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公差配合与技术测量第一章绪论第一章绪论•一、互换性的意义•互换性——零部件具有彼此互相替换而又不影响设定功能及使用效果的性能。•制造业发展的原则——意念构想设计制造•一体化的前提条件——标准标准化规范化•军工生产的迫切需要。•意义：为现实社会带来巨大的社会效益和经济效益。第一章绪论•互换性的分类•1、完全互换：零部件在装配前不必经过选择，装配时也不必经过修整，在装配后即可满足设定的功能及使用要求。（螺栓、轴承等）•2、不完全互换：零部件在给定精度的要求下制造，在装配时按一定的规律进行分组，组内的零件可以互换。装配后零部件达到设定的功能及使用要求。第一章绪论•不完全互换的生产特征：•（1）适用于精度高、公差少、配合要求高的装配场合；•（2）可将零件公差适当放大进行加工制造，然后分组进行配合；•（3）同组零件可以互换，不同组零件不可以互换；•（4）只能加工单位内部使用，对外不可使用。第一章绪论•互换性技术的经济性意义•1、设计方面：互换件、通用件的大量使用令设计、变得简单、容易，特别适宜于计算机的辅助设计。•2、生产制造方面：有利于机械化加工普及和生产，生产协调。有利于分散加工、集中装配的集团式大生产。•3、更换维修：缩短工作时间，提高工作效率，效果更加可靠。第一章绪论•应用场合：•1）完全互换法适用于大批大量生产；•2）不完全互换法适用于精度要求很高的加工。•小批量、维修件、单件生产采用调整法或修配法进行装配。第一章绪论•采用完全互换法•或不完全互换法的利弊权衡——•互换法生产并非任何情况下都适用，但它是必须遵循的技术经济原则。第一章绪论•实现互换性的条件•——公差、标准化、技术测量•1、不论设备的精度与加工者的技术状态多好都不可能做出一件完全相同的零件•2、将制造参数控制在特定范围就可以实现零件在装配过程中的完全互换性或某种程度的不完全互换性装配。•将制造参数控制在特定范围——•这个特定范围指什么？第一章绪论•公差的概念•——按一定的规范、要求、标准设置，使零件能够满足互换性技术经济意义要求的制造参数就是••“公差”第一章绪论•（三）标准与标准化•标准——•为规范概念、事物所做的统一规定。是认识与实践事物必须共同遵守的尺度。•1、标准类型：基础标准产品标准方法标准安全和环境保护标准。第一章绪论•基础标准——•企业标准QB。••行业标准HB••部颁标准JB(机械工业部)••国标标准GB第一章绪论•2、标准之间的关系：•企业标准高于行业标准；•部颁标准高于国家标准。•3、标准化指标准制定、发布和贯彻实施的全部活动过程（标准化的建立也服从许许多多的标准）。第一章绪论•基础标准定义——••以标准化共性要求和前提条件为对象的标准，是为了保证产品质量而制定的，一般工程技术人员必须采用的通用性标准，也是制定其他标准时可依据的标准。第一章绪论•（四）优先数和优先数系•优先数：设计和生产优先采用的“数”•优先数系：优先数的“集合”•——在设计上它是一个极其重要的标准。第一章绪论•（五）技术检测•——检测是判断零件是否符合精度要求的必要过程。••检测是检验和测量的统称。第一章绪论•检测的必要性：•1、质量评定；•2、影响质量因素的分析推定；•——计量管理是一切管理之源。•3、工艺完善的依据。第一章绪论•提高检测水平与合理的公差设计是保证产品质量、实现互换性生产必不可少的条件和手段。第一章绪论公差配合与技术测量第二章尺寸公差与检测第二章尺寸公差与检测第二章尺寸公差与检测•一、尺寸与孔和轴•零件的配合均被认为是孔与轴的配合•孔与轴的定义：•1、轴（d）•狭义——零件的外圆柱表面•广义——具有被包容表面的零件（不一定是圆），被包容面外没有材料。第二章尺寸公差与检测•2、孔（D）•狭义——零件的内圆柱表面•广义——具有包容表面的零件（不一定是圆），包容面内没有材料。•从广义上来看，轴中有孔，孔中有轴。第二章尺寸公差与检测第二章尺寸公差与检测•3、尺寸•（1）尺寸——用特定单位表示长度值的数字（机械工程默认的单位是mm）。•（2）基本尺寸（名义尺寸、公称尺寸）•——是经过强度及刚度校核和结构设计而确定、按优先数系选取的理论值。第二章尺寸公差与检测•（3）实际尺寸——加工后通过测量而获得的尺寸。•由于误差的影响，同一表面不同部位的实际尺寸是不相同的，实际尺寸不是一个真值。•4）极限尺寸——允许尺寸变化的两个界限值，以基本尺寸为参数确定。(Dmin或dmin；Dmax或dmax)第二章尺寸公差与检测•二、偏差、公差及公差带•1、尺寸偏差——给定尺寸减去基本尺寸所得的代数差•极限偏差——极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。如：•上偏差（ES或es）100.06-100=0.06•下偏差（EI或ei）99.90-100=-0.10第二章尺寸公差与检测•2、实际偏差（统称误差）•——实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差如：•100.038–100.00=0.038•100–100=0•99.90–100=-0.10•实际偏差与公差不同，•可以为：正值，零值，负值。第二章尺寸公差与检测•零件合格的基本条件•孔：Dmin≤Da≤Dmax；EI≤Ea≤ES•轴：dmin≤da≤dmax；ei≤ea≤es第二章尺寸公差与检测•3、公差——允许尺寸的变动范围。•公差的两种表达：•（1）公差=最大极限尺寸–最小极限•孔：Th=Dmax–Dmin•（2）公差=上偏差–下偏差•轴：Ts=es–ei第二章尺寸公差与检测•100.06–99.90=0.16•0.06-（-0.10）=0.16•公差是绝对数不能为0，更不能为负值•公差的大小反映出零件加工的难易程度及尺寸的精确程度。第二章尺寸公差与检测•4、零线、公差带和公差带图•公差带——零件尺寸相对基本尺寸的变动范围。（1）公差带图的作法。（2）公差带图的几个要素：1）0线——在公差带图中用来确定偏差正负的一条直线，即0偏差线。0线上为“正”偏差冠“+”号；0线下为“负”偏差冠“–”号。第二章尺寸公差与检测•零线、公差带和公差带图表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差带。图解方式为公差带图。第二章尺寸公差与检测•2）标准公差——《公差与配合》中由国标规定的公差值。•3）基本偏差——距离0线较近的那一个偏差值（已经标准化）第二章尺寸公差与检测•公差带关于0线的三种位置所代表的意义：第二章尺寸公差与检测•公差带的特征参数——•大小由公差决定；•位置由基本偏差确定。第二章尺寸公差与检测•三、配合D（d）DmaxDmindmaxESEIesei零线轴孔第二章尺寸公差与检测•配合•——基本尺寸相同的孔与轴结合在一起时公差带之间的匹配关系。•配合的间隙与过盈：•0D–d获得间隙；•D–d0获得过盈。第二章尺寸公差与检测•间隙配合、过盈配合和过渡配合公差带示意图0+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴第二章尺寸公差与检测•（一）三种匹配关系：•1、间隙配合——孔的公差带在轴的公差带之上所获得的配合效果（包括0间隙）。•最大间隙：Xmax=Dmax–dmin或ES–ei•最小间隙：Xmin=Dmin–dmax或EI–es。第二章尺寸公差与检测•间隙配合：孔0+-轴第二章尺寸公差与检测•2、过盈配合——孔的公差带在轴的公差带之下所获得的配合效果(包括0过盈)；最大过盈：Ymax=Dmin–dmax或EI–es最小过盈：Ymin=Dmax–dmin或ES–ei。第二章尺寸公差与检测•过盈配合：轴0+-孔第二章尺寸公差与检测•3、过渡配合——孔或轴的公差带部分覆盖所获得的配合效果。•当实际尺寸趋向极限尺寸时可能出现间隙或过盈的配合结果。•最大间隙：Xmax=Dmax–dmin•或ES–ei•最大过盈：Ymax=Dmin–dmax•或EI–es第二章尺寸公差与检测•过渡配合：孔轴0+-第二章尺寸公差与检测•（二）配合公差•配合公差——孔与轴极限尺寸变动量允许值之和。Tf=Th+Ts间隙配合:Tf＝Xmax－Xmin过盈配合:Tf＝Ymin－Ymax＝Th+Ts过渡配合:Tf＝Xmax－Ymax第二章尺寸公差与检测•（4）基本偏差系列特点：ARSTPCDEFFGCDEHYBGJSKMNUVXZZAZBZCFD0+-孔J0+rafgdefcdbhjsjkmnpstuxzzazbzcgecfvyD0-轴0第二章尺寸公差与检测•（4）基本偏差系列特点：•1）已经标准化，孔（大写）轴（小写）各28种偏差值；•2）基本偏差系列中H（h）其偏差值为0；•3）若取JS（js）其偏差与0线对称。•即有：ES=EI=IT/2•es=ei=IT/2•此时的上下偏差均可作为基本偏差使用。第二章尺寸公差与检测•4）孔的基本偏差系列中，A~H的基本偏差为下偏差，J~Z为上偏差。•轴的基本偏差系列中，a~h的基本偏差为下偏差，j~zc为上偏差。•5）公差带的另一极限开口表示其值（尺寸段，精度等级）待定。第二章尺寸公差与检测•四、基准制•采用基准制的意义：以尽可能少的公差带构成尽可能多的配合。•1、基孔制——给定基本偏差及公差带的孔与不同基本偏差及公差带的轴进行配合的一种配合方式。•在基孔制中基准件是孔，配合件是轴。基准孔的基本偏差规定为下偏差，代号为H，且为0，即EI=0。第二章尺寸公差与检测•2、基轴制——给定基本偏差及公差带的轴与不同基本偏差及公差带的孔进行配合的一种配合方式。•在基轴制中基准件是轴，配合件是孔。基准轴的基本偏差规定为上偏差，代号为h，且为0，即es=0。因为孔的机械加工工艺比较复杂，加工相对困难，在设计时应更多地考虑以轴来迁就孔的制造精度，优先使用基孔制。第二章尺寸公差与检测•基孔制配合与基轴制配合：第二章尺寸公差与检测•五、国标规定的公差带及配合•基本尺寸≤500mm轴优先、常用和一般用途公差带第二章尺寸公差与检测•基本尺寸≤500mm孔优先、常用和一般用途公差带第二章尺寸公差与检测•国标规定的公差带及配合：•高于IT8的配合孔比轴精度低一级；低于IT8的配合孔与轴精度同级。•——工艺等价性原则。•在IT8之后孔与轴加工难度的区别已经不太明显，采用同等级的公差配合令加工的经济性更好。第二章尺寸公差与检测•六、一般公差线性尺寸的未注公差•一般公差——一般条件下均能达到的加工精度，通常不予标注。•未注公差——也叫自由公差。但不等于没有公差要求，其尺寸要求服从线性尺寸的未注极限偏差的数值（GB/T1804-2000）。•未注公差的尺寸也叫自由尺寸，其精度要求按自由公差选取。第二章尺寸公差与检测•一、基准制的选择•基准制的选择设计原则：•（1）一般情况下优先选用基孔制配合。•（2）选用基轴制的一般情况：•1）冷拉钢制圆柱型材，其制造精度已达IT7~IT9，外圆不用加工。•轴（广义的轴）是标准件；（轴承外圈与箱体）第二章尺寸公差与检测•3）轴（广义的轴）价值较高，结构复杂，制造困难；•4）轴上配合零件、部位较多。•（3）特殊情况下可以选用非基准制配合（基准偏差不是H或h的配合)第二章尺寸公差与检测•基准制应用示例：第二章尺寸公差与检测•基准制应用示例：第二章尺寸公差与检测•二、尺寸公差等级的选择•1、公差等级的选择原则•选择公差等级的意义:•解决精度与成本相互制约而形成的矛盾。•选择公差等级的原则:•满足使用性能为前提选取较低的公差等级。第二章尺寸公差与检测•2、公差等级的选择方法•（1）经验法——参考类似结构，大致使用性能，相近的工作条件。通过查阅有关手册，工艺文件加以分析比较而确定公差。多用于一般配合。•（2）计算法——根据使用性能，工作条件确定配合部位的盈隙界限，通过相关的理论计算对比有关标准规定的基准偏差及公差值而确定的公差等级。多用于比较重要的配合。第二章尺寸公差与检测•3、确定公差等级应考虑的几个问题•（1）非配合比配合等级低，一般配合比重要配合等级低；•（2）遵守工艺等价原则。•1）在基本尺寸500以内且公差等级≤IT8的配合孔比轴的公差等级低一级；•2）在基本尺寸500以上或公差等级＞IT8的配合孔与轴的公差等级同级。第二章尺寸公差与检