第九章_零件的技术要求

1、 第二节第二节 形状和位置公差形状和位置公差 第一节第一节 极限与配合极限与配合 第三节第三节 表面粗糙度表面粗糙度 零件图是设计部门提交给生产部门的重要零件图是设计部门提交给生产部门的重要技术文件，是制造、加工和检验零件的依据。技术文件，是制造、加工和检验零件的依据。 一张完整的零件图，除了完整、清晰地表一张完整的零件图，除了完整、清晰地表达出零件内、外形状和结构外，零件图中必须达出零件内、外形状和结构外，零件图中必须用规定的代号、数字和文字简明地表示出在制用规定的代号、数字和文字简明地表示出在制造和检验时所应达到的技术要求。零件的技术造和检验时所应达到的技术要求。零件的技术要求包括：尺寸公

2、差、形位公差、表面粗糙度要求包括：尺寸公差、形位公差、表面粗糙度（表面特征）、热处理等。本章只介绍常用的（表面特征）、热处理等。本章只介绍常用的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度。热处理和尺寸公差、形位公差、表面粗糙度。热处理和表面处理将在后续课程中讲述。表面处理将在后续课程中讲述。第九章第九章 零件图上的技术要求零件图上的技术要求第一节第一节 极限与配合极限与配合一、互换性概念一、互换性概念 在相同规格的一批零件中，不用在相同规格的一批零件中，不用选择，不经修配就能装在机器上，达选择，不经修配就能装在机器上，达到规定的性能要求，零件的这种性质到规定的性能要求，零件的这种性质就称为互换性。就称为互

3、换性。 在现代机器制造业中，为了达到在现代机器制造业中，为了达到成批或大量生产的目的，必须按照互成批或大量生产的目的，必须按照互换性的原则进行生产。它可以提高效换性的原则进行生产。它可以提高效率，降低成本，保证质量。率，降低成本，保证质量。二、尺寸与尺寸公差二、尺寸与尺寸公差（1）基本尺寸）基本尺寸 （2）实际尺寸）实际尺寸 （3）极限尺寸）极限尺寸（4）尺寸偏差）尺寸偏差（5）尺寸公差）尺寸公差1）基本尺寸基本尺寸： 设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。 2）实际尺寸实际尺寸：通过测量所得的尺寸。：通过测量所得的尺寸。3）极限尺寸极限尺寸 ：允许尺寸变化的两个极限：允许尺寸变化的两个极限值，分最

4、大极限尺寸和最小极限尺寸。值，分最大极限尺寸和最小极限尺寸。4）尺寸偏差尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差，简称偏差。最得的代数差称为尺寸偏差，简称偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为称为上偏差上偏差，孔、轴的上偏差分别用，孔、轴的上偏差分别用ES和和es表示。最小极限尺寸减其基本尺寸所得表示。最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为的代数差，称为下偏差下偏差，孔、轴的下偏差，孔、轴的下偏差分别用分别用EI和和ei 表示。表示。公差带图公差带图 用零用零线表示基本尺寸，线表示基本尺寸，上方为正，下方为

5、上方为正，下方为负，用矩形的高表负，用矩形的高表示尺寸的变化范围示尺寸的变化范围（公差），矩形的（公差），矩形的上边代表上偏差，上边代表上偏差，矩形的下边代表下矩形的下边代表下偏差，距零线近的偏差，距零线近的偏差为基本偏差。偏差为基本偏差。公差带图公差带图5）尺寸公差尺寸公差（简称公差）：允许尺寸（简称公差）：允许尺寸的变动量。的变动量。 公差公差 = 最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限最小极限尺寸尺寸=上偏差上偏差下偏差下偏差例：孔的尺寸例：孔的尺寸50 +0.0250ES=+0.025EI=0公差公差 = ES- EI=0.025例：轴的尺寸例：轴的尺寸50 -0.025es=-0.025

6、ei=-0.041公差公差 = es- ei=-0.025-(-0.041)=0.016-0.0416) 标准公差标准公差 国家标准规定的公差国家标准规定的公差值，其大小由两个因素决定，一个是公值，其大小由两个因素决定，一个是公差等级，另一个是基本尺寸。差等级，另一个是基本尺寸。国家标准（国家标准（GB/T1800.31998）将公差）将公差划分为划分为20个等级，分别为个等级，分别为IT01、TI0、IT1、IT2IT17、IT18。其中。其中IT01精精度最高，度最高，IT18精度最低。精度最低。 机器零件的尺寸精确程度愈高，加工机器零件的尺寸精确程度愈高，加工成本也愈高，因而在选用公差等

7、级时，在成本也愈高，因而在选用公差等级时，在满足要求的前提下，应尽可能选用较低的满足要求的前提下，应尽可能选用较低的公差等级。公差等级。基本偏差基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置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上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个偏差。那个偏差。 基本偏差系列基本偏差系列 根据实际需要，国家标准分别对孔根据实际需要，国家标准分别对孔和轴各规定了和轴各规定了28个不同的基本偏差。用个不同的基本偏差。用字母或字母组合表示，孔的基本偏差代字母或字母组合表示，孔的基本偏差代号用大写字母表示，轴的基本偏差代号号用大写字母表示，轴的基本偏差代号用小写

8、字母表示。用小写字母表示。基本偏差系列基本偏差系列（1）对于孔，）对于孔，AH的基本偏差为下偏差的基本偏差为下偏差（EI），），JZC的基本偏差为上偏差（的基本偏差为上偏差（ES）;对于轴，对于轴，ah的基本偏差为上偏差（的基本偏差为上偏差（es），），jzc的基本偏差为下偏差（的基本偏差为下偏差（ei）。）。（2）孔）孔AH与轴与轴ah各个相应的基本偏差各个相应的基本偏差对称地分布于零线，即对称地分布于零线，即EI=ei。（3）大于）大于IT7（根据附表（根据附表5-3可查得）的可查得）的PZC与与pzc各个相应的基本偏差同样对称地各个相应的基本偏差同样对称地分布于零线，即分布于零线，即-E

9、S=ei。 偏差分布的规律：偏差分布的规律：（4）孔）孔JS和轴和轴js的公差带一般对称地分布的公差带一般对称地分布于零线两边，故其基本偏差为上偏差（于零线两边，故其基本偏差为上偏差（+IT/2）或下偏差（或下偏差（-IT/2）都可以。）都可以。（5）孔）孔H和轴和轴h的基本偏差都为零。的基本偏差都为零。 根据公差带的定义，只要知道孔、轴的基本根据公差带的定义，只要知道孔、轴的基本偏差和标准公差，就可以算出孔、轴的另一偏差和标准公差，就可以算出孔、轴的另一个偏差。个偏差。 对于孔对于孔:IT=ES-EI，所以，上偏差，所以，上偏差ES=EI+IT，下偏差，下偏差EI=ES-IT。对于。对于轴轴

10、:IT=es-ei，所以，上偏差，所以，上偏差es=ei+IT，下偏，下偏差差ei=es-IT。 基本偏差表基本偏差表基本偏差表基本偏差表公差带代号用公差带代号用基本偏差代号基本偏差代号的字母的字母和和公差等级代号公差等级代号的数字两部分表示。的数字两部分表示。如如H7、F6表示孔的公差带，表示孔的公差带，h6、k6表示轴的公差带。表示轴的公差带。公差带代号公差带代号极限偏差表极限偏差表极限偏差表极限偏差表三、配合三、配合1.配合配合 基本尺寸相同的、相互结合的基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。孔和轴公差带之间的关系。2、“间隙间隙”或或“过盈过盈” 孔的尺寸减去相配合的轴和尺

11、寸所孔的尺寸减去相配合的轴和尺寸所得的代数差，此差值为正时是得的代数差，此差值为正时是间隙间隙（即（即孔大于轴），为负时是孔大于轴），为负时是过盈过盈（即轴大于（即轴大于孔），孔），3、.配合种类配合种类（1）间隙配合间隙配合：具有间隙（包括最小间：具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。此时孔的公差带在轴隙等于零）的配合。此时孔的公差带在轴的公差带之上。的公差带之上。（2）过盈配合过盈配合：具有过盈（包括最：具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时孔的公小过盈等于零）的配合。此时孔的公差带在轴的公差带之下。差带在轴的公差带之下。（3）过渡配合过渡配合：可能具有间隙或过盈的：可能具有间隙或过盈

12、的配合。此时孔、轴的公差带重叠。配合。此时孔、轴的公差带重叠。4、配合的基准制、配合的基准制 国家标准规定了两种常用基准制国家标准规定了两种常用基准制1）基孔制基孔制：基本偏差为一定的孔的公差：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形成各种配带与不同基本偏差的轴的公差形成各种配合的一种制度。基孔制配合中的孔称为基合的一种制度。基孔制配合中的孔称为基准孔，其基本偏差代号为准孔，其基本偏差代号为H，下偏差，下偏差EI=0。2）基轴制基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带：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形成各种配合与不同基本偏差的孔的公差形成各种配合的一种制度。基轴制配合

13、中的轴称为基准的一种制度。基轴制配合中的轴称为基准轴，其基本偏差代号为轴，其基本偏差代号为h，上偏差，上偏差es=0。基孔制与基轴制基孔制与基轴制 一般情况下，一般情况下，优先使用基孔制合优先使用基孔制合，这是因为加工孔比加工轴困难。当用冷这是因为加工孔比加工轴困难。当用冷拉钢作轴（不需要进行切削加工），或拉钢作轴（不需要进行切削加工），或者是在同一基本尺寸的轴上要求不同配者是在同一基本尺寸的轴上要求不同配合时，或与标准件如滚动轴外圈配合等合时，或与标准件如滚动轴外圈配合等情况下，才采用基轴制配合。情况下，才采用基轴制配合。 间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞g6H7m6m6+0fD_错误

14、错误G7M7h6M7+0fD_正确正确基孔制与基轴制基孔制与基轴制四、极限与配合在图样上的标注四、极限与配合在图样上的标注1）公差带代号）公差带代号公差带代号用公差带代号用基本偏差代号基本偏差代号的字母的字母和和公差等级代号公差等级代号的数字两部分表示。的数字两部分表示。如如H7、F6表示孔的公差带，表示孔的公差带，h6、k6表示轴的公差带。表示轴的公差带。2）配合代号）配合代号配合代号用孔、轴公差带代号组合表示，配合代号用孔、轴公差带代号组合表示，写成分数形式。例如写成分数形式。例如50H8/f7。50表示表示孔、轴基本尺寸，孔、轴基本尺寸，H8表示孔的公差带代号，表示孔的公差带代号，f7表

15、示轴的公差带代号，表示轴的公差带代号，H8/f7表示配合代表示配合代号。在配合代号中，凡孔的基本偏差为号。在配合代号中，凡孔的基本偏差为H者，表示者，表示基孔制基孔制配合，凡轴的基本偏差为配合，凡轴的基本偏差为h者，表示者，表示基轴制基轴制配合。配合。极限与配合在图样上标注形式极限与配合在图样上标注形式在零件图中的标注形式有三种：标注基本尺在零件图中的标注形式有三种：标注基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）；注公差带寸及上、下偏差值（常用方法）；注公差带代号；注公差带代号又注上、下偏差；代号；注公差带代号又注上、下偏差；（1）标注公差带的代号，这种标注法和）标注公差带的代号，这种标注法和采用专用

16、量具检验零件统一起来，适应采用专用量具检验零件统一起来，适应大批量生产的需要，不需标注偏差数值。大批量生产的需要，不需标注偏差数值。极限与配合在图样上标注形式极限与配合在图样上标注形式极限与配合在图样上标注形式极限与配合在图样上标注形式（2）标注偏差数值，这种注法主要用）标注偏差数值，这种注法主要用于小量或单件生产，以便加工和检验时于小量或单件生产，以便加工和检验时减少辅助时间。减少辅助时间。（3）标注公差带代号和偏差数值，在）标注公差带代号和偏差数值，在生产批量不明时，可将偏差数值和公差生产批量不明时，可将偏差数值和公差带代号同时标注。带代号同时标注。极限与配合在图样上标注形式极限与配合在图

17、样上标注形式当标准件、外购件与零件的配合时，当标准件、外购件与零件的配合时，可以只标注相配零件的公差带。可以只标注相配零件的公差带。查表举例查表举例 例：确定例：确定50 H7/f6中孔和轴的上下、偏差值。中孔和轴的上下、偏差值。解：解： H7/f6是基孔制常用间隙配合。基本尺寸是基孔制常用间隙配合。基本尺寸50属于大于属于大于4050尺寸分段。尺寸分段。从附表从附表5-1查得查得IT7为为25m，IT6为为16m。从附。从附表表5-2、5-3查得基本偏差代号查得基本偏差代号f，公差等级为，公差等级为6的偏差代号为上偏差的偏差代号为上偏差es=-25m。基准孔。基准孔H的基的基本偏差为下偏差本

18、偏差为下偏差EI=0。 所以孔所以孔50H7的上偏差的上偏差 ES=EI+IT=0+25=+25m。 轴轴50f6的下偏差的下偏差ei=es-IT=-25-16=-41m。也可直接从附表也可直接从附表5-4、附表、附表5-5中大于中大于4050的的尺寸分段及相应的公差带处查得孔和轴的上、尺寸分段及相应的公差带处查得孔和轴的上、下偏差。下偏差。 从附表从附表5-5可查得基准孔可查得基准孔50 H7的上、下偏的上、下偏差分别为差分别为+25 ，0 m。即。即50+0.025 从附表从附表5-4可查得相配孔可查得相配孔50 f6的上、下偏的上、下偏差分别为差分别为-25m，-41m。即即50-0.0

19、25 例：确定例：确定50 H7/f6中孔和轴的上下、偏差值。中孔和轴的上下、偏差值。查表举例查表举例 0-0.041 例：确定例：确定28S7/h6中孔和轴的上、下偏差值。中孔和轴的上、下偏差值。查表举例查表举例 从附表从附表5-4可查得基准轴可查得基准轴28h6的的上、下偏差分别为上、下偏差分别为0，-13m。即。即28 0 从附表从附表5-5可查得相配孔可查得相配孔28S7的的上、下偏差分别为上、下偏差分别为-27m，-48m。即即28-0.027-0.013-0.048第二节第二节 形状和位置公差形状和位置公差1、形状和位置公差的初步概念、形状和位置公差的初步概念在生产实际中，经过加工

20、的零件，不但会产生在生产实际中，经过加工的零件，不但会产生尺寸误差，而且会产生形状和位置上的误差。尺寸误差，而且会产生形状和位置上的误差。形状误差位置误差形状误差和位置误差会影响零件的使用形状误差和位置误差会影响零件的使用性能，因此，必须对零件的重要表面和性能，因此，必须对零件的重要表面和轴线规定出形状和位置误差的最大允许轴线规定出形状和位置误差的最大允许值，即形状和位置公差，简称形位公差。值，即形状和位置公差，简称形位公差。形状和位置公差的有关术语、定义形状和位置公差的有关术语、定义（1）形状公差：形状公差：是指单一实际要素的形是指单一实际要素的形状对其理想要素形状的变动量。状对其理想要素形

21、状的变动量。（2）位置公差：位置公差：是指关联实际要素的位是指关联实际要素的位置对其理想要素位置的变动量。置对其理想要素位置的变动量。（3）要素：要素：要素是指零件上的特征部分要素是指零件上的特征部分-点、线或面。要素可以是实际存在的点、线或面。要素可以是实际存在的零件轮廓上的点、线或面，也可以是由实零件轮廓上的点、线或面，也可以是由实际要素取得的轴线或中心平面等。际要素取得的轴线或中心平面等。（4）被测要素：被测要素：给出了形位公差要求的给出了形位公差要求的要素。要素。（5）基准要素：基准要素：用来确定被测要素方向、用来确定被测要素方向、位置的要素。位置的要素。（6）公差带：公差带：限制实际

22、要素变动的区限制实际要素变动的区域，公差带有形状、方向、位置、大小域，公差带有形状、方向、位置、大小等属性。公差带的主要形状有两等距直等属性。公差带的主要形状有两等距直线之间的区域、两等距平面之间的区域、线之间的区域、两等距平面之间的区域、圆内的区域、两同心圆之间的区域、圆圆内的区域、两同心圆之间的区域、圆柱面内的区域、两同轴圆柱面之间的区柱面内的区域、两同轴圆柱面之间的区域、球内的区域、两等距曲线之间的区域、球内的区域、两等距曲线之间的区域和两等距曲面之间的区域等。域和两等距曲面之间的区域等。形位公差的代号及标注形位公差的代号及标注 形位公差的代号形位公差的代号定定向向定定位位形状和位置公差

23、的标注形状和位置公差的标注公差框格 在图样上标注形位公差时，应有公差框格、被在图样上标注形位公差时，应有公差框格、被测要素和基准要素（对位置公差）三组内容。测要素和基准要素（对位置公差）三组内容。被测要素的标注被测要素的标注标注形位公差时标注形位公差时, 用带箭头的指引线将框用带箭头的指引线将框格与被测要素相连。当被测要素是轮廓线格与被测要素相连。当被测要素是轮廓线或表面时，指引线的箭头应指向被测要素或表面时，指引线的箭头应指向被测要素的轮廓线或其延长线上。并明显地与尺寸的轮廓线或其延长线上。并明显地与尺寸线错开。线错开。当被测要素是轴线时，指引线的箭头应与当被测要素是轴线时，指引线的箭头应与

24、该要素尺寸线的箭头对齐，指引线箭头所该要素尺寸线的箭头对齐，指引线箭头所指方向是公差带的宽度方向或直径方向。指方向是公差带的宽度方向或直径方向。当被测要素为各要素的公共轴线或公共中当被测要素为各要素的公共轴线或公共中心平面时，指引线箭头可直接指在轴线或心平面时，指引线箭头可直接指在轴线或中心线上。中心线上。被测要素的标注被测要素的标注基准要素的标注基准要素的标注基准要素用基准符号表示，基准符号为基准要素用基准符号表示，基准符号为带小圆的大写字母用细实线与粗的短横带小圆的大写字母用细实线与粗的短横线相连。线相连。采用基准代号标注，应在公差框格采用基准代号标注，应在公差框格的第三格内填写与基准代号

25、相同的的第三格内填写与基准代号相同的字母。字母。基准要素的标注基准要素的标注当基准要素是轮廓线或表面时，基准符号当基准要素是轮廓线或表面时，基准符号的连线应垂直于基准要素的轮廓线或其延的连线应垂直于基准要素的轮廓线或其延长线。并明显地与尺寸线错开。长线。并明显地与尺寸线错开。当基准要素是轴线、中心平面时，基准符当基准要素是轴线、中心平面时，基准符号的连线应与该要素尺寸线的箭头对齐。号的连线应与该要素尺寸线的箭头对齐。基准要素的标注基准要素的标注形位公差标注示例形位公差标注示例 第三节第三节 表面粗糙度表面粗糙度零件加工时，由于刀具在零件表面上留下零件加工时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削

26、分裂时表面金属的塑性变形的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形等影响，使零件存在着间距较小的轮廓峰等影响，使零件存在着间距较小的轮廓峰谷，如图所示。这种表面上具有较小间距谷，如图所示。这种表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度表面粗糙度。表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性、密封性、外观要求等影强度、抗腐性、密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的要响很大，因此，零件表面的粗糙度的要求也有不同。一般说来，凡零件上有配求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，

27、表面粗糙合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。评定表面粗糙度的高度度参数值要小。评定表面粗糙度的高度参数有：轮廓算术平均偏差参数有：轮廓算术平均偏差Ra，轮廓最，轮廓最大高度大高度RZ。优先选用轮廓算术平均偏差。优先选用轮廓算术平均偏差Ra。第三节第三节 表面粗糙度表面粗糙度轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数dxxYLRaL0)(1在零件表面的一段取样长度在零件表面的一段取样长度lr （用于判断表面（用于判断表面粗糙度特征的一段中线长度）内，轮廓线上的粗糙度特征的一段中线长度）内，轮廓线上的点到中线的距离绝对值的算术平均值用点到中线的距离绝对

28、值的算术平均值用Ra 表表示。用公式表示为示。用公式表示为表面粗糙度的代（符）号及其标注表面粗糙度的代（符）号及其标注 GB/T 1311993规定了表面粗糙度代规定了表面粗糙度代号、符号及其注法。号、符号及其注法。在在GB/T1312006中规定，表面粗中规定，表面粗糙度符号是由规定的符号和有关参糙度符号是由规定的符号和有关参数值组成的。数值组成的。在在GB/T1312006中规定，表面粗糙度中规定，表面粗糙度符号是由规定的符号和有关参数值组成符号是由规定的符号和有关参数值组成的。的。表面粗糙度符号的画法，其中表面粗糙度符号的画法，其中d=0.1h，H1=1.4h，H2=2.1h，h为为零件

29、图中的字体高度。零件图中的字体高度。表面粗糙度的符号、代号及意义表面粗糙度的符号、代号及意义（GB.T1311993）Ra数值与表面光洁度等级比较和应用举例数值与表面光洁度等级比较和应用举例表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注（1）表面粗糙度代号一般注在可见轮廓）表面粗糙度代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。（2）符号尖）符号尖端必须从材料端必须从材料外指向表面，外指向表面，表面粗糙度代表面粗糙度代号中数字及符号中数字及符号的方向必须号的方向必须按图中的规定按图中的规定标注。标注。代号中数字的方向代号中数字的方向必须与尺寸数字的必须与尺寸数字的方向一致。对其中方向一致。对其中使用最多的一种代使用最多的一种代(符符)号可统一标注号可统一标注在图样的右上角，在图样的右上