chap5公差和互换性

Chap5标准化与公差配合5－1互换性概述

一、互换性与公差的概念和作用

1、互换性的概念

1）从零件的互换性功能看，不必要求零件几何量制造的绝对准确，只要求零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格零件彼此充分近似。这个允许变动的范围叫做公差。

2）互换性要用公差来保证，在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些，以获得最大的技术经济效益。

二、互换性的种类

1.

完全互换性简称互换性，完全互换性以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。

2.

不完全互换性也称为有限互换性，在零部件装配时允许有附加的选择或调整。三、互换性的意义

1.

设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。

2.

制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。

3.

使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。四、几何量的误差与公差

1.

误差：尺寸，形状，位置，表面粗糙度。

2.公差：研究几何量的误差及控制范围，换言之，公差是允许的最大误差。

3.

区别：误差在加工中产生，而公差是在设计中给定。五、标准化

1.

标准的起源

为使工件有互换性，又须滿足设计与制造的要求就应制定一个标准。

2.

标准化概念

1）所谓标准是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特征性的文件。

2）所谓标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题规定共同的和重复使用的规则的活动。

五、标准化

3.标准化分类

1）我国《标准化法》的规定，按使用范围分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

2）按标准的作用范围，标准分为国际标准、区域标准、国家标准、地方标准和试行标准。

GB、HB、JB、CB*、QB5－2公差与配合

一、基本概念有关尺寸的术语定义

1）尺寸（SIZE）——用特定单位表示长度值的数字。

2）基本尺寸（Basicsize）——设计给定的尺寸。Dd

3）实际尺寸（Actualsize）——测得的尺寸。真值

实际尺寸基本尺寸有关尺寸的术语定义3）极限尺寸（Limitsofsize）——允许尺寸变化的两个界限{Da;da}

{Dmax>Da>dmax；dmax>da>dmin}4）实体状态和实体尺寸（Materialcondition，Materialsize）——{LMC，MMC，LMS，MMS}

2.关于尺寸偏差和公差的术语及定义1）尺寸偏差——deviation，某一尺寸减去基本尺寸的代数差。

（1）极限偏差{上偏差；下偏差}

孔{ES=Dmax-D；EI=Dmin-D}

轴{es=dmin-d；ei=dmin-d}

（2）实际偏差：{Ea=Da-D；ea=da-d}2）尺寸公差——tolerance，允许尺寸的变化量T

1、从极限尺寸入手：

TD=∣Dmax-Dmin∣

Td=∣dmax-dmin∣

2、从极限偏差看：

TD=∣ES-EI∣

Td=∣es-ei∣2.关于尺寸偏差和公差的术语及定义3）公差带：代表上下偏差所限定的一个区域。3.有关配合的术语及定义1）配合——基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

孔－轴：其差值为正是X；其差值为负是Y。

2）间隙配合——具有间隙（含Xmin=0）的配合。孔在轴的公差带之上。3）过盈配合——具有过盈（含Ymin=0）的配合。孔在轴的公差带之下。

3.有关配合的术语及定义4）过渡配合——可能具有X或Y的配合。

此时孔轴公差带相互交叠。公式用以上X，Y。5）配合公差——允许X或Y的变动量。

结论：配合精度与零件的加工精度有关，若要配合精度高，则应降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。5－3公差与配合标准一、公差等级

指确定尺寸精度的等级。由于零件和零件上不同部位的尺寸对精确程度的要求往往不相同，为了满足生产的需要，国家标准设置了20个公差等级。

IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…IT18

高

公差等级

低

小

公差数值

大

难

加工程度

易

IT6:标准公差6级或6级标准公差

∵D↑△D↑∴D↑T↑

故：标准公差与公差等级和基本尺寸有关。

二、基本偏差系列1、基本偏差

靠近零线的偏差。2、代号及特点

1）代号：共28个。

2）它决定了公差带相对于零线的位置，也决定了配合的性质。

3）特点：

a.轴：a-h,es

绝对值渐小；j-zc:ei

绝对值渐大。

b.孔:A-H,EI绝对值渐小；J-ZC:ES绝对值渐大。三、基准制1.基孔制-----是指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所形成的各种配合的一种制度。

a------h间隙es=Xmin

j------n过渡

p------zc

过盈2.基轴制-----是指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所形成的各种配合的一种制度。

A---H间隙EI=Xmin

J----N过渡

P---ZC过盈

四、基准制的选择1.一般情况下采用基孔制，特殊情况下采用基轴制。2.与标准件相配合时，基准制的选择通常依标准件而定。3.为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔轴公差带组成的配合。五、公差等级的选择原则1.当公差等级≤IT8时，推荐孔比轴低一级的配合，但对＞IT8级的配合，则应采用同级配合。2.选择时，既要满足设计要求，又要考虑工艺的可能性与经济性。即：在满足使用要求的前提下，尽量扩大公差值。5－4形位公差

零件在加工过程中，由于机床、刀具、夹具误差，装夹方式不正确，以及材料内应力和热变形等因素的影响，会产生形状和位置误差，称为形位公差。一、形状公差直线度：实际轮廓线或轴线对理想直线所允许的变动全量。平面度：实际表面对理想表面所允许的变动全量。圆度：指回转体径向截面上实际圆轮廓对理想圆所允许的变动全量。圆柱度：实际圆柱面对理想圆柱面所允许的变动全量。线轮廓度：实际轮廓线对理想轮廓线所允许的变动全量。面轮廓度：实际曲面对理想曲面所允许的变动全量。任意方向上的线

任意方向上的直线度是指被线在围绕其一周范围内的任意方向直线度要求。常用于表达回转体零件轴线的形状精度要求。

任意方向上的直线度的公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。平面度度公差

限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标。用于对实际平面的形状精度提出要求。

平面度的公差带是距离为公值t的两平行平面之间的区域。圆度公差

限制实际圆对理想圆的变动。圆度用于对回转体表面（圆柱、圆锥和曲线回转体）任一正截面的圆轮廓提出形状精度要求。

圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。圆柱度公差

限制实际圆柱面对理想圆的变动。圆柱度公差综合控制圆柱形状精度。可同时控制圆度、素线线的直线度、以及两条素线的平行度。

圆柱度的公差带是半径差为公值t的的两同轴圆柱面之间的区域。二、位置公差——定向平行度：被测实际要素对其与基准平行的理想要素所允许的变动全量。垂直度：被测实际要素对其与基准垂直的理想要素所允许的变动全量。倾斜度：被测实际要素对其与基准成任意给定角度的理想要素所允许的变动全量。二、位置公差——定位同轴度：被测实际轴线相对基准轴线所允许的变动全量。对称度：被测实际要素的对称中心面（线）对其理想对称平面（线）所允许的变动全量。位置度：被测实际要素实际位置对其理想位置所允许的变动全量。二、位置公差——跳动圆跳动：被测实际要素绕基准轴线做无轴向移动回转一周时，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。全跳动：被测实际要素绕基准轴线做无轴向移动回转，同时指示器沿理想素线连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。5－5表面粗糙度表面粗糙度指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。

一、表面粗糙度的实质

机械零件表面精度所研究和描述的对象是零件的表面形貌特性。

零件的表面形貌可以分为三种成分：

1.表面粗糙度

是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50。

2.表面波纹度

零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。

3.形状误差

零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。二、表面粗糙度对零件使用性能的影响影响零件的耐磨性

表面越粗糙，摩擦系数就越大，而结合面的磨损越快。影响配合性质的稳定性

对间隙配合来说，表面越粗糙，越易磨损，使工作边程中间隙增大。影响零件的强度影响零件的抗腐蚀性能三、表面粗糙度的表示基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得

基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料的方法获得

在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关说明和参数

符号意义及说明在上述三个带横线符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求

基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注

任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。