精度设计讲稿_1109

精度设计——罗烽主讲第一章：绪论1.1什么是精度设计？它有什么用？所谓精度设计，就是在产品设计过程中，按照国标的有关要求和工厂的实际生产能力，给零件规定各种合理的公差(包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等)要求。精度设计是否合理，直接关系到产品的可加工性、产品的质量、互换性、以及制造成本等众多重要因素。1.2本课程的特点和学习方法1.2.1特点、重点与难点1.2.2学习方法和教学要求1.2.3参考书目：（1）《机械精度设计与检测技术基础》第一版，杨沿平主编，机械工业出版社，2004年（2）《几何精度规范学》第一版，潘淑清主编，北京理工大学出版社，2003年（3）其它书名为《互换性与测量技术》(或类似书名)的教材也可参考1.3互换性1.3.1什么是互换性1.3.1.1零件具有互换性的2个基本条件：a)同一规格的零件，不须挑选和修理就能进行装配；b)装配后能满足使用要求。1.3.1.2互换性涉及的2个方面：a)几何参数的互换（本课程主要讨论的对象）；b)功能的互换（在考虑几何参数互换前提下需要兼顾的）。1.3.2互换性的分类1.3.2.1按互换的程度分：完全互换与不完全互换(见下页的例子)不完全互换的例子例：要生产一批配合间隙要求在0~0.002范围内的孔与轴，可以有两种方式：第一种方式按孔，轴来生产，其孔与轴的公差均为0.001，孔与轴的间隙为0~0.002，满足要求；第二种方式按孔，轴来生产，其孔与轴的公差均为0.01，与第一种方式相比加工难度降低了10倍，但孔与轴的间隙变为0~0.02，比要求的间隙扩大了10倍，不能满足要求，针对这一问题，对加工好的孔、轴按其实际尺寸进行如下分组：第1组：孔，轴其配合间隙为0~0.002，满足要求第2组：孔，轴其配合间隙为0~0.002，满足要求......第9组：孔，轴其配合间隙为0~0.002，满足要求第10组：孔，轴其配合间隙为0~0.002，满足要求经过分组后每一组都能满足要求。这样，加工难度降低了，而要求的配合精度并没有降低，但条件是只有同一组的孔轴才具有互换性，这样的互换性称为不完全互换，而任意零件都可互换则称为完全互换。001.005000.001-50004.00.005-50-0.0050.006-50005.00.005-500.0040.006-50003.00.004-50-0.0040.005-50005.00.00450004.00.00350004.00.00350003.00.002501.3.2.2按部件内部和外部的互换分：内互换与外互换以滚动轴承(一种标准化的部件——标准件)为例来说明1.3.3互换性的作用与重要意义1.3.3.1在设计方面1.3.3.2在加工制造方面1.3.3.3在使用和维修方面1.4标准化与优先数系1.4.1标准化1.4.1.1什么是标准，标准的作用是什么1.4.1.2有哪些层次的标准1.4.1.3本课程涉及哪些标准1.4.1.4什么是标准化，为什么要进行标准化标准文献网：标准搜搜网：标准下载站：基本数值系列：R5R10R20R40;补充数值系列：R803.仔细看看这种级数的好处1.4.2.3优先数1.什么是优先数2.工程上优先数如何取值：表1-13.各数值系列取用的先后顺序4.派生系列简介第二章：尺寸精度设计概述尺寸公差所涉及的国家标准GB/T1800.1—2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础(替代GB/T1800.1—1997、GB/T1800.2—1998、GB/T1800.3—1998)GB/T1800.2—2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表(替代GB/T1800.4—1999)GB/T1801—2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合公差带和配合的选择(替代GB/T1801—1999)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2.1基本术语及定义2.1.1孔与轴2.1.1.1孔：2.1.1.2轴：2.1.2有关尺寸、偏差、公差的术语2.1.2.1尺寸：2.1.2.2基本尺寸：D、d2.1.2.3极限尺寸：最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin2.1.2.4实际尺寸：Da、da2.1.2.5尺寸偏差（偏差）：1.极限偏差：上偏差：ES、es下偏差：EI、ei2.实际偏差：Ea、ea2.1.2.6尺寸公差：TD、Td2.1.2.7公差带图1.零线：2.公差带：3.公差带图的画法各种尺寸与偏差、公差带图2.1.3有关配合的术语2.1.3.1配合：2.1.3.2间隙：X2.1.3.3过盈：Y2.1.3.4配合类别：1.间隙配合：XmaxXmin2.过盈配合：YmaxYmin3.过渡配合：XmaxYmax4.配合公差：Tf平均间隙(过盈)：Xav、Yav例题1：1、求下列三对配合孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、公差、极限间隙或极限过盈、平均间隙或过盈、配合公差；2、指出各属何类配合；3、画出尺寸公差带图及配合公差带图。（1）孔与轴相配合（2）孔与轴相配合（3）孔与轴相配合0210030.0200033030..02100.00830.0210030.0210030.04800.03530.例题1的计算表（数值单位：mm）2.2尺寸的极限与配合国标简介2.2.1配合制2.2.1.1基本偏差2.2.1.2基孔制配合、基准孔2.2.1.3基轴制配合、基准轴2.2.2标准公差系列2.2.2.1标准公差等级2.2.2.2标准公差因子2.2.2.3尺寸分段2.2.2.4标准公差数值的计算例题2：试计算基本尺寸为100mm、公差等级为IT6的零件的公差数值2.2.2.5标准公差数值表及查表方法2.2.3基本偏差系列2.2.3.1基本偏差系列及代号2.2.3.2孔与轴基本偏差数值的计算方法简介2.2.3.3轴的基本偏差数值表的使用课堂练习：查表求轴70f6、120js10的基本偏差，画公差带图2.2.3.4孔的基本偏差数值表的使用课堂练习：查表求孔10EF8、20M6的基本偏差，画公差带图2.2.3.5公差带与配合的表示方法2.2.3.6极限偏差的确定方法例题3：查表求φ35H7/r6、φ35R7/h6的极限偏差，画出公差带图(含配合公差带)2.2.3.7极限偏差数值表简介2.2.3.8极限与配合在图样上的表示2.2.4一般、常用和优先选用公差带与配合2.2.4.1一般、常用和优先选用的公差带2.2.4.2常用和优先配合2.3尺寸精度设计的基本原则和方法基本原则在保证使用要求的前提下尽量选用较大的公差一般方法类比法计算法试验法2.3.1配合制的选用选择基孔制还是基轴制并不影响配合类别和配合精度，但却影响制造的成本。2.3.1.1一般情况下优先选用基孔制2.3.1.2下列情况下选用基轴制a）标准冷拉轴b）尺寸小于1mm的轴c）一轴配多孔d）修配机器时（教材上未提到）2.3.1.3与标准件配合时、以标准件为基准件2.3.1.4特殊要求场合、可以采用非基准制2.3.2公差等级的确定a）在满足使用要求的前提下，尽量选用较大的公差；b）考虑到孔轴加工难度的不同，为保持孔轴加工的等价性，一般情况下对大于等于IT7的配合，常采用孔比轴低一个公差等级；c）应依据零件的用途确定合适的公差等级（参见P40表2-11）；d）根据所确定的公差等级来确定合适的加工方法（参见P40表2-10）；e）应尽量选用优先或常用的公差带及配合。2.3.3确定公差等级及配合的计算方法例：有一基本尺寸为80mm的孔轴配合，要求配合间隙为+20~+100um，试确定孔、轴公差等级及配合。解：第1步：计算配合公差（Tf=80um）第2步：分配孔、轴公差（TD=IT8=46um，Td=IT7=30um）第3步：确定基准制及基准件的基本偏差（EI=0）第4步：确定另一配合件的基本偏差（es=-30，代号f）第5步：确定配合，画公差带图第6步：校验，调整......最终满足要求的配合为80H7/f7按国标选常用配合为80H7/f6P45~47例2-8、2-9（自学）2.4一般公差（线性尺寸的未注公差）2.4.1什么是一般公差（未注公差）2.4.2为什么要规定一般公差（未注公差）a）未注的原因b）适用的尺寸2.4.3一般公差如何规定a）4个等级：f—精密级IT12m—中等级IT14c—粗糙级IT16v—最粗级IT17b）不论孔、轴、或长度尺寸，都采用对称分布公差带极限偏差数值表（P50表2-15）2.4.4标注的方法在图纸的“技术要求”中或在技术文件中统一规定如：GB/T1804—f