1、公差与测量技术,课程负责人：南秀蓉,http:/,省精品课程,一、序言（课程作用）,1、今后工作的一个方向产品质量检验 零件检验（或加工检测）。,2、为今后的课程及设计（课程设计、毕业设计及产品设计）工作打下良好基础。,7、具有很好的合作协助精神，共同完成项目检测，并养成一丝不苟的素养。,2、根据零件被测要素的要求，正确查用国家公差与配合标准内容和相 关表格；,3、根据图纸要求，正确选择实际生产中的计量器具，并了解结构，制订测量方案；,4、熟练、正确使用实际生产中的通用量具，测量零件几何量误差，并正确测量典型零件误差；,5、按照计量器具的要求，能熟练、正确地进行保养和维护；,6、能正确填写检测
2、报告，对检测数据科学处理，正确判断零件几何量合 格与否；,二、本课程的任务,一、任务的提出（旧标准）,项目一 外圆和长度测量,一、任务的提出（新标准）,项目一 外圆和长度测量,二、 互换性的概念和作用,1、互换性的概念：,机械产品在装配时，同一规格的零件或部件能够不经选择、不经修配、不经调整就能保证机械产品使用性能要求的一种特性（例：汽车、螺钉、白炽灯等）,2、互换性的意义：,运用互换性原理，组织专业化和协作化生产，形成规模经济，取得最佳经济效益,资讯,3、互换性的种类：,1）绝对互换（完全互换）：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。,2）有限互换
3、（不完全互换）：需经测量后，进行选配；或同一种规格的零件按尺寸公差不同划分、装配的方式。,此时的互换只能在划分出的组内进行用于高精度等级的零件生产。 如印刷机中齿轮与轴的配合等.,资讯,4、互换性的作用,1）从使用上：有了互换性，可以延长使用寿命。如：轴承、螺钉等的更换,2）从制造方面：是组织专业化、协作化生产的重要基础。桑塔纳汽车生产温州瑞立集团汽摩配生产德力西集团等也是现代企业生产基础，提高产品质量、降低生产成本。,4）从设计方面：便于CAD，缩短了设计周期和设计成本。新产品开发：如手表等。,5）从装配过程：提高装配质量，缩短周期，便于实现装配自动换，提高生产效率。,3）从维护方面,互换性
4、靠什么来保证？,四、零件的加工误差、公差和检测,1、加工误差：零件加工时，由于刀具、机床、量 具等方面的因素，任何一种加工方法车、铣、 刨、磨、镗、钻、数控加工等，不能保证加工出的 零件和图纸要求绝对一致。,误差实际要素和理想要素之间的差异,1）尺寸误差加工完的零件实际尺寸和理想尺寸之差,39.98,如要求加工40,2）形状误差零件的实际形状和理想形状差异,3）位置误差加工零件的表面、轴线、对称平 面等之间的相互位置与理想位置的差异。,4）表面粗糙度加工零件表面上具有较小间距 和峰谷所形成的微观的几何形状误差,宏观,微观,2、公差T的概念,公差 T允许尺寸、形状、位置误差变动的范围。,T 越小
5、，,公差设定的原则T尺寸 T位置 T形状表面粗糙度,3、检测：检验和测量,检验确定被检零件参数是否在极限范围内，从而判断合格与否。,测量测出量和标准值相比较，确定被测量的大小,加工越困难,三、计量标准,M20螺钉,M20的螺纹孔,标准,对螺纹M20制定了标准,厂家按该标准（大径、中径、螺距等生产）,标准分类,国家标准 GB,行业标准JB、YB等,地方、企业标准QB,国际标准 ISO,区域标准,四、尺寸术语（第二章 ）,（1）尺寸以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、 长度、宽度、深度、中心距、角度等,单位 mm,(2)孔和轴,孔通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（二平行平面或切
6、平面形成的包容面）。,轴通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（二平行平面或切平面形成的被包容面）。,（3）公称尺寸设计给定的尺寸。通过强度、刚度或机 械结构等方面计算或考虑确定的，一般取整数。它和 上、下偏差构成完整的尺寸。,（4）提取组成要素Da、da零件加工完成后，通过测量所得的孔、轴的尺寸。,测量时，由于量具、人员、测量方法等因素，造成实际尺寸和零件的真实尺寸有差异。,局部实际尺寸任何两相对点之间测得的尺寸。,20,提取组成要素应该是局部实际尺寸。所以测量时，应在不同截面、不同方向进行测量。获得的值是一个具体的值，而不是,（4）极限尺寸允许零件尺寸变化的两个界限值（极端值）,
7、如,上极限尺寸20.03,下极限尺寸19.98,判断零件合格与否,实际尺寸是否在两极限尺寸之间,2、偏差和公差术语,（1）偏差实际尺寸或极限尺寸减其公称尺寸所得代数差。,它可以是“+”、“”、0,（a）实际偏差Ea、ea实际尺寸和公称尺寸差的代数值。,孔 Ea =Da-D,轴 ea =da-d,（b）极限偏差极限尺寸公称尺寸的代数值。,上极限偏差上极限尺寸和公称尺寸差的代数值,孔 ES = Dmax D,轴 es = dmax d,下极限偏差下极限尺寸和公称尺寸差的代数值。,孔 EI = DminD,轴 ei = dmind,例：有一轴允许上极限尺寸20.05、 下极限尺寸 19.97，公称尺
8、寸20，求其上、下极限偏差。,es = 20.520 = +0.05,ei = 19.9720 = -0.03,尺寸公差T允许尺寸变动的范围,（2）公差允许尺寸、形状、方向、位置、跳动误差、表面粗糙度变动的范围。,孔的公差 Th=DmaxDmin=ES-EI,轴的公差 Ts=dmaxdmin=es-ei,公差为无符号的绝对值，但不允许为0,公差 T=0.05 -（-0.03）=0.08,（3）尺寸公差带图用图来表示尺寸的公差、上极限偏差、下极限偏差。,零线，表示公称尺寸,0,公称尺寸,零线上方为“+”，下方为“”,+,按适当比例画出上、下极限偏差所在的位置,Ts,如,40,+50,-30,单位
9、为微米m,3、配合术语,（2）间隙配合孔的尺寸减去相配轴的尺寸为正时的配合，即孔的尺寸大于轴的 尺寸或孔的公差带在轴的公差带的上方。,和轴40,0,+,-,Th,Ts,+40,-10,-25,40,（1）配合：公称尺寸相同的相互结合的孔与轴公差带之间的关系。,间隙量,最大间隙 Xmax=Dmaxdmin,=ES ei,=40 （-25）= 65m,最小间隙 Xmin= Dmin - dmax,=EI - es,=0 -（-10）= 10m,配合公差 Tf = Th + Ts,=Xmax-Xmin,=65-10=55 m,（3）过盈配合孔的尺寸减去相配轴的尺寸为负值的配合。即孔的尺寸小于轴的尺寸
10、或孔的公差带在轴的公差带下方。,例孔的尺寸35 和轴35 配合,-0.025,-0.040,+0.020,+0.010,0,+,-,Th,Ts,-25,+10,+20,35,-40,过盈量,=EI es,=（-40）- 20 = - 60 m,最小过盈 Y min= Dmax - dmin,=ES - ei,=（-25） - 10 = - 35m,配合公差 Tf = Th + Ts,= Y min - Y max,=15+10=25 m,最大过盈 Ymax =Dmin-dmax,= （-35） - （- 60）= 25 m,(4)过渡配合可能具有间隙也可能具有过盈的配合。孔的公差带和轴的公差带
11、重叠。,例孔的尺寸35 和轴35 配合,0,-0.040,+0.020,-0.010,0,+,-,Th,Ts,-10,+20,35,-40,最大过盈 Ymax = Dmin-dmax,最大间隙 Xmax=Dmaxdmin,= ES ei,=0-（-10）=10 m,= EI es = -（40）-20 = - 60m,例：公称尺寸80的孔和轴配合，Tf=49 m，Xmax=19 m，Th=30 m，ei=+11 m。试画出该配合的尺寸公差带图和配合公差带图，说明配合类别。,请看下图：,0,+,-,60,Th,Ts,Th,Ts,+60,-10,-30,+55,-5,-15,-35,这二对孔和轴的
12、配合,间隙配合,最大、最小配合间隙相等,可以有无数对的孔和轴组成，得到同样的结果,五、尺寸的公差与配合,1、标准公差,（1）标准公差等级,按GB/T1800.22009标准：,IT01、IT0、IT1、T2、IT18,基本尺寸5003150,IT1、IT2、IT3、IT18,基本尺寸1500,20个等级,高,低,高,低,18个等级,（2）公差值,T = ai,标准公差数值表P13表21,a公差等级系数,i标准公差因子,公称尺寸500时，,公称尺寸5003150时，,（3）尺寸分段,如果每一个尺寸都有不同的公差，那么公差等级系列会很庞大。,I=0.004D+2.1,2、标准偏差,（1）基本偏差及
13、代号,前述对公差进行了标准化，即公差带有了大小，但公差带区域相对零线的位置却未定,基本偏差靠近0线的上极限偏差或下极限偏差。,代号在26个拉丁字母中去掉：,L、,I、,O、,Q、,W,（i、l、o、q、w）,同时增加CD、,EF、,FG、,JS、,ZA、,ZB、,ZC,（cd、ef、js、za、zb、zc）,4、偏差系列 （1）基本偏差及代号,（2）表示方法公称尺寸+基本偏差+公差等级,（3）查表方法,如：50H8,查基本偏差,查公差值,计算另一偏差,例： 50H8确定其上、下极限偏差,基本偏差为H,计算另一偏差,0（可查表P20-24）,下极限偏差EI,查公差值,8,39m,上极限偏差ES=
14、EI+IT8=0+39=+39 m,练习：查表,1、24f6,基本偏差为上极限偏差es f= - 20m,公差IT6=13,下极限偏差ei=-20-13= - 33m,24f6（ ）,-0.033,-0.020,2、50js7,50js7（0.012）,3、30k8,30k8（ ）,0,+0.033,30k7,（ ）,+0.002,+0.023,4、35P6,35P6（ ）,-0.037,-0.021,六、国家计量法,我国于1985年9月经第六届全国人民代表大会常务委员会通过发布了中华人民共和国计量法。,1、计量标准器具,1）计量基准,2）计量标准,2、计量检定,1）新制造的计量器具，由于设计
15、、加工和装配等各种原因引起的误差是否在允许的范围内，必须由一定等级的计量标准来检定，判断其是否合格。,2）使用过程中的计量标准器和工作计量器具，由于使用中的磨损、环境影响和使用不当等原因，也会引起计量参数的变化，需要定期采用一定等级的计量标准对其检定，判断其是否合格。,3、计量器具的管理,计量法规定，制造、修理计量器具的企事业单位，必须具备与所制造、修理的计量器具相适应的设施、人员和检定仪器设备，经县级以上人民政府计量行政部门考核合格，取得制造计量器具许可证或者修理计量器具许可证。,1.计量检定人员: 必须经县级以上人民政府计量行政部门考核合格，并取得计量检定证件。,2.检验机构，需经省级以上
16、人民政府计量行政部门所属的计量检定机构或者被授权的技术机构按照（1）计量检定、测试设备的性能；（2）计量检定、测试设备的工作环境和人员的操作技能；（3）保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度三方面进行考核。考核合格后，由接受申请的省级以上人民政府计量行政部门发给计量认证合格证书。,七、外圆和长度检测,1、实训目的,1）熟悉游标卡尺、深度游标卡尺的结构及使用方法,2）外径千分尺的结构及使用方法,3）工具显微镜的结构及使用,1主尺，2、3内测量爪，4紧固螺钉，5游标框，6测深尺，7游标，8、9外测爪,深度游标卡尺,外径千分尺,深度千分尺,壁厚千分尺,杆杠千分尺,3、游标卡尺的种类,1
17、）测量范围：,0-150mm,0-200mm,0-300mm,0-500mm,0-1000mm,0-2000mm,0-3000mm,2）分度值,0.02mm,0.05mm,4、游标卡尺使用步骤,2）校对游标卡尺的零位。,若零位不能对正时，记下此时得代数值，将零件的各测量数据减去该代数值,3）用游标卡尺测量标准量块，根据标准量块值熟悉掌握游标尺卡脚和工件接触的松紧程度,4）根据零件的图纸标注要求，选择合适的游标卡尺和深度游标卡尺,1）擦干净零件被测表面和千分尺的测量面,6）测量外圆时，可用不同分度值的计量器具测量，对结果进行比较，判断测量的准确性,7）将这些数据取平均值并和图纸要求比较，判断其合
18、格性,5）如果测量外圆，应在圆柱体不同截面、不同方向测量35点，记下读数；若测量长度，可沿圆周位置测量几点，记录读数,5、千分尺的种类,测量范围：,0-25,25-50,50-75,75-100,100-125,分度值：,0.01mm,6、千分尺使用步骤,1）擦干净零件被测表面和千分尺的测量面,2）校对外径千分尺的零位,3）根据零件的图纸标注要求，选择合适规格的千分尺,4）如果测量外圆，应在圆柱体不同截面、不同方向测量35点，记下读数；若测量长度，可沿圆周位置测量几点，记录读数,5）将这些数据取平均值并和图纸要求比较，判断其合格性,7、使用外径千分尺注意事项,1）外径千分尺是一种精密的量具，使
19、用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击和碰撞。千分尺内有一精密的细牙螺纹，使用时要注意：,微分筒和测力装置在转动时不能过分用力；,当活动测头与固定测头卡住被测工件或锁住锁紧装置时，不能强行转动微分筒,当转动微分筒带动活动测头接近被测工件时，一定要改用测力装置旋转接触被测工件，不能直接旋转微分筒测量工件,2）外径千分尺的尺架上装有隔热装置，以防手温引起尺架膨胀造成测量误差。所以测量时，应手握隔热装置，尽量减少手和千分尺金属部分接触,3）外径千分尺使用完毕，应用布擦干净，在固定测头和活动测头的测量面间留出空隙，放入盒中。如长期不使用可在测量面上涂上防锈油，置于干燥处,1测高表架，2支杆，3滑槽
20、，4物镜，5立臂，6旋手， 7定位表架，8旋手，9旋手，10光学分度台，11显微镜镜架，12显微镜镜架升降旋手，13旋手，14量块架，15旋手,万能工具显微镜,投影读数系统：X坐标玻璃分划尺的刻线在照明系统的照明下，由投影物镜通过转像系统成像于投影屏上，并在投影屏上进行读数。Y坐标读数系统的光路也基本相同。,1）仪器的光学系统的组成：仪器的光学系统由瞄准显微镜系统和投影读数系统组成。,8、工具显微镜测量,瞄准显微镜系统：照明灯通过聚光镜、可变光栏、滤色片和反光镜照明置于玻璃工作台上的被测件，显微镜的物镜及棱镜的转折将被测件清晰地成像于米字分划板上，最后用目镜进行瞄准。,在测量过程中，每进行一次瞄准后，需作一次读数。同一X坐标值Y方向先后两次读数之差值，即为先后瞄准对应的两个被测位置时该坐标Y滑台的移动量，也就是Y方向被测尺寸的测量值；同样，同一Y坐标值X方向先后两次读数之差值，即为先后瞄准对应的两个被测位置时该坐标X滑台的移动量，也就是X方向被测尺寸的测量值。角度测量的基本原理与上类似，在供测量角度的附件中设置有精密的转动轴系，角度基准元件光学度盘及相应的角度读数装置。,2）操作步骤,
