第2章 几何精度规范学尺寸精度

《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度本章主要内容一．尺寸精度的基本概念二．公差配合国家标准的构成规律三．公差配合的应用重点要求掌握典型术语定义、掌握标准特点、正确查表标注。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.1尺寸精度基础知识有关孔和轴的定义轴——通常是指圆柱形外表面；也包括非圆柱形外表面。孔——通常是指圆柱形内表面；也包括非圆柱形内表面。包容和被包容，或按去除材料的方法加工时越来越大/小。目的：扩大标准应用范围L一般长度尺寸《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.1.1有关尺寸的术语及定义用特定单位表示长度值或角度值的数值称为尺寸。包括线性尺寸和角度尺寸。1．基本尺寸（公称尺寸）(D、d):设计确定的尺寸。2．极限尺寸:允许尺寸变化的两个界限值。（代号：孔Dmax、Dmin轴dmax、dmin：最大/最小极限尺寸）025.0050025.0041.050基本尺寸D=50Dmax=50.025Dmin=50基本尺寸d=50dmax=49.975dmin=49.9592.1尺寸精度基础知识《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度3．实际尺寸（Da、da）——加工后通过测量获得的尺寸。2.1尺寸精度基础知识每一个测得尺寸都可以称为实际尺寸。不同的测量器具、不同的环境、不同的操作人员所测得的尺寸并不相同。同一表面的不同位置上的实际尺寸往往也是不相等的。两点式测量得到的实际尺寸称为局部实际尺寸。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度4．最大实体尺寸和最小实体尺寸（DM、DL、dM、dL）2.1尺寸精度基础知识轴、孔允许材料最多的状态称为最大实体状态MMC。此时所对应的尺寸称为最大实体尺寸MMS（最大实体极限），分别用DM和dM表示。dM=dmaxDM=Dmin轴、孔允许材料最少的状态称为最小实体状态LMC。此时所对应的尺寸称为最小实体尺寸LMS（最小实体极限），分别用DL和dL表示。dL=dminDL=Dmax《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.1.2有关偏差的术语及定义1．尺寸偏差（偏差）某一尺寸－基本尺寸＝＋0－孔轴上偏差ES=Dmax－Des=dmax－d下偏差EI=Dmin－Dei=dmin－d极限偏差:极限尺寸与基本尺寸之差。实际偏差：实际尺寸与基本尺寸之差。Ea=Da－Dea=da－d2.1尺寸精度基础知识合格条件：ES≥Ea≥EIes≥ea≥ei≥0≤0《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.1.3有关公差和公差带的术语及定义2．尺寸公差允许尺寸的变动量。孔TD=Dmax－Dmin=ES－EI轴Td=dmax－dmin=es－ei2.1尺寸精度基础知识尺寸公差表示尺寸允许的变动范围，是允许的尺寸误差的大小，它体现设计对尺寸加工精度要求的高低。基本尺寸相同时，公差值越小，零件尺寸允许的变动范围就越小，要求的加工精度就越高。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.1尺寸精度基础知识TDTd《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度TDTd3．公差带及公差带图由上下偏差所表示的区域称为公差带。注意在公差带图上，必须注上基本尺寸和偏差值（偏差值单位可以是mm或um）！2.1尺寸精度基础知识零线上方+表示正偏差零线下方-表示负偏差TDTdESEIesei不写不写或H7代替TD或e6代替Td《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度确定轴孔的配合，主要是根据使用要求确定轴孔的公差带，但是满足相同使用要求的公差带是无限多的，若不作出统一规定，将会造成生产过程的混乱，不利于互换性和经济性的提高。极限制就是使尺寸的极限（极限偏差）与配合标准化，主要是确定轴孔的极限偏差，即确定公差带。这里以常用尺寸（D≤500mm）为例。标准公差国家标准所规定的用来确定公差带大小的公差值常用尺寸极限配合基本偏差国家标准所规定的用来确定公差带位置的偏差值2.2线性尺寸精度（极限制）公差带的两个要素公差带的大小公差带的位置《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度基本偏差：指靠近零线或位于零线的极限偏差。2.2线性尺寸精度（极限制）基本偏差EI基本偏差es＋0－标准公差TD标准公差TdΦ标准公差=上偏差-下偏差：国家标准所规定的用来确定公差带大小的公差值。与精度等级高低和基本尺寸有关。ESEIeies《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）1．标准公差等级及其代号（IT）国家标准规定的公差等级共20个(常用尺寸D≤500mm），代号为：IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18高低目的是满足不同行业、不同精度的产品要求。如何确定标准公差的大小？2．标准公差因子i（公差单位，是基本尺寸的函数）标准公差因子是计算标准公差大小的基本单位，它是通过对不同尺寸的零件采用不同的加工方法所产生的加工误差统计分析发现的。2.2.1标准公差《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）公差用于限制加工误差，因此公差与基本尺寸亦满足这一关系，用标准公差因子i反映。)(1.2004.0mDi)(001.045.03mDDiD≤500mm时D＞500mm时磨车统计分析发现，加工误差的大小与基本尺寸呈立方抛物线的关系，同时加工误差还与加工方法有关。D≤500mm时：第一项反映加工误差的影响，符合立方抛物线的关系；第二项用于补偿与直径成线性关系的测量误差。D＞500mm时：测量误差起主导作用，尤其是温度引起的测量误差更为突出。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度3．标准公差数值的计算公差等级公式公差等级公式公差等级公式IT010.3+0.008DIT610iIT13250iIT00.5+0.012DIT716iIT14400iIT10.8+0.020DIT825iIT15640iIT2（IT1）(IT5/IT1)1/4IT940iIT161000iIT3（IT1）(IT5/IT1)1/2IT1064iIT171600iIT4（IT1）(IT5/IT1)3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160iIT5～IT18标准公差计算公式：IT=a·ia——公差等级系数（反映精度的高低，与加工方法有关）2.2线性尺寸精度（极限制）该公式用于尺寸500-3150《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度标准公差值IT=a·i＝a·（）DD001.045.034.尺寸分段（基本尺寸）分段目的：简化公差数值表分段原则：先密后疏计算标准公差因子i时基本尺寸采用段内首尾的几何平均值。12080D==97.98mm例如：基本尺寸为86mm，属于80－120mm尺寸段i＝2.173μm2.2线性尺寸精度（极限制）基本尺寸为40、41、42……时，标准公差值过多？《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）标准公差系列标准公差为国家标准所规定的任一公差。所有标准公差的集合就是标准公差系列。标准公差数值公差等级基本尺寸D=18mm,IT8=?27μm大于《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度基本偏差——作用是确定公差带位置，是指靠近零线的极限偏差，国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。2.2.2基本偏差1．基本偏差的代号孔、轴基本偏差各有28种，用英文字母表示。孔用大写字母，轴用小写字母。孔：A、B…Z去掉：I,L,O,Q,W增加：CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC轴：a、b…z去掉：i,l,o,q,w增加：cd,ef,fg,js,za,zb,zc2.2线性尺寸精度（极限制）《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）孔的基本偏差系列A~H:为下偏差EIH:EI=0JS:偏差对称于零线J~ZC:为上偏差ES0EIESESJSJ《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）0eiesei0eiesei轴的基本偏差系列a~h:为上偏差esh:es=0js:偏差对称于零线j~zc:为下偏差ei0eieseijsj《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度孔轴2.2线性尺寸精度（极限制）《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度这些数值由经验公式计算得出（j的基本偏差为经验数值，主要用于与轴承配合的轴），这些经验公式是以基孔制（孔的基本偏差代号为H，即下偏差为0）为依据，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统计分析得到的。例如热动配合采用大间隙时应考虑发热膨胀与直径的关系，旋转运动为保证良好的液体润滑应考虑最小间隙与直径的关系等。f的计算公式：k的计算公式：2.2线性尺寸精度（极限制）⑴轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值(见附表2－2)md41.05.52．基本偏差数值md36.0mmddd21《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得到的。换算的前提是：基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质(具有相同的极限间隙或过盈)必须相同。⑵孔的基本偏差数值的确定由于孔比轴难加工，故对高精度的孔轴配合（≤IT8），即公差等级较高时，孔通常比轴低一个公差等级。例如：H9/f9F9/h9H6/r5R6/h5H7/f6F7/h62.2线性尺寸精度（极限制）孔的基本偏差的数值(见附表2－3)《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）根据以上换算规则，得到孔的基本偏差的计算依据为以下规则：一般情况下，同一代号的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线是完全对称的，即孔、轴基本偏差的绝对值相同而方向相反。EI＝－es（适合A—H）ES＝－ei（适合Ｊ—ＺＣ低公差等级）特殊规则：代号Ｎ的９—１６级基本偏差（ＥＳ）＝０标准公差≤IT8的Ｊ、Ｋ、Ｍ、Ｎ和标准公差≤IT7的Ｐ—ＺＣES＝－ei+△△＝ITn-ITn-1（可查表确定）某一级的标准公差比某一级高一级的标准公差《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2.3公差带代号及标注公差带代号:由基本偏差代号和公差等级组合而成例如：H7、F8，m7、t6在零件图上标注公差带代号2.2线性尺寸精度（极限制）025.0041.0025.0041.06f5050025.00025.007H5050请大家确定φ50T8、φ50T6的基本偏差是ES还是EI？上下偏差是多少？（附表2-1、2-3）049.0065.0054.0093.0650850TT基本偏差为T，表明是孔的基本偏差代号。所以基本偏差是ES。以下计算单位均是um查附表2-3，可知φ50T8的基本偏差为ES=-54，查附表2-1可知，基本尺寸为50的IT8=39，EI=ES-TD=-93。查附表2-3，可知φ50T6的基本偏差为ES=-54+△=-54+5=-49，查附表2-1可知，基本尺寸为50的IT6=16，EI=ES-TD=-65。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）2.2.4优先、常用和一般公差带（推荐使用）一般用：116种常用：59种优先用：13种轴的优先、常用、一般公差带设计时按优先、常用、一般的顺序选择。标准公差与基本偏差有多种组合，任意组合不经济。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.2线性尺寸精度（极限制）一般用：105种常用：44种优先用：13种孔的优先、常用、一般公差带设计时按优先、常用、一般的顺序选择。《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.3角度尺寸精度2.3.1角度标准公差数值角度尺寸公差没有专门的国家标准规定，而是等效采用圆锥精度国家标准中锥角公差标准。标准圆锥角公差分为12个公差等级，依精度从高至低的顺序排列为：ATl(高)、AT2、…、ATl22.3.2角度公差带配置为何是+AT/2,而不是+AT？《几何精度规范学》多媒体课件第2章尺寸精度2.4一般尺寸公差未注出的尺寸公差称为一般公差/未注公差，其公差等级和极限偏差值由相应标准(如GB