公差与配合、工艺链

1、加工质量与工艺链主要内容：1、公差与配合2、工艺尺寸链3、形状和位置精度4、表面粗糙度1公差与配合公差与配合主要内容：主要内容：1 1、基本尺寸、基本尺寸2 2、极限尺寸、极限尺寸3 3、实际尺寸、实际尺寸4 4、极限尺寸偏差、极限尺寸偏差5 5、尺寸公差、尺寸公差6 6、公差带图及公差带、公差带图及公差带7 7、精度、精度8 8、基本偏差、基本偏差9 9、配合、配合10 10、配合制度、配合制度2公差与配合公差与配合1、基本尺寸：设计确定的尺寸。如图2.3.1所示的轴和孔都为15。2、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值，包含有最大极限尺寸和最小极限尺寸。33、实际尺寸：通过测量得到的实际尺寸

2、。由于实际零件表面存在形状误差，所以被测表面的不同部位的实际尺寸不尽相同。由于存在测量误差，所以通过测量所得的实际尺寸并非真实尺寸，而是一近似真实尺寸的尺寸。但经测量得到的尺寸应限制在极限尺寸范围内。如图2.3.2所示的轴径应在1498414966之间，孔径应在15019150 0 0之间，否则就不合格。4、极限尺寸偏差：极限尺寸与实际尺寸之差为尺寸偏差，可以为正值或负值。（1）极限偏差分为上偏差和下偏差。上偏差是指最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，孔和轴的上偏差分别用符号ES和es表示。 如图中轴的上偏差为149 8 4一150016 mm。44、极限尺寸偏差：极限尺寸与实际尺寸之差为尺

3、寸偏差，可以为正值或负值。（1）极限偏差分为上偏差和下偏差。上偏差是指最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，孔和轴的上偏差分别用符号ES和es表示。 如图中轴的上偏差为149 8 4一150016 mm。下偏差是指最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，孔和轴的下偏差分别用符号EI和ei表示。 如图中轴的下偏差为149 6 6150034mm。55、尺寸公差（简称公差）允许零件尺寸的变动量，即： 公差最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差下偏差如图中轴的公差为149 8 4一149 6 60018，或为（一 0016）一（一 00 3 4）0018 mm。6、公差带图及公差带（1）公差带图为了表示孔、轴

4、的偏差，公差与尺寸的关系，国标规定了公差带图，如图2.3.2（a）和图2.3.2（b）所示。零线表示基本尺寸，零线以上的偏差为正偏差，零线以下的偏差为负偏差，位于零线上的偏差为零。6（2）公差带是指在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线段所形成的区域。通常，孔的公差带用斜线表示，轴的公差带用网点表示。公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值，沿零线方向的长度可适当选取。在公差带图中，基本尺寸用mm表示，习惯上偏差和公差用户um表示。77、精度 尺寸公差的大小，表明零件对这个尺寸准确程度的要求。通常把零件尺寸的准确程度称为精度。 国家标准规定标准公差等级划分为20个精度等级，分别用IT01，IT

5、0，IT1，IT2，IT18表示，IT01级精度最高，公差最小，IT18级精度最低，公差最大。其中IT01IT12级用于配合尺寸，IT13IT18级用于非配合尺寸。图样中不标注公差大小的尺寸称为自由尺寸，一般按IT12-18级精度加工。88、基本偏差基本偏差是国标中规定的用以确定公差带相对于零线（表示基本尺寸的一条直线）位置的上偏差或下偏差，一般是指靠近零线的那个偏差。 当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差，用EI（孔）或ei（轴）表示；反之则为上偏差，用ES（孔）或es（轴）表示（见图2.3.3）。9101118f7为轴查公差带图，为负的上偏差，可得： es=-0.016mm查公差等级7

6、，可得：=0.018mm 故下偏差ei=es-=-0.016-0.018=-0.034mm所以加工的轴的尺寸应该在17.984和17.966之间。12例已知轴的基本尺寸为例已知轴的基本尺寸为50，公差等级为，公差等级为7 级，基本级，基本偏差代号为偏差代号为，写出公差带代号，并查出极限偏差值。，写出公差带代号，并查出极限偏差值。 解解: 公差带代号为公差带代号为50f7 公差带示意图公差带示意图 由轴由轴的极限偏差的极限偏差表查得表查得：上偏差为：上偏差为：0.025， 下偏差为：下偏差为：0.050，轴的尺寸可写为：轴的尺寸可写为： 或或50-0.025-0.050 30f7( ) -0.0

7、25-0.050国家标准已经相应的内容。可以直接查。149、配合：相同基本尺寸的包容面和被包容面装配在一起称为配合。如轴与孔的配合，键与槽的配合等。（1）配合尺寸：指相配合的基本尺寸。（2）配合的松紧度：由于配合的轴和孔的公差、精度不同，配合后的松紧程度也就不同。根据配合的松紧程度，国家标准分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。间隙配合：孔的尺寸减轴的尺寸为正或零时称孔的尺寸减轴的尺寸为正或零时称间隙配合。间隙配合。 此时此时孔的公差带孔的公差带在轴的在轴的公差带公差带之上。主要用之上。主要用于配合面间有相对运动的表面。于配合面间有相对运动的表面。151617孔孔轴轴图图 例：例：最大间隙最大间隙

8、最小间隙最小间隙最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙最大间隙最大间隙孔最大孔最大极限尺寸极限尺寸轴最小轴最小极限尺寸极限尺寸 最小间隙最小间隙孔最小孔最小极限尺寸极限尺寸轴最大轴最大极限尺寸极限尺寸 最小间隙为最小间隙为0 0过盈配合过盈配合基本尺寸相同的轴和孔相配，孔的尺寸减轴的尺基本尺寸相同的轴和孔相配，孔的尺寸减轴的尺寸为负或零时称过盈配合。此时轴的公差带在孔的公差带之上寸为负或零时称过盈配合。此时轴的公差带在孔的公差带之上 。主要用于主要用于配合面要求紧固无相对运动配合面要求紧固无相对运动的表面

9、。的表面。1819最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸孔孔轴轴图图 例：例：最大过盈最大过盈孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸轴最大极限尺寸轴最大极限尺寸 最小过盈最小过盈孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸 最小过最小过盈为盈为0 0过渡配合过渡配合基本尺寸相同的轴和孔相配，基本尺寸相同的轴和孔相配，孔的尺寸减轴的尺孔的尺寸减轴的尺寸可能为正也可能为负时称过渡配合寸可能为正也可能为负时称过渡配合。主要用于轴和孔配合有较好的对中性，且便于装拆的场合。孔径的实

10、际尺寸可能大于或小于轴径的实际尺寸，2010、配合制度 在机械产品中，有各种不同的配合要求，这就需要各种不同的孔、轴公差带来实现。 一种零件作为基准件，它的一种零件作为基准件，它的基本偏差固定基本偏差固定，通过改变另一，通过改变另一种种非基准件的基本偏差非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。 国家标准规定有两种基准制：基孔制和基轴制。（1 1）基孔制配合基孔制配合基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏差的轴公差带构成的各种配合称基孔制配合。差的轴公差带构成的各种配合称基孔制配合。 基孔制的孔为基基孔制的孔为基

11、准孔，其公差带在零线上方，且基本偏差（准孔，其公差带在零线上方，且基本偏差（下偏差下偏差）为零。）为零。21间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合基准孔基准孔220-0+基准孔的基本偏差代号为基准孔的基本偏差代号为“H”。公差带图：公差带图：（2 2）基轴制配合基轴制配合基本偏差为一定的基本偏差为一定的轴轴公差带公差带与不同基本偏与不同基本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合。基轴制的轴为基准差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合。基轴制的轴为基准轴，其公差带在零线下方，且轴，其公差带在零线下方，且基本偏差（上偏差）为零基本偏差（上偏差）为零。 基准制和孔、轴的公差值确定后，基准

12、孔（或基准轴）公差带的位置就相应确定，则可用非基准轴（或非基准孔）公差带的不同位置（基本偏差）来建立各种配合。23基准轴基准轴间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合24配合代号配合代号 配合代号用孔、轴公差带代号组成的配合代号用孔、轴公差带代号组成的分数式分数式表示，表示，分子分子表示表示孔孔的公差带代号，的公差带代号，分母分母表示表示轴轴的公差带代号。的公差带代号。例例1基本尺寸为基本尺寸为50mm，基孔制配合，孔的公差，基孔制配合，孔的公差等级为等级为8级，轴的基本偏差为级，轴的基本偏差为，公差等级为，公差等级为7 级，试级，试写出它们的基本尺寸和配合代号。写出它们的基本尺寸和配

13、合代号。 解：解： 根据配合代号的组成写为根据配合代号的组成写为: 50 H8 或或 50H8/f7 f7 由基本偏差系列图或查出孔、轴极限偏由基本偏差系列图或查出孔、轴极限偏差值，可得此配合为间隙配合差值，可得此配合为间隙配合 。工艺尺寸链1、尺寸链的定义2、工艺尺寸链的特征3、工艺尺寸链的组成4、增、减环的判定方法5、封闭环的判定封闭环的判定6、工艺尺寸链计算的基本公式261、尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭尺寸，称为尺寸链。封闭尺寸，称为尺寸链。 如图所示，用零件的表面如图所示，用零件的表面1 1来定位加工

14、表面来定位加工表面2 2，得尺寸，得尺寸 A A1 1。仍以表面仍以表面1 1定位加工表面定位加工表面3 3，保证尺寸，保证尺寸 A A2 2 ，于是，于是A A1 1 A A2 2 A A0 0连接连接成了一个封闭的尺寸组成了一个封闭的尺寸组，形成尺寸链形成尺寸链。 在机械加工过程中，同一个工件的各有关工艺尺寸所组在机械加工过程中，同一个工件的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为成的尺寸链，称为工艺尺寸链。工艺尺寸链。272、工艺尺寸链的特征工艺尺寸链的特征（1 1）尺寸链由一个尺寸链由一个自然形自然形成的尺寸与若干个成的尺寸与若干个直接获得的尺寸直接获得的尺寸所组所组成。成。 如图中，尺寸如

15、图中，尺寸A A1 1 、 A A2 2是直接获得的，是直接获得的， A A0 0是自然形成的。是自然形成的。其中，自然形成的其中，自然形成的尺寸大小尺寸大小和和精度精度受受直接直接获得的尺寸大小和精度的获得的尺寸大小和精度的影响，并且，自然形成的尺寸精度必然影响，并且，自然形成的尺寸精度必然低于低于任何一个直接获得的尺任何一个直接获得的尺寸精度。寸精度。 （2 2）尺寸链必然是封闭的且各尺寸按一定的顺序首尾相接。尺寸链必然是封闭的且各尺寸按一定的顺序首尾相接。283.3.工艺尺寸链的组成工艺尺寸链的组成 组成尺寸链的各个尺寸称为组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环尺寸链的环。图中的。图中的 A

16、 A1 1 、 A A2 2 、 A A0 0都是尺寸链的环，它们可分为：都是尺寸链的环，它们可分为： （1 1）封闭环封闭环 加工（或测量）过程中最后自然形成的一环称为加工（或测量）过程中最后自然形成的一环称为封闭环封闭环，如图中的如图中的A A0 0 。每个尺寸链只有。每个尺寸链只有一个封闭环一个封闭环。 （2 2）组成环组成环 加工（或测量）过程加工（或测量）过程中直接获得中直接获得的环称为的环称为组成环组成环。尺寸链。尺寸链中，除封闭环外的其他环都是组成环。中，除封闭环外的其他环都是组成环。如：如： A A1 1 、 A A2 2 。29（2 2）组成环）组成环按其对封闭环的影响又可分

17、为：按其对封闭环的影响又可分为：1 1）增环增环：尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封：尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封闭环的闭环的同向变动同向变动，则该类组成环称为，则该类组成环称为增环增环（图中的（图中的A A1 1 ）。）。2 2）减环减环：尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封：尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封闭环的闭环的反向变动反向变动，则该类组成环称为，则该类组成环称为减环减环（图中的（图中的A A2 2）。 同向变动同向变动是指该是指该组成环增大组成环增大时时封闭环也增大封闭环也增大，该组成环，该组成环减小时封闭环也减小；减小

18、时封闭环也减小； 反向变动反向变动是指该组成环增大时封闭环减小，该组成环减是指该组成环增大时封闭环减小，该组成环减小时封闭环增大。小时封闭环增大。304.4.增、减环的判定方法增、减环的判定方法 为了正确地判定增环与减环，可在尺寸链图上，为了正确地判定增环与减环，可在尺寸链图上，先给先给封闭环封闭环任意定出方向并画出箭头，任意定出方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，然后沿此方向环绕尺寸链回路，顺次给每一个组成环画出箭头。此时，凡顺次给每一个组成环画出箭头。此时，凡箭头方向箭头方向与与封闭环封闭环相反的相反的组成环为增环，相同的则为组成环为增环，相同的则为减环减环. .315.5.封闭环

19、的判定封闭环的判定当以表面当以表面3 3定位加工表面定位加工表面1 1而获得尺寸而获得尺寸A A1 1，然后以表面，然后以表面1 1为测量基准加工表为测量基准加工表面面2 2而直接获得尺寸而直接获得尺寸A A2 2，则自然形成，则自然形成的尺寸的尺寸A A0 0 即为封闭环。即为封闭环。但是，如果以加工过的表面但是，如果以加工过的表面1 1作测量作测量基准加工表面基准加工表面2 2，直接获得尺寸，直接获得尺寸A A2 2 ，再以再以2 2面为定位基准加工面为定位基准加工3 3面，直接获面，直接获得尺寸得尺寸A A0 0，此时，尺寸，此时，尺寸A A1 1便为自然形便为自然形成而成了封闭环。成而

20、成了封闭环。 所以，封闭环的判定必须根据所以，封闭环的判定必须根据零件加工的具体方案，紧紧抓住零件加工的具体方案，紧紧抓住“自自然形成然形成”这一要领。这一要领。32组合加工6 6、工艺尺寸链计算的基本公式、工艺尺寸链计算的基本公式 工艺尺寸链的计算方法有两种：工艺尺寸链的计算方法有两种：极值法和概率法极值法和概率法。目前。目前生产中多采用生产中多采用极值法极值法计算，下面仅介绍极值法计算的基本公式。计算，下面仅介绍极值法计算的基本公式。3334(1).封闭环基本尺寸封闭环基本尺寸式中式中 n 增环数目增环数目 m组成环数目组成环数目mniiniiAAA110352.封闭环的中间偏差封闭环的中

21、间偏差式中式中 封闭环中间偏差封闭环中间偏差 第第 组成环增环的中间偏差组成环增环的中间偏差 第第 组成环减环的中间偏差组成环减环的中间偏差mniinii1100ii中间偏差是指中间偏差是指上偏差与下偏差上偏差与下偏差的的平均值平均值EIES 2136(3).封闭环公差封闭环公差miiTT00(4)封闭封闭环极限偏差环极限偏差上偏差上偏差00021TES下偏差下偏差00021TEI37(5).封闭环极限尺寸封闭环极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸000ESAAmax000minEIAA(6).组成环平均公差组成环平均公差mTTiav,0(7).组成组成环极限偏差环极限偏差

22、上偏差上偏差下偏差下偏差iiiTES21iiiTEI2138(8).组成组成环极限尺寸环极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸iiiESAAmaxiiiEIAAmin三、实例分析工序尺寸三、实例分析工序尺寸 例：例： 如图所示的轴承碗，当以端面如图所示的轴承碗，当以端面 定位车削内孔端面定位车削内孔端面C时，图中标注出时，图中标注出的设计尺寸的设计尺寸A0不便直接测量。如果先不便直接测量。如果先按尺寸按尺寸A1的要求车出端面的要求车出端面A，然后以，然后以A面为基准去控制尺寸面为基准去控制尺寸X，则设计尺寸，则设计尺寸A0即可自然形成。在上述三个尺寸即可自然形成。在上述三个尺

23、寸A0 、 A1和和X所构成的尺寸链中，显然所构成的尺寸链中，显然A0是是封闭环，而封闭环，而A1和和X是组成环。现在的是组成环。现在的问题是，如何通过换算以求得尺寸问题是，如何通过换算以求得尺寸X。四、教学过程设计四、教学过程设计 为了较详细地了解尺寸换算中的问题，我们将设计图中的尺寸为了较详细地了解尺寸换算中的问题，我们将设计图中的尺寸 、 给出给出三组不同的公差（图三组不同的公差（图a），分别予以讨论。），分别予以讨论。 （1）当设计尺寸）当设计尺寸 ， 时，求解时，求解X的尺寸及其公差的尺寸及其公差（图（图b）mmA02 . 0030mmA01 . 0110a.计算基本尺寸：计算基本尺寸：10AXAmmmmAAX40)1030(10四、教学过程设计四、教学过程设计b.计算中间偏差：计算中间偏差：10Axmmmmx1 . 0)2 . 00(210mmmmA05. 0) 1 . 00(211mmmmAx15. 005. 01 . 010 四、