公差配合与技术测量基础

公差配合与技术测量基础一、绪论互换性概述优点：提高生产率，有利于专业化大生产，缩短维修时间，降低生产成本等。分类：完全互换与不完全互换互换性分类完全互换定义：同一规格工件不作任何挑选，不需辅助加工，就能装到所需的部件上，并能滿足其使用要求。不完全互换定义：就是在装配前允许有附加的选择，装配时允许有附加的调整但不允许修配，装配后能满足预期的使用要求。公差、误差的概念误差：尺寸，形状，位置，表面粗糙度公差：允许尺寸的变化量T（区别：误差在加工中产生，而公差是在设计中给定）合格：零件的几何参数误差控制在公差范围内（量规检验合格性1、2、3）二、公差与配合有关“尺寸”的术语和定义有关“公差、偏差及误差”的术语和定义有关“配合”的术语和定义极限与配合标准的基本规定公差与配合的选用公差示意图1.有关“尺寸”的术语和定义尺寸基本尺寸（D、d）实际尺寸（Da、da）极限尺寸（1）尺寸尺寸是用特定单位表示长度的数字。（2）基本尺寸（D、d）基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。（3）实际尺寸（Da、da）实际尺寸是通过测量所得的尺寸。（4）极限尺寸极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。其中：较大的一个称为最大极限尺寸（Dmax、Dmax）较小的一个称为最小极限尺寸（dmin、dmin）（4）极限尺寸图2-8公差与配合示意图图2-9公差带图2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义尺寸偏差尺寸公差零线公差带基本偏差（1）尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸偏差包括：1)实际偏差=实际尺寸-基本尺寸Ea=Da-D；ea=da-d2)极限偏差2)极限偏差上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸ES（孔）、es（轴）ES=Dmax-D、es=dmax-d下偏差=最小极限尺寸—基本尺寸EI（孔）、ei（轴）EI=Dmin-D、ei=dmin-d（2）尺寸公差（公差T）尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸=上偏差—下偏差（2）尺寸公差（公差T）1)从极限尺寸入手：Th=∣Dmax-Dmin∣Ts=∣dmax-dmin∣2)从极限偏差看：Th=∣ES-EI∣Ts=∣es-ei∣有关尺寸的术语定义动画演示（3）零线零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。（4）公差带上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差（4）公差带在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。在国家标准中，公差带包括：公差带大小由标准公差确定公差带位置由基本偏差确定（5）基本偏差基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。公差带图动画演示3.有关“配合”的术语和定义配合基准制配合类型配合公差配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。（1）配合制配合制是指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。基孔制基轴制基孔制基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为“H”。ESEI=00基本尺寸H基轴制基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为“h”。es=0ei0基本尺寸h基准制配合图动画演示(2)配合类型间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之上，形成具有间隙的配合。（间隙代数差为正值或零）最大间隙:Xmax=Dmax–dmin=ES-ei最小间隙:Xmin=Dmin–dmax=EI–es(2)配合类型过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之下，形成具有过盈的配合。（过盈代数差为负值或零）最大过盈:Ymax=Dmin–dmax=EI-es最小过盈:Ymin=Dmax–dmin=ES–ei(2)配合类型过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，既可能形成间隙配合，也可能形成过盈配合。最大间隙:Xmax=Dmax–dmin=ES-ei最大过盈:Ymax=Dmin–dmax=EI–es有关配合的术语及定义动画演示(2)配合类型配合类型有：间隙配合过渡配合过盈配合(3)配合公差允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。间隙配合：配合公差=最大间隙—最小间隙过盈配合：配合公差=最大过盈—最小过盈过渡配合：配合公差=最大间隙+最大过盈(3)配合公差配合公差=轴公差+孔公差Tf=Th+Ts练习下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（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.极限与配合标准的基本规定标准公差系列基本偏差系列公差带系列（1）标准公差系列标准公差就是国家标准所确定的公差。标准公差共分20级:IT01、IT0、IT1、IT2、…到IT18。IT：国际标准公差的缩写代号（IT7表示标准公差7级）从IT01至IT18，公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。（2）基本偏差系列基本偏差系列是指标准化的基本偏差国标对孔和轴设定了28个基本偏差动画演示图2-15基本偏差系列（3）公差带公差带系列公差带选择顺序：先优先公差带其次常用公差带再一般公差带图2-17尺寸≤500mm轴的一般（方框内的）常用和（圆圈内的）优先公差图2-18尺寸≤500mm孔的一般（方框内的）常用和（圆圈内的）优先公差图2-19基孔制优先配合公差带图2-20基轴制优先配合公差带公差与配合的标注5、公差与配合的选用基准制的选用公差与配合的选用公差等级的选用配合的选用一般公差的选用（1）基准制的选用一般情况下，应优先选用基孔制。（2）公差与配合的选用选择公差与配合的主要内容有：1）确定基准制；2）确定公差等级；3）确定配合种类。选择公差与配合的原则是在保证机械产品基本性能的前提下，充分考虑制造的可行性，并应使制造成本最低。（3）公差等级的选用选用的原则如下：1)对于基本尺寸≤500mm的轴孔配合，当标准公差≤IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合；但当标准公差＞IT8级或基本尺寸＞500mm的配合，推荐采用同级孔、轴配合。2)选择公差等级，既要满足设计要求，又要考虑加工的可能性与经济性。（3）公差等级的选用1）IT01、IT0、IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。2）IT2~IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。3）IT5（孔到IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；4）IT6（孔到IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸；5）IT7~IT8级用于一般精度要求的配合尺寸；6）IT9~IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。7）IT11~IT12级公差用于不重要的配合尺寸。8）IT12~IT18级公差用于未注公差的尺寸。（4）配合的选用应尽可能选用优先配合和常用配合。（5）一般公差的选用一般公差——线形尺寸的未注公差1）线性尺寸的一般公差的概念：主要用于较低精度的非配合尺寸。2）一般公差的公差等级分精密f、中等m、粗糙c、最粗v共4个公差等级。（5）一般公差的选用3）线性尺寸的一般公差标准：三、技术测量及常用计量器具技术测量过程四要素计量器具的分类常用量具的使用1、技术测量过程四要素测量对象计量单位测量方法测量精度2、计量器具的分类量具（量块、直角尺、固定刻线量具、游标量具、螺旋测微量具）量规（光滑极限量规、螺纹量规等）量仪计量装置3、常用量具的使用（1）常用游标量具有：游标卡尺、高度游标卡尺、深度游标卡尺。分度值常用的有0.05、0.02mm。游标卡尺测量演示游标卡尺测量读数演示3、常用量具的使用（2）常用的测微量具有外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺等，其中外径千分尺在生产中应用广泛。其分度值为0.01mm，测量范围有0-25、25-50、50-75、75-100、100-125、125-150等。外径千分尺测量演示外径千分尺读数演示四、形状公差与位置公差1、形状公差和形状误差（1）形状公差构成机械零件形状的几何要素所允许的变动量称为形状公差。1、形状公差和形状误差（2）形状误差形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。形状误差的评定原则最小条件：是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。例形状公差的项目（1）直线度公差直线度公差：实际被测要素对理想直线的允许变动量。1）在给定平面内的直线度公差带图2-21给定平面内的直线度公差带（1）直线度公差2）在给定一个方向上的直线度公差带图2-22给定一个方向上的直线度公差带（1）直线度公差3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带图2-23给定两个方向上的直线度公差带（1）直线度公差4）任意方向上的直线度(空间)公差带为直径为φt的圆柱面（2）平面度公差平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。图2-24平面度公差带（3）圆度公差实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值t的两个同心圆间的区域。图2-25圆度公差带（4）圆柱度公差实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。图2-26圆柱度公差带（5）线轮廓度公差实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。图2-27线轮廓度公差带（6）面轮廓度公差实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。图2-28面轮廓度公差带２、位置公差和位置误差位置公差是关联实际要素的位置对基准的变动全量。位置公差带是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素要在此区域内才合格。位置公差和位置误差（1）定向位置公差—平行度被测实际要素相对于基准要素的方向成0º的要求。图2-29以平面为基准的平行度公差带（1）定向位置公差—平行度a、给定方向(1)一个方向：两平行平面且平行于基准面对面线对面面对线线对线(2)二个方向：两组平行平面且平行于基准（1）定向位置公差—平行度b、任意方向以φt为直径的小圆柱且平行于基准（2）定向位置公差—垂直度被测实际要素相对于基准要素的方向成90º的要求。图2-30以轴线为基准的垂直度公差带（3）定向位置公差—倾斜度被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。图2-31倾斜度公差带（4）定位位置公差—同轴度要求被测实际要素与基准要素同轴。图2-32同轴度公差带（5）定位位置公差—对称度要求被测实际要素与基准要素共面。图2-33对称度公差带（6）定位位置公差—位置度要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。图2-34孔轴线的位置度公差带（6）定位位置公差—位置度a、点的位置度：（平面点）公差带：以φt为直径的圆球b、线的位置度：（空间孔位）公差带：以φt为直径的小圆柱且垂直A，平行于B、C（7）跳动位置公差圆跳动：关联实际要素绕基准回转一周时可允许的最大跳动量（最大与最小尺寸之差）。全跳动：关联实际要素绕基准连续回转可允许的最大跳动量。1）跳动位置公差—圆跳动根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为：径向圆跳动端面圆跳动斜向圆跳动径向圆跳动径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。图2-35径向圆跳动公差带端面圆跳动端面圆跳动用于控制端面任一测量直径处，在轴向方向的跳动量。图2-36端面圆跳动公差带斜面圆跳动斜面圆跳动用于控制圆锥面在法线方向的跳动量。2）跳动位置公差—全跳动整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。根据允许变动的方向的不同，全跳动可分为：径向全跳动端面全跳动斜向全跳动径向全跳动径向全跳动用于控制整个圆柱表面上的跳动总量。图2-37径向全跳动公差带端面全跳动端面圆跳动