尺寸标注、公差配合和尺寸链

关于尺寸标注、公差配合和尺寸链第1页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三2尺寸标注有多处错误：1、尺寸标注封闭；2、没有基准；3、公差不合理，加工不出来;4、尺寸该不该都标注公差？第2页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三31、992和1012的公差都为±0.5，合理吗？2、±0.5的公差取值合理吗？第3页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三4日新二层三组跨屋面梁（2-05）应该以中心线为基准标准，仅标注一边就可1、尺寸封闭；2、要避免链式标注；3、不需要公差；4、对称件以中心线为基准，仅标注一边即可第4页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三5日新屋面端梁（2-06）以中心线为基准，仅标注一边即可1、6个13的孔位置对称，应以中心线为基准；2、孔位尺寸尽量采用阶梯式标注。3、±1的公差太大，无法装配，如改为阶梯式标注的为±0.5,。第5页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三6日新二层三组跨屋面端梁（2-08）1、1275、1185、134为链式标注，公差值将取较小值；2.、上述三尺寸标注位置应该取孔中心；应该以中心线为基准，阶梯式标注第6页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三7日新地梁针对该图纸进行讨论第7页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三8一、尺寸标注

设计人员完成产品设计后，必须将其思想传递到制造车间。这种思想的传递通常用图样的形式体现。产品的尺寸是“用线段、符号、注释等定义一个零（部）件的尺寸和(或）几何特征，并用合适的测量单位表达的，同时显示在图样上或其他文档上的一个数值”。

第8页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三9（一）标注尺寸的基本规则a.

尺寸数值为零件的真实大小，与绘图比例及绘图的准确度无关。b.

以毫米为单位，如采用其它单位时，则必须注明单位名称。c.

图中所注尺寸为零件完工后的尺寸。d.

每个尺寸一般只标注一次，并应标注在最能清晰地反映该结构特征的视图上。第9页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三10e.

尺寸配置合理

功能尺寸应直接注出;同一要素的尺寸应尽可能集中标注;如孔的直径和深度、槽的深度和宽度等;尽量避免在不可见的轮廓线上标注尺寸。第10页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三11正确：要符合国家标准的有关规定。完全：要标注制造零件所需要的全部尺寸，不遗漏，不重复。清晰：尺寸布置要整齐、清晰，便于阅读。合理：标注的尺寸要符合设计要求及工艺要求。（二）标注尺寸的基本要求第11页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三12

一、基本方法形体分析法

将组合体分解为若干个基本体和简单体，在形体分析的基础上标注三类尺寸。⑴定形尺寸确定各基本体形状和大小的尺寸。⑵定位尺寸确定各基本体之间相对位置的尺寸。要标注定位尺寸，必须先选定尺寸基准。零件有长、宽、高三个方向的尺寸，每个方向至少要有一个基准。

通常以零件的底面、端面、对称面和轴线作为基准。⑶总体尺寸零件长、宽、高三个方向的最大尺寸。

总体尺寸、定位尺寸、定形尺寸可能重合，这时需作调整，以免出现多余尺寸。（三）尺寸标注方法第12页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三13（四）尺寸标注的合理性要求

标注尺寸的合理性，就是要求图样上所标注的尺寸既要符合零件的设计要求，又要符合生产实际，便于加工和测量，并有利于装配。（1）主要尺寸（指直接影响零件质量的尺寸）应直接标注，以保证设计的精度要求。（2）次要尺寸（指对零件质量影响不大的尺寸）一般按形体分析的方法进行标注。（3）尺寸标注应符合工艺要求，即应尽可能符合零件的加工顺序和检测方法。（4）不允许注成封闭尺寸链。（5）考虑测量方便。（6）同一加工方法的尺寸尽量集中标注。（7）有联系的尺寸应协调一致。第13页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三14（五）、标注尺寸的基本原则重要尺寸必须从设计基准直接注出

零件上凡是影响产品性能、工作精度和互换性的重要尺寸（规格性能尺寸、配合尺寸、安装尺寸、定位的尺寸），都必须从设计基准直接注出。

重要尺寸必须从设计基准直接注出

零件上凡是影响产品性能、工作精度和互换性的重要尺寸（规格性能尺寸、配合尺寸、安装尺寸、定位的尺寸），都必须从设计基准直接注出。

应避免标注成封闭尺寸链

适当考虑按加工顺序标注尺寸第14页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三15注意：

要注意构件的中心线和重心线，在确定零件直接的相互位置、形状尺寸时，要以构件的中心线为基准计算。如果以图样的投影关系为依据或随便以某一端面为基准来计算尺寸，很可能得出错误结论；桁架类构件一般由型钢构成，型钢的重心线是绘图的基准，也是放样划线的依据。因此在标注此类具有对称关系的尺寸时，一般采用以中心线为基准。在标注不具对称关系的构件尺寸时，应先确定基准，基准的选择应考虑加工和测量的需要。第15页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三16

基准的概念及分类

基准的定义：在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准。

2、基准的分类

1）设计基准：零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。

2）工艺基准：是加工、测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。

第16页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三17工艺基准的分类a、工序基准：是指在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。它与加工表面有尺寸、位置要求。

b、定位基准：是加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。

c、度量基准（测量基准）：是用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。

d、装配基准：是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。第17页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三18二、公差与配合1、术语术语定义基本尺寸通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸实际尺寸通过测量获得的某一孔、轴的尺寸极限尺寸一个孔或轴允许的两个极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。偏差某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸）减其基本尺寸所得的代数差最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差为下偏差。上、下偏差统称为极限偏差。间隙孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正过盈孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负尺寸公差最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏差之差。它是允许尺寸的变动看、量。尺寸公差是一个没有符号的绝对值配合及配合公差

基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系称配合。配合有基孔制和基轴制。分间隙配合、过渡配合和过盈配合。属于哪一类配合，取决于孔、轴公差带的相互关系。组成配合的孔、轴公差之和称配合公差。它是允许间隙或过盈的变动量。配合公差是一个没有符号的绝对值第18页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三192、公差与配合的选择

机械制图中的尺寸必有公差，有的在图面上直接标注，有的为未注公差。公差的大小需根据零部件之间的配合要求和加工工艺确定。

2.1、公差等级的选择在满足使用要求的前提下，应尽可能选择较低的公差等级，以降低加工成本。

第19页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三20公差选择原则

我公司产品公差选择可按如下原则选择：

a.冲压件的未注公差：用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸，选用IT15级；

b.冷作、焊接尺寸用公差：用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸，选用IT18级。图纸未注公差可参照相应加工工艺的相关标准。（参见附表冲压件未注公差尺寸极限偏差-金向阳-101115.xls）

第20页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三212.2配合的选择

凡是存在装配关系的构件间就存在配合，必须标注公差。我公司产品零部件之间的配合一般为间隙配合。下图为公差配合标注实例：配合长度要避免到圆角部位，否则将造成干涉公差值的选择根据实际装配关系而定第21页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三22

孔间距偏差根据轴（即螺栓、螺钉等）与孔的配合性质而定。其计算通常用尺寸链极大极小法。在计算孔间距偏差时一般做下列假释：孔的位置尺寸偏差取决于配合间隙的大小和连接方法，而与孔间距本身尺寸无关；孔与轴的尺寸已知，即最小间隙已知。孔间隙的作用，在于是轴能自由通过孔进行连接，即用这个间隙来补偿两个被连接件孔间距在制造过程中所引起的误差。三、孔间距偏差第22页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三23在连接中必须分清两种不同的连接结构：螺栓（见图1）；螺钉（见图2）。最小间隙S为

S=d0-d式中d0—孔的最小极限尺寸；

d—轴的最大极限尺寸。孔间距偏差的计算公式第23页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三24

表链式与阶梯式孔间距偏差的计算

当在一条直线上有很多孔(大于3个）时，偏差值根据尺寸标注的方法不同，其值也不相同，计算式按上表。孔数n＞3一般不推荐按链式法标注，因偏差值随孔数增加而减少，孔数愈多，孔间距偏差愈小，加工愈困难，若按阶梯式法标注，其孔间距与孔数无关。尺寸标注法简图偏差计算式链式△L=S/(n-1)阶梯式△L=S/2链式与阶梯混合式△L=S/2△L=S/(n-1)第24页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三25四、尺寸链基本概念为了保证加工和装配的顺利进行，并达到预定的工作要求。要在设计与生产过程中，正确分析和确定零件各部分尺寸或各零部件之间尺寸关系，合理确定构成零件的各部分尺寸或各有关零部件的几何精度（尺寸公差、形状和位置公差），它们之间的关系需用尺寸链来计算和处理。

第25页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三26什么叫尺寸链

尺寸链是指在机器装配或加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。它有多种不同形式和分类。第26页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三27尺寸链与尺寸链线图在零件加工或机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。

第27页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三28

图示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。第28页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三29按应用范围分

尺寸链的分类1）装配尺寸链链中各环属于相互联系的不同零件和部件。2）零件尺寸链链中各环均为同一零件设计尺寸。3）工艺尺寸链链中各环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。第29页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三30按几何特征分1）长度尺寸链链中各环均为长度尺寸，长度环的代号用大写斜体英文字母A、B、C……等表示。2）角度尺寸链链中各环均为角度，角度环的代号用小写斜体希腊字母α、β、γ、……等表示。

第30页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三31按各环在空间中的位置分

1）直线尺寸链链中各环均位于同一平面内且平行于封闭环的尺寸链。2）平面尺寸链链中各环位于同一平面或平行的几个平面内，且某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。3）空间尺寸链链中各环位于几个不平行的平面内。

第31页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三32封闭环、增环、减环

尺寸链封闭环是在装配或加工过程中最后形成的一环，装配尺寸链中，封闭环是由机器装配精度决定的；工艺尺寸链中，封闭环必须在加工顺序确定后才能判断。若在其他组成环不变的条件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸也随之增大，则该组成环称为增环；某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸随之减小，则该组成环称为减环。第32页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三33环尺寸链中的每一个尺寸称为环

封闭环组成环增环减环第33页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三34增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环减环增环举例：第34页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三35箭头法判断增减环第35页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三36尺寸链的特征

尺寸链的两个基本特征是：

1、各尺寸链相互连接成封闭形式，即封闭性；

2、链中某一尺寸的变动直接受其它尺寸变动的影响，即具有制约性。第36页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三37解尺寸链的目的

解尺寸链的目的是为了正确合理地确定尺寸链中各环尺寸的公差和极限偏差，习惯上称为正计算和反计算。第37页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三38解尺寸链的方法

解尺寸链的方法有极值法、概率法、分组装配法等。极值法具有完全互换性；概率法又称为大数互换法，可在生产实践中，放大组成环公差，使零件易于加工，同时又能满足封闭环的技术要求。分组装配法只能实现组内互换，适用于大量生产中要求精度高、尺寸链环数少、形状简单、测量分组方便的零件。第38页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三39完全互换法

完全互换法又称为极值法，其出发点是从各环的最大极限尺寸和最小极限尺寸出发来计算的，它能保证零、部件的互换性。第39页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三40为什么封闭环公差比任何一个组成环公差都大？设计时应遵循什么原则？

用完全互换法解尺寸链，封闭环公差等于各组成环公差之和，故封闭环公差比任何一个组成环公差都大。当封闭环公差一定时，组成环越多，各组成环分配公差值越小，故设计时应尽量减少尺寸链组成环，即应遵循最短尺寸链原则。第40页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三41正计算、反计算的特点

正计算是已知各组成环的尺寸和极限偏差，计算封闭环的公差和极限偏差，通常由工艺人员在产品投产前，根据工艺条件或管理质量中获得的数据，进行公差校核设计。反计算是已知封闭环的公差和极限偏差，计算各组成环的尺寸和极限偏差，用于产品设计。第41页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三42“向体原则”的含义

向体原则”的含义是：当组成环是轴时，取其上偏差为零；当组成环是孔时，取其下偏差为零。第42页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三43概率法与极值法的效果比较

按完全互换法计算的尺寸来加工工件各组成环的尺寸，无需进行挑选或修配就能将工件装到机器上，且能达到封闭环的精度要求。由于在成批生产和大量生产中，零件实际尺寸的分布是随机的，多数情况下可考虑成正态分布或偏态分布，因此，可在生产实践中，采用概率法，放大组成环公差，使零件易于加工，同时又能满足封闭环的技术要求。第43页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三44二、完全互换法计算尺寸链

用完全互换法（又称极值法）解尺寸链是从各环的最大极限尺寸和最小极限尺寸出发来计算的，所以它能保证零、部件的完全互换。

第44页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三45设尺寸链的组成环为n个，其中m个增环，n-m个减环，L0为封闭环的基本尺寸，Li为第i个组成环的基本尺寸。

(一)、基本公式第45页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三46

封闭环的基本尺寸L0

尺寸链中封闭环的基本尺寸为所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。第46页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三47

封闭环的极限尺寸

封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；

封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和

第47页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三48

封闭环的极限偏差

封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；

封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和

第48页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三49

封闭环的公差

封闭环的公差T等于所有组成环公差之和

第49页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三501、校核计算已知各组成环的基本尺寸和极限偏差，求封闭环的基本尺寸和极限偏差，以校核几何精度设计的正确性和求工序间的加工余量。

（二）、尺寸链的计算第50页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三