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文档简介
公差配合与测量技术
第二章光滑圆柱体结合极限与配合第1页第二章光滑圆柱体结合极限与配合公差与配合标准是机械工业各部门进行产品设计、工艺设计和制订其它标准基础。本章主要阐述极限与配合国家标准组成规律和特征。
2.1极限与配合基本术语及定义2.2极限与配合国家标准2.3国家标准中要求公差带与配合2.4线性尺寸普通公差2.5惯用尺寸段极限与配合4/13/20242第2页第二章光滑圆柱体结合极限与配合
学习目标:
1.熟练相关尺寸、偏差及配合基本概念及定义2.熟练掌握公差带绘制,并能进行公差类别判别3.了解公差与配合国家标准特点4.掌握公差与配合选取4/13/20243第3页2.1极限与配合基本术语及定义
一.孔和轴定义在满足交换性配合中,孔和轴含有广泛含义。
1.孔孔指圆柱形内表面及其它内表面中,由单一尺寸确定部分,其尺寸由
D
表示;
2.轴轴指圆柱形外表面及其它外表面中由单一尺寸确定部分,其尺寸由
d
表示。即:孔为包容面,轴为被包容面。如图所表示。d1D1D24/13/20244第4页2.1极限与配合基本术语及定义
二.相关尺寸术语与定义1.尺寸:用特定单位表示线性尺寸值数值。2.基本尺寸:由设计给定尺寸,普通要求符合标准尺寸系列。用D、d表示。
3.实际尺寸:经过测量所得尺寸。包含测量误差,且同一表面不一样部位实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。
4.作用尺寸:
即在配合面全长上与实际孔(轴)内(外)接最大(小)理想轴(孔)尺寸。用Dm、dm表示。
5.极限尺寸:允许尺寸改变两个界限值。二者中大称为最大极限尺寸,小称为最小极限尺寸。孔和轴最大、最小极限尺寸分别为Dmax、dmax和Dmin、dmin表示。4/13/20245第5页孔、轴极限尺寸DmaxDmindmindmax孔轴4/13/20246第6页2.1极限与配合基本术语及定义零线下偏差上偏差轴孔最大极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸公差最大极限尺寸基本尺寸最小极限尺寸公差下偏差上偏差4/13/20247第7页2.1极限与配合基本术语及定义三.尺寸偏差与公差
1.尺寸偏差
某一尺寸减去基本尺寸所得代数差,简称偏差。包含实际偏差(Ea、ea
)和极限偏差。极限偏差又分上偏差(ES、es)和下偏差(EI、ei)。ES=Dmax-Des=dmax-dEI=Dmin-Dei=dmin-d
2.尺寸公差允许尺寸变动量。等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差绝对值。孔、轴公差分别用TD和Td表示。公差、极限尺寸与偏差关系:TD=︱Dmax-Dmin︱=︱ES-EI︱Td=︱dmax-dmin︱=︱es-ei︱4/13/20248第8页公差与极限偏差比较
——从数值上看:极限偏差是代数值,能够为正、负或零值;而公差一定是正值。公差是允许尺寸变动范围,是没有正负号绝对值,也不能为零(零值意味着加工误差不存在,是不可能)。
——从作用上看:极限偏差用于控制实际偏差,是判断完工零件是否合格依据;而公差用于限制误差,控制一批零件实际尺寸差异程度。
——从工艺上看:对某一详细零件,公差大小反应加工难易程度,即加工精度高低,它是制订加工工艺主要依据,而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置、判断零件尺寸是否合格依据。二者区分二者联络公差是上、下偏差之代数差绝对值,所以确定了两极限偏差也就确定了公差。4/13/20249第9页
解:孔上偏差ES=Dmax-D=40.025-40=+0.025mm孔下偏差EI=Dmin-D=40-40=0mm轴上偏差es=dmax-d=39.991-40=-0.009mm轴下偏差ei=dmin-d=39.975-40=-0.025mm孔公差TD=︱Dmax-Dmin︱=︱40.025-40︱
=0.025mm轴公差Td=︱dmax-dmin︱=︱39.991-39.975︱
=0.016mm
例2-1已知孔Φ40mm,轴Φ40mm,求孔与轴极限偏差与公差。+0.0250-0.009-0.0254/13/202410第10页2.1极限与配合基本术语及定义
尺寸公差带(公差带图):
由代表上、下偏差两条直线所限定一个区域。
基本偏差:
标准表中列,用以确定公差带相对于零线位置上偏差或下偏差。普通为靠近零线那个极限偏差。
标准公差:
标准表中列,用以确定公差带大小任一公差。0基本尺寸ESEIeseiTDTd+-孔轴4/13/202411第11页例:尺寸公差带图画出基本尺寸为Ø50,最大极限尺寸为Ø50.025、最小极限尺寸为Ø50mm孔与最大极限尺寸为Ø49.975、最小极限尺寸为Ø49.959mm轴公差带图。0+ø50孔轴+0.025-0.025-0.041公差带基本参数公差带大小由基本偏差确定由标准公差确定公差带位置4/13/202412第12页2.1极限与配合基本术语及定义四.加工误差与公差关系工件在加工过程中,因为工艺系统误差影响,使加工后零件几何参数与与理想值不相符合,其差异称为加工误差。其中包含:
尺寸误差;几何形状误差;位置误差。4/13/202413第13页2.1极限与配合基本术语及定义1.尺寸误差:
实际尺寸与理想尺寸之差。2.几何形状误差:宏观几何形状误差(形状误差,由工艺系统误差所造成)、表面微观特征(表面粗糙度,刀具在工件上留下波峰和波长)、表面波度误差(加工过程中振动引发)。
3.位置误差:各要素之间实际相对位置与理想位置差值。加工误差是不可防止,其误差值在一定范围内改变是允许,加工后零件误差只要不超出零件公差,零件是合格。所以,公差是设计给定,用于限制加工误差;误差则是加工过程中产生。4/13/202414第14页2.1极限与配合基本术语及定义五.配合与配合制
1.配合概念基本尺寸相同,相互结合孔、轴公差带之间关系,称为配合。
2.间隙与过盈孔尺寸减去相配合轴尺寸所得代数差。差值为正称为间隙X差值为负称为过盈Y4/13/202415第15页2.1极限与配合基本术语及定义
3.配合种类经过公差带图,能清楚地看到孔、轴公差带之间关系。依据其公带位置不一样,可分为三种类型:间隙配合、过盈配合和过渡配合。0+基本尺寸孔轴孔轴孔轴间隙配合过盈配合过渡配合4/13/202416第16页(1)间隙配合含有间隙(包含最小间隙为零)配合称为间隙配合。其特征值是最大间隙Xmax和最小间隙Xmin。孔最大极限尺寸减去轴最小极限尺寸所得代数差称为最大间隙,用Xmax表示。Xmax=Dmax-dmin=ES-ei孔最小极限尺寸减去轴最大极限尺寸所得代数差称为最小间隙,用Xmin表示。Xmin=Dmin-dmax=EI–es
配合公差(或间隙公差)是允许间隙变动量Tf=︱Xmax-Xmin︱=TD+TdXmaxXmin0+-轴孔4/13/202417第17页(2)过盈配合含有过盈(包含最小过盈等于零)配合称为过盈配合。此时,孔公差带在轴公差带之下。
其特征值是最大过盈Ymax和最小过盈Ymin。孔最小极限尺寸减去轴最大极限尺寸所得代数差称为最大过盈,用Ymax表示。Ymax=Dmin-dmax=EI-es孔最大极限尺寸减去轴最小极限尺寸所得代数差称为最小过盈,用Ymin表示。
Ymin=Dmax-dmin=ES–ei配合公差(或过盈公差)是允许过盈变动量Tf=︱Ymin
-Ymax︱=TD+Td轴0+-YmaxYmin孔4/13/202418第18页(3)过渡配合可能含有间隙也可能含有过盈配合称为过渡配合。此时,孔公差带与轴公差带相互重合。其特征值是最大间隙Xmax和最大过盈Ymax。孔最大极限尺寸减去轴最小极限尺寸所得代数差称为最大间隙,用Xmax表示。Xmax=Dmax-dmin=ES-ei孔最小极限尺寸减去轴最大极限尺寸所得代数差称为最大过盈,用Ymax表示。Ymax=Dmin-dmax=EI–es配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差绝对值Tf=︱Xmax-Ymax︱=TD+Td轴0+-XmaxYmax孔4/13/202419第19页配合公差
配合公差是指允许间隙或过盈变动量。它是设计人员依据机器配合部位使用性能要求对配合松紧变动程度给定允许值。它反应配合松紧改变程度,表示配合精度,是评定配合质量一个主要综合指标。在数值上,它是一个没有正、负号,也不能为零绝对值。它数值用公式表示为:对于间隙配合Tf=︱Xmax—Xmin︱对于过盈配合Tf=︱Ymin—Ymax︱对于过渡配合Tf=︱Xmax—Ymax︱将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式,则得共同公式为:Tf=TD+Td4/13/202420第20页例题计算:孔Ø50mm与轴Ø50mm孔Ø50mm与轴Ø50mm孔Ø50mm与轴Ø50mm配合极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图,说明配合类别。+0.0390+0.039
0+0.0390-0.025-0.050+0.079+0.054+0.034+0.009000+++---Ø50ø50ø50+0.039-0.025-0.050+0.039+0.079+0.054+0.039+0.034+0.009间隙配合过盈配合过渡配合4/13/202421第21页计算解:(1)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.050)=+0.089mm
最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm
配合公差Tf=︱Xmax—Xmin︱=︱+0.089-(+0.025)︱=0.064mm
(2)最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.079)=-0.079mm
最小过盈Ymin=ES-ei=+0.039-(+0.054)=-0.015mm
配合公差Tf=︱Ymin—Ymax︱=︱-0.015-(-0.079)︱=0.064mm
(3)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.039-(+0.009)=+0.030mm
最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.034)=-0.034mm
配合公差Tf=︱Xmax—Ymax︱=︱+0.030-(-0.034)︱=0.064mm4/13/202422第22页配合公差带图XYYmaxYminXmaxXminYminXmax直观表示相互配合孔、轴配合精度和配合性质。
配合公差带大小由配合公差确定,
位置由极限间隙或极限过盈确定。4/13/202423第23页2.2极限与配合国家标准公差与配合国家标准主要包含标准为GB/T1800.1-1997《极限与配合基础第一部分:词汇》GB/T1800.2-1998《极限与配合基础第二部分:公差、偏差和配合基本要求》;GB/T1800.3-1998《极限与配合基础第三部分:标准公差和基本偏差数值表》GB/T1800.4-1999《极限与配合标准公差等级和孔、轴极限偏差表》GB/T1801-1999《极限与配合公差带和配合选择》GB/T1804-《普通公差未注公差线性和角度尺寸公差》。GB/T1803-《极限与配合尺寸至18mm孔、轴公差带》4/13/202424第24页2.2.1标准公差系列标准公差IT(ISOTolerance):是国家标准要求,用以确定公差带大小任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位乘积。
1.公差等级:确定尺寸准确程度等级称为公差等级。标准公差有20个等级:IT01、IT0、IT1、…、IT18
高
低
从IT01到IT18,等级依次降低,而对应标准公差值依次增大。IT国际公差(ISOTolerance)缩写IT6可读作:标准公差6级或6级标准公差,简称6级公差。为确保设计标准化,公差值不应随意选取,应按数值标准化原理确定出标准公差值,供设计人员选择。4/13/202425第25页2.2.1标准公差系列2.公差单位(公差因子):
为了评定零件精度等级或公差等级高低,合理要求公差数值,需要建立公差单位。(1)对于基本尺寸至500mm,IT5~IT18公差单位“ⅰ”,计算公差基本单位。与基本尺寸呈一定相关关系。计算公式:4/13/202426第26页2.2.1标准公差系列
用于赔偿与直径成正比误差。
主要反应加工误差(为抛物线规律);
式中ⅰ单位为μm,D——基本尺寸分段计算尺寸,为孔或轴直径尺寸mm。
IT=ai(IT5以下)a—公差等级系数,确定公差等级参数。标准公差计算公式见表2-1。4/13/202427第27页2.2.1标准公差系列(2)基本尺寸大于500~3150mm公差单位用I表示,计算公式
国家标准要求大尺寸公差单位采取线性关系(主要反应测量误差)。
IT=ai
(IT5以下)
a—公差等级系数。公式表明:标准公差数值是由反应公差等级等级系数a和反应与基本尺寸关系公差单位I二者乘积。4/13/202428第28页2.2.1标准公差系列
特点:A)同一基本尺寸孔与轴,其标准公差数值大小应随公差等级高低而不一样。
公差等级↑,公差值↓,见表2-1。B)同一公差等级孔与轴,伴随基本尺寸大小不一样应要求不一样标准公差值。C)公差是加工误差允许值,同一等级公差含有相同加工难易程度。总之,标准公差数值,一与公差等级相关,二为基本尺寸函数。4/13/202429第29页2.2.1标准公差系列3.基本尺寸分段为降低标准公差数目,简化公差表格以利生产,国家标准对基本尺寸进行了分段。将基本尺寸分为若干段,在同一段内因为标准公差值相差很小,标准要求,其标准公差值相等。基本尺寸分段见表2-2。在标准公差和基本偏差计算公式中,基本尺寸一律以所属尺寸段首、尾两项几何平均值来计算。按几何平均值计算出公差数值,再经尾数化整,得出标准公差数值。表2-1为标准公差数值表。4/13/202430第30页表2-1标准公差数值表4/13/202431第31页2.2.1标准公差系列
标准公差计算举例基本尺寸为20mm,求IT6、IT7公差值。解:基本尺寸20mm,属于18~30mm,则mm公差单位μm查表2-2IT6=10iIT7=16i即IT6=10×1.31μm=13.1μm≈13μmIT7=16×1.31μm=20.96μm≈21μm4/13/202432第32页课堂练习判断题
2.不论公差数值是否相等,只要公差等级相同,则尺寸精度就相同。×
1.两个标准公差中,数值大所表示尺寸精度必定比数值小所表示尺寸精度低。√
3.在尺寸公差带图中,孔公差带和轴公差带相对位置关系能够确定孔、轴配合种类。√4/13/202433第33页2.2.2基本偏差系列1.基本偏差及其代号:
(1)基本偏差
确定零件公差带相对于零线位置极限偏差。它是公差带位置标准化唯一指标。除JS和js外,均指靠近零线偏差。与公差等级无关。
(2)基本偏差代号:用拉丁字母表示。大写表示孔,小写表示轴。在26个字母中除去易与其它混同I、L、O、Q、W,再加上七个用两个字母表示代号(CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC),共有28个代号,即孔和轴各有28个基本偏差。其中JS和js相对于零线完全对称。对于轴:a~h基本偏差为上偏差es,其绝对值依次减小,j~zc基本偏差为下偏差ei,其绝对值依次增大。对于孔:A~H基本偏差为下偏差EI,其绝对值依次减小,J~ZC基本偏差为上偏差ES,其绝对值依次增大。4/13/202434第34页abccddefeffgghjjszbpnmurstvxyzzazcJJSkHGFEDCBAFGEFCDZCZBZAZYXRVUTSP基本尺寸基本尺寸+0–+0–基本偏差系列轴孔KMN4/13/202435第35页2.2.2基本偏差系列
2.基准制
改变孔和轴公差带位置能够得到很多配合,GB/T1800.1-1997对配合要求了两种配合制:
基孔制和基轴制。
(1)基孔制配合:基本偏差为一定孔公差带,与不一样基本偏差轴公差带形成各种配合一个制度。基孔制中孔为基准孔:H,其下偏差为零。0+-基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合
过渡或过盈轴4/13/202436第36页2.1极限与配合基本术语及定义
(2)基轴制配合:基本偏差为一定轴公差带与不一样基本偏差孔公差带形成各种配合一个制度。基轴制中轴为基准轴:h,其上偏差为零。0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合
过渡或过盈孔4/13/202437第37页2.2.2基本偏差系列
H为基准孔,基本偏差为下偏差,值为零;
h为基准轴,基本偏差为上偏差,值为零。JS、js将逐步代替近似对称基本偏差J、j。所以在国家标准中,孔仅留J6、J7、J8;轴仅留j5、j6、j7、j8。基本偏差代号见表2-44/13/202438第38页2.2.2基本偏差系列
2.轴基本偏差:
轴基本偏差是在基孔制基础上制订,是依据科学试验和生产实践需要确定,其计算公式见表2-5,其值已经标准化,见表2-4。
①基孔制中,轴基本偏差a~h用于间隙配合,其数值绝对值恰好等于最小间隙数值。
②基本偏差j、k、m、n主要用于过渡配合。
③基本偏差p~zc基本上用于过盈配合。
④在生产实践中,轴基本偏差数值可直接查表2-5。
⑤轴基本偏差确定后,在已知公差等级情况下,可确定轴另一个极限偏差。ei=es-ITores=ei+IT例:查表,Φ40t6ei=+48μm,IT=16μm,es=+64μm4/13/202439第39页2.2.2基本偏差系列
3.孔基本偏差:基本尺寸≤500mm时,孔基本偏差是从轴基本偏差换算而来。换算规则为:
通用规则:用同一字母表示孔、轴基本偏差绝对值相等,符号相反。即:ES=-eiEI=-es应用:A~H,IT>IT8K、M、N和IT>IT7P~ZC。
特殊规则:用同一字母表示孔、轴基本偏差时,孔基本偏差和轴基本偏差符号相反,而绝对值相差一个Δ值。即:ES=-ei+Δ应用:IT<IT8J\K、M、N和IT<IT7P~ZC4/13/202440第40页2.2.2基本偏差系列
基本偏差计算国家标准列出孔、轴基本偏差数值见表2-5和表2-6。其另一偏差依据孔、轴基本偏差和标准公差按以下关系计算:EI=ES-ITES=EI+ITei=es-ITes=ei+IT4/13/202441第41页基本偏差查表实例请查表解答下述标注基本偏差:φ60H6,φ120T6,φ225M7,φ160js50-970+9-9φ30D5,φ180U7,φ200f7,φ50u565-195-50+81+
704/13/202442第42页例:确定Ø25H7/p6,Ø25P7/h6孔与轴极限偏差。解:查表2-3得IT6=13μmIT7=21μm查表2-5,轴p6基本偏差为下偏差,ei=+22μm轴p6上偏差es=ei+IT6=35μm基准孔H7下偏差EI=0则H7上偏差为ES=EI+IT7=(0+21)=+21μm4/13/202443第43页例:确定Ø25H7/p6,Ø25P7/h6孔与轴极限偏差。解:孔P7基本偏差为上偏差ES,应按特殊规则计算因为Δ=IT7-IT6=21-13=8μm所以ES=-ei+Δ=(-22+8)=-14μm孔P7下偏差EI=ES-IT7=(-14-21)=-35μm基准轴h6上偏差es=0
h6下偏差ei=es-IT6=(0-13)=-13μm由此得Ø25H7=Ø25Ø25p6=Ø25,Ø25P7=Ø25Ø25h6=Ø25+0.0210+0.035+0.022-0.014-0.0350-0.0134/13/202444第44页孔P7基本偏差,实际使用中常直接查表2-7。h6p6H7P7YmaxYmin+21YmaxYmin+35+22-14-13-354/13/202445第45页公差带代号
公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成,H7、h6、M8、d9等等。在图样上标注尺寸公差时,能够
标注极限偏差:上偏差放在基本尺寸右上角,下偏差放在基本尺寸右下角。比如ø50、ø50,标注尺寸公差带代号如ø50H7、ø50f6;
二者都标注ø50H7()、ø50f6()+0.0250-0.025-0.041+0.0250-0.025-0.0414/13/202446第46页练习改错题以下标注是否正确,如有错误请更正4/13/202447第47页2.3国家标准中要求公差带与配合标准公差系列中任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合,即可得到不一样大小和位置公差带。在基本尺寸D≤500mm内组成543种孔公差带和544种轴公差带。假如将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用,显然是不经济,而且也无须要。为了简化公差带种类,降低与之相适应定值刀、量具和工艺装备品种和规格,国家标准对基本尺寸至500mm孔、轴要求了优先、惯用和普通用途公差带。
4/13/202448第48页2.3公差带与配合标准化
2.3.1惯用尺寸段公差与配合表2-7和表2-8分别是轴和孔普通用途公差带(轴119种,孔105种),其中方框内为惯用公差带(轴59种,孔44种),带圆圈为优先公差带(轴孔各有13种)。设计时应优先使用优先公差带;其次才使用惯用公差带;再其次才考虑使用普通用途公差带。4/13/202449第49页表2-7轴普通、惯用和优先公差带尺寸<500mm4/13/202450第50页表2-8孔普通、惯用和优先公差带尺寸<500mm4/13/202451第51页配合代号标准要求,配合代号由相互配合孔和轴公差带以分数形式组成,孔公差带为分子,轴公差带为分母。
比如:Φ40H8/f7,Φ80K7/h6。基准孔和基准轴与各种非基准件配合时,得到各种不一样性质配合,如:A~H和a~h与基准件配合,形成间隙配合;J~N和j~n与基准件配合,基本上形成过渡配合;P~ZC和p~zc与基准件配合,基本上形成过盈配合。4/13/202452第52页配合代号标准上,任意一对孔、轴公差带都能够组成配合,为了简化公差配合种类,降低定值刀、量具、夹具和工艺装备品种及规格,国家标准在尺寸≤500mm范围内,要求了基孔制和基轴制优先(基孔制、基轴制各13种)和惯用配合(基孔制59种,基轴制47种)。4/13/202453第53页表2-9基孔制优先、惯用配合4/13/202454第54页
表2-10基轴制优先、惯用配合
4/13/202455第55页惯用尺寸段配合特点公差设计时,尺寸≤500mm惯用尺寸段配合,应按优先、惯用和普通公差带和配合次序,选取适当公差带和配合。标准推荐优先、惯用配合满足工艺等价标准:当孔标准公差大于IT8时,与同级基准孔相配合,如:H9/h9,H10/d10;当孔标准公差小于IT8时,与高一级基准轴相配合,如:H7/m6,H6/k5;当孔标准公差等于IT8,可与同级配合也可与高一级轴配合。如:H8/m7,H8/h8。4/13/202456第56页2.3.2大尺寸段公差与配合
1.大尺寸段(基本尺寸>500~3150mm);
2.惯用孔、轴公差带标准要求了惯用轴公差带41种,孔公差带31种(见表2-15、2-16),没有推荐配合。要求普通采取基孔制同级配合。
3.配制公差适合用于尺寸较大、公差等级较高场所,代号为MF。在配作基础上,依据零件制造特点和生产实际情况,可采取配制配合。以一个零件实际尺寸为基数,来配制另一个零件。先按互换性生产选取配合;再选取较难加工那个零件作为先加工件(多数情况下是孔),给它一个轻易到达公差;最终再依据所选配合公差确定配制件(多数情况下是轴)公差。
4.尺寸大于3150至10000mm公差与配合在I=0.004D+2.1基础上采取延伸方法确定。尺寸分段、确定孔、轴基本偏差数值等可分别查表。4/13/202457第57页2.3.3尺寸至18mm公差与配合
1.小尺寸段(尺寸至18mm,尤其是<3mm)
小尺寸段零件易产生加工及测量误差;小尺寸轴比孔加工困难。
2.孔、轴公差带与配合主要适合用于仪器仪表和钟表工业,国家标准要求了163种轴公差带和145种孔公差带,标准未指明选取次序,也未推荐配合。因为小尺寸段轴比孔难加工,所以基轴制用较多,配合公差等级也更为复杂。采取同级配合;或孔公差等级高于轴1-3级。见表2-13、表2-14,可依据实际情况自行选取公差带并组成配合。4/13/202458第58页练习以下配合属于哪种基准制哪种配合,确定其配合极限间隙(过盈)和配合公差,并画出其公差带图。ø50H8/f7,ø30K7/h6,ø30H7/p6000+++---ø50ø30ø30+0.039-0.025-0.050+0.006+0.021+0.035+0.022-0.015-0.0134/13/202459第59页2.4线性尺寸普通公差国家标准GB/T1804-《普通公差未注公差线性和角度尺寸公差》。要求了线性尺寸普通公差规范。
1.线性尺寸普通公差概念
图样上未曾注出尺寸称为未注公差尺寸。是在车间一般加工条件下、机床设备普通加工能力可确保公差。它代表经济加工精度。主要用于较低精度非配合尺寸,可不检验。能简化制图,节约图样设计时间。4/13/202460第60页2.4线性尺寸普通公差线性尺寸普通公差要求了四个公差等级:
精密级(f)中等级(m)粗糙级(c)最粗级(v)
线性尺寸极限偏差数值、倒圆半径和倒角高度尺寸极限偏差数值见教材中P28表2-11、2-12。4/13/202461第61页角度尺寸普通公差如同线性尺寸一样,角度尺寸也有普通公差(未注公差)。角度尺寸普通公差适合用于图样上标出角度数值角度和通常不需要标出角度数值角度,如90°角。假如某要素功效要求允许采取比一般公差更大公差时,则应该在对应角度尺寸旁直接标注其角度极限偏差。角度尺寸普通公差极限偏差数值按角度短边长度确定,公差等级:中等级(m)、粗糙级(c)和最粗级(v)三级。GB11335要求角度尺寸未注公差极限偏差数值见表2-27,可查阅相关标准。角度尺寸普通公差公差等级应在图样或技术文件上用标准号和公差等级符号表示。比如采取中等级(m)时,表示为GB11335-m4/13/202462第62页2.4线性尺寸普通公差线性尺寸普通公差主要用于较低精度非配合尺寸,在图样上标注线性尺寸普通公差,只需要在图样或技术文件中用国家标准号和公差等级代号标注即可。比如按产品精密程度和车间普通加工经济精度选取标准中要求m(中等)级时,可表示为:GB/T1804-m这表明图样上凡是未注公差线性尺寸(包含倒圆半径尺寸及倒角尺寸)均按m(中等)级加工和验收。4/13/202463第63页2.5惯用尺寸段极限与配合选取
极限与配合选取是否恰当,对机械使用性能和制造成本有着很大影响。圆柱结合精度设计实际上就是圆柱结合极限与配合选取,它是机械设计与制造中至关主要一环。
极限与配合选取包含:
2.5.1基准制选择
2.5.2标准公差等级选择
2.5.3配合种类选取4/13/202464第64页2.5.1基准制选取
基孔制和基轴制是两种平行配合制。基孔制配合能满足要求,用同一偏差代号按基轴制形成配合,也能满足使用要求。
如:H7/k6与K7/h6配合性质基本相同,称为“同名配合”。
所以,配合制选择与功效要求无关,主要考虑加工经济性和结构合理性。4/13/202465第65页2.5.1基准制选取
从制造加工方面考虑,两种基准制适用场所不一样;
1.基孔制应用
从加工工艺角度来看,对应用最广泛中小直径尺寸孔,通常采取定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工和定尺寸量具(如塞规、心轴等)检验。而一个规格定尺寸刀具和量具,只能满足一个孔公差带需要。对于轴加工和检验,一个通用外尺寸量具,也能方便地对各种轴公差带进行检验。由此可见:对于中小尺寸配合,为降低定值刀具和量具规格和种类,应尽可能采取基孔制配合。
孔尺寸增大到一定程度后,采取通用工具制造孔和轴,选择哪种基准制都一样。标准要求,应优先选择基孔制。4/13/202466第66页2.5.1基准制选择
2.基轴制应用
1)用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型材,其尺寸公差可达IT7~IT9,能够满足农业机械、纺织机械上轴颈精度要求,在这种情况下采取基轴制,可免去轴加工。只需按照不一样配合性能要求加工孔,就能得到不一样性质配合。
2)同一基本尺寸轴与多孔相配合,且配合性质要求不同时。如图所表示活塞部件中,活塞销和活塞与连杆配合,依据功效要求,活塞销和活塞配合应为过渡配合,而活塞销与连杆配合则应为间隙配合。4/13/202467第67页同一基本尺寸轴与多孔相配合Φ30M6/h5Φ30H6/h5Φ30M6/h54/13/202468第68页2.5.1基准制选择
3)以标准件为基准件确定基准制
滚动轴承为标准件,它内圈与轴颈配合无疑应是基孔制,而外圈与外壳孔配合应是基轴制。
4)非基准制应用
在实际生产中,因为结构或一些特殊需要,允许采取非基准配合。即非基准孔和非基准轴配合,如:当机构中出现一个非基准孔(轴)和两个以上轴(孔)配合时,其中必定会有一个非配合制配合。
基孔制、基轴制优先、惯用配合见表2-9、表2-10。4/13/202469第69页
如图所表示,箱体孔与滚动轴承和轴承端盖配合。因为滚动轴承是标准件,它与箱体孔配合选取基轴制配合,箱体孔公差带代号为J7,箱体孔与端盖配合可选低精度间隙配合J7/f9,既便于拆卸又能确保轴承轴向定位,还有利于降低成本。4/13/202470第70页2.5.2标准公差等级选取
公差等级选择实质就是尺寸制造精度确实定,尺寸精度与加工难易程度、加工成本和零件工作质量有关。公差等级越高,合格尺寸大小越趋一致,配合精度就越高,但加工成本也越高。公差与成本关系如图所表示。
1.公差等级选择标准
在满足使用性能前提下,尽可能选择较低公差等级。IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT512.56.752.51.01601006048251510生产成本误差4/13/202471第71页2.5.2标准公差等级选取
2.公差等级选择方法
1)计算法依据理论或公式,计算出所需间隙或过盈;
2)试验法由试验确定机械最正确工作性能间隙或过盈;
3)类比法参考同类型机械、机构,考虑所设计机器使用要求,确定需要配合。
普通采取类比法,对于已知配合要求也能够用计算法确定其公差等级。教材表2-13列出公差等级应用范围,表2-14列出各种加工方法所能到达精度等级。普通配合尺寸公差等级范围为IT5~IT13,表列出配合IT5~IT13级应用,供采取类比法时对比选取。4/13/202472第72页3.公差等级应用范围规4/13/20247
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