想位置为基准轴线，因此该理想位置相对于基准的理论正确尺寸为零，如图 3-24a 所示为轴线的同轴度公差。同轴度公差带是直径为公差值 且t基准轴线为轴线的圆柱面内区域，如图 3-24b 所示，被测要素 圆柱面2d的轴线必须位于直径为公差值 的圆柱区域内，且与公共基准轴线 A-Bt同轴。基准 A 与 B 在一条轴线上，这种基准称为公共基准。（3） 对称度公差对称度公差的被测要素是中心平面或轴线。对称度是指被测的提取导出要素应与基准中心要素重合，或者通过基准公称导出要素的精确要求，该理想位置相对于基准的理论正确尺寸为零，如图 3-25a 所示被测两平面的中心平面有对称度公差。公差带如图 3-25b 所示，被测中心平面必须位于距离为公差值 t 且相对于基准中心平面 A 对称配置的两平行平面之间的区域。
