互换性与技术测量-第1章极限与配合

第一章极限与配合第一章极限与配合§1-1概述§1-2基本术语及其定义§1-4尺寸公差与配合的选择§1-3极限与配合国家标准的组成§1-5一般公差线性尺寸的未注公差【本章重点内容】极限与配合相关的基本术语及其定义标准公差数值的查表取值优先、常用配合配合制的选用公差等级的选用配合种类的选用第一章极限与配合第一节概述第一章极限与配合GB/T1800.1—2009《极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础》GB/T1800.2—2009《极限与配合第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表》GB/T1801—2009《极限与配合公差带和配合的选择》GB/T1803—2003《极限与配合尺寸至18mm孔、轴公差带》GB/T1804—2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》国标基本结构：公差与配合测量与检验国家标准《极限与配合》简介1)有关尺寸的术语与定义(GB/T1800.1—2009，GB/T18780.1—2002)2)有关公差与偏差的术语及定义(GB/T1800.1—2009)3)有关“配合”的术语与定义(GB/T1800.1—2009)第二节基本术语及其定义第一章极限与配合一、有关要素的术语定义1.要素是指构成零件几何特征的点、线、面。2.尺寸要素由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。3.实际（组成）要素——实际尺寸由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分4.提取组成要素按规定的方法，由实际（组成）要素提取有限数目的点所形成的实际（组成）要素的近似替代。5.拟合组成要素按规定的方法，由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素。第二节基本术语及其定义1.尺寸用特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。2.公称尺寸（D,d）由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。它可以是一个整数或一个小数值；也是确定偏差位置的起始尺寸。3.实际尺寸（Da和da）通过测量获得的尺寸。4.极限尺寸是指尺寸要素允许的尺寸的两个极端。上极限尺寸孔：Ds轴：ds下极限尺寸孔：Di轴：di一、有关尺寸的术语定义第二节基本术语及其定义图1-1(a)极限与配合示意图第二节基本术语及其定义5.最大实体状态和最大实体尺寸假定提取组成要素的局部尺寸处位于极限尺寸且使其具有实体最大时的状态称为最大实体状态，简称MMC；确定要素最大实体状态的状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸。一、有关尺寸的术语定义第二节基本术语及其定义6.最小实体状态和最小实体尺寸假定提取组成要素的局部尺寸处位于极限尺寸且使其具有实体最小时的状态称为最小实体状态，简称LMC；确定要素最小实体状态的状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸。7.作用尺寸在配合面的全长上与实际孔内接的最大理想轴的尺寸称为孔的作用尺寸；与实际轴外接的最小理想孔的尺寸轴的作用尺寸。8.极限尺寸判断原则（泰勒原则）孔或轴的作用尺寸不允许超过其最大实体尺寸，且在任何位置上的提取要素的局部尺寸不允许超过其最小实体尺寸。孔：Df=Di；Da=Ds轴：df=ds；da=di图1.2孔和轴的体外作用尺寸第二节基本术语及其定义3.公差带图（极限与配合图解）是公差带的图解表示，由零线与公差带组成。零线——在公差带图中，表示公称尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差的零起点。公差带——在公差带图中，由代表上极限偏差和下极限偏差的两平行直线所限定的区域。三、有关公差与偏差的术语定义第二节基本术语及其定义1.尺寸偏差(简称偏差)是某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。孔：上偏差ES=Ds-D；下偏差EI=Di-D；轴：上偏差es=ds-d；下偏差ei=di-d；2.尺寸公差(简称公差)是允许尺寸的变动量。图1-1(a)极限与配合示意图第二节基本术语及其定义1)首先画出“零线”，2)确定公差带大小和位置，画公差带。3)给出上、下极限偏差的数值，并注明“+”、“-”；4)公差带图解5)公称尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上，作图比例保持一致。图1.1（b）极限与配合图解(公差带图解)公差带图画法：第二节基本术语及其定义第二节基本术语及其定义习题1：在下表中填入孔的基本尺寸、最大和最小极限尺寸、尺寸公差值、上偏差和下偏差、合格尺寸变化范围、合格尺寸误差变化范围。孔基本尺寸Ｄ最大极限尺寸Ｄmax最小极限尺寸Ｄmin尺寸公差TD上偏差ES下偏差EI合格尺寸的变化范围合格尺寸误差的变化范围习题2：画出下列尺寸的公差带图、、第二节基本术语及其定义三、有关公差与偏差的术语定义4.标准公差极限与配合制标准中所规定的（确定公差带大小的）任一公差（见表1.4）。5.基本偏差在极限与配合制标准中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。图1.1(b)基本偏差第二节基本术语及其定义例题1：已知孔和轴的基本尺寸为30mm，孔的最大极限尺寸Dmax=30.021mm,最小极限尺寸Dmin=30mm;轴的最大极限尺寸dmax=29.993mm,轴的最小极限尺寸dmin=29.980mm，（1）孔和轴的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别是什么？（2）求孔和轴的极限偏差、基本偏差和公差，并画出孔和轴的公差带图解。三、有关公差与偏差的术语定义第二节基本术语及其定义习题3：已知孔和轴的基本尺寸均为50，请完成下表。项目孔轴上偏差0.041下偏差-0.033最大实体尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸50.020公差0.013公差带三、有关公差与偏差的术语定义第二节基本术语及其定义1.孔和轴孔——通常指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形内尺寸要素（由两平行平面或切面形成的包容面）。轴——通常指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形外尺寸要素（由两平行平面或切面形成的被包容面）。四、有关配合的术语定义第二节基本术语及其定义2.配合是指公称尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。3.间隙或过盈孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。代数差为正——间隙——X代数差为负——过盈——Y四、有关配合的术语定义第二节基本术语及其定义4.间隙配合是指具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。孔的公差带在轴公差带上方。四、有关配合的术语定义图1.4(a)间隙配合Xmax=Ds-di=ES-eiXmin=Di-ds=EI-es第二节基本术语及其定义最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大间隙最小间隙5.过盈配合是指具有过盈（包括最小过盈为）的配合。孔的公差带在轴公差带下方。四、有关配合的术语定义图1.4(b)过盈配合Ymax=Di-ds=EI-esYmin=Ds-di=ES-es第二节基本术语及其定义最大过盈最小过盈最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸6.过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。孔、轴公差带相互重叠。四、有关配合的术语定义Xmax=Ds-di=ES-eiYmax=Di-ds=EI-es第二节基本术语及其定义最大间隙最大过盈最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸7.配合公差(Tf)是指组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙或过盈的变动量。四、有关配合的术语定义对于间隙配合Tf=Xmax-Xmin对于过盈配合Tf=Ymin-Ymax对于过渡配合Tf=Xmax-Ymax=Th+Ts第二节基本术语及其定义8.配合公差带图是配合公差带的图解表示。四、有关配合的术语定义第二节基本术语及其定义第三节极限与配合国家标准的组成极限制经标准化的公差与偏差制度。配合制同一极限的孔和轴（的公差带）组成配合的一种制度。第一章极限与配合一、配合制（1）基孔制配合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形成各种配合的一种制度。基孔制配合中的孔称为基准孔，代号为“H”，其下偏差为零（EI＝0）。配合制：同一极限制的孔和轴组成的一种配合制度。第三节极限与配合国家标准的组成（2）基轴制配合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形成各种配合的一种制度。基轴制配合中的轴称为基准轴，代号为“h”,其上偏差为零（es＝0）。第三节极限与配合国家标准的组成【例题2】孔φ25mm分别与轴φ25mm、轴φ25mm、轴φ25mm形成配合，试画出配合的孔和轴公差带图，说明配合类别，并求出特征参数及配合公差。解：（1）画出孔与轴的公差带图第二节基本术语及其定义（2）由孔与轴的三种配合公差带图可知：孔φ25mm与轴φ25mm、轴φ25mm、轴φ25mm分别形成间隙配合、过盈配合和过渡配合。（3）计算特征参数及配合公差1）孔φ25mm与轴φ25mm形成间隙配合的特征参数Xmax＝ES－ei＝＋0.021－（－0.020）＝＋0.041mXmin＝EI－es＝0－(－0.007）＝＋0.007mm配合公差Tf＝｜Xmax－Xmin｜＝｜＋0.041－（＋0.007）｜＝0.034mm第二节基本术语及其定义2）孔φ25mm与轴φ25mm形成过盈配合的特征参数：Ymax＝EI－es＝0－(＋0.048)＝－0.048mmYmin＝ES－ei＝＋0.021－(＋0.035)＝－0.014mm配合公差Tf＝｜Ymin－Ymax｜＝｜－0.014－（－0.048）｜＝0.034mm3）孔φ25mm与轴φ25mm形成过渡配合的特征参数：Xmax＝ES－ei＝＋0.021－（＋0.015）＝＋0.006mmYmax＝EI－es＝0－(＋0.028)＝－0.028mm配合公差Tf＝｜Xmax－Ymax｜＝｜＋0.006－（－0.028）｜＝0.034mm第二节基本术语及其定义习题4：有一过盈配合，基本尺寸为Ф45mm，过盈在-0.045mm至-0.086mm范围内，采用基孔制，孔的公差是轴的公差的1.5倍，试确定孔和轴的极限偏差，并画出公差带图和配合公差带图。第二节基本术语及其定义二、标准公差系列1.标准公差系列：国家标准制定出的一系列标准公差数值（表1.4）。国家标准规定了20个标准公差等级，分别为IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。其中，IT01精度等级最高，然后依次降低，IT18最低。在公称尺寸相同的条件下，标准公差数值随公差等级的降低而依次增大。第三节极限与配合国家标准的组成2.公差单位是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。二、标准公差系列标准规定基本尺寸D≤500mm的常用尺寸段的公差单位(因子）i的计算公式如下：图1.9加工误差范围与零件尺寸的关系第三节极限与配合国家标准的组成•式中第一项表示加工误差范围与基本尺寸大小的关系；•第二项表示测量误差(主要是测量时温度的变化产生的测量误差)与基本尺寸的大小呈线性关系。•生产实践表明，在相同的加工条件下加工一批零件(孔或轴)，基本尺寸不同的孔或轴加工后产生的加工误差范围亦不同。统计分析发现，加工误差范围与基本尺寸的关系呈立方抛物线的关系。)001.045.03mimmDDDi公差单位（）；孔或轴的基本尺寸（第三节极限与配合国家标准的组成二、标准公差系列2.标准公差的计算及规律表1.2尺寸≤500mm的标准公差计算公式第三节极限与配合国家标准的组成根据标准公差计算式来看，每一个基本尺寸都应当有一个相应的公差值。但在实际生产中，基本尺寸很多，会形成一个庞大的公差数值表，反而给生产带来许多困难。为了简化标准公差数值表格，国标采用了基本尺寸分段的方法。如表1.3，在同一尺寸段内，按首尾尺寸的几何平均值D代入计算公式中，来计算公差值。对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。DDDD13首末二、标准公差系列3.公称尺寸分段（书上例题1.2）第三节极限与配合国家标准的组成表1.4标准公差数值第三节极限与配合国家标准的组成习题6：在下表中填入尺寸公差值第三节极限与配合国家标准的组成1.基本偏差代号及其规律基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴。在26个字母中，除去易与其他含义混淆的I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)5个字母外，采用21个，再加上用双字母CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、Js、(cd、ef、