chap5公差和互換性

Chap5標(biāo)準(zhǔn)化與公差配合5－1互換性概述

一、互換性與公差的概念和作用

1、互換性的概念

1）從零件的互換性功能看，不必要求零件幾何量制造的絕對(duì)準(zhǔn)確，只要求零件幾何量在某一規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)，保證同一規(guī)格零件彼此充分近似。這個(gè)允許變動(dòng)的范圍叫做公差。

2）互換性要用公差來(lái)保證，在滿足功能要求的前提下，公差應(yīng)盡量規(guī)定得大些，以獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

二、互換性的種類

1.

完全互換性簡(jiǎn)稱互換性，完全互換性以零部件裝配或更換時(shí)不需要挑選或修配為條件。

2.

不完全互換性也稱為有限互換性，在零部件裝配時(shí)允許有附加的選擇或調(diào)整。三、互換性的意義

1.

設(shè)計(jì)方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡(jiǎn)化了繪圖和計(jì)算工作，縮短了設(shè)計(jì)周期，并有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的多樣化。

2.

制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計(jì)算機(jī)輔助制造，及實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程和裝配過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化。

3.

使用維修方面：減少了機(jī)器的使用和維修的時(shí)間和費(fèi)用，提高了機(jī)器的使用價(jià)值。四、幾何量的誤差與公差

1.

誤差：尺寸，形狀，位置，表面粗糙度。

2.公差：研究幾何量的誤差及控制范圍，換言之，公差是允許的最大誤差。

3.

區(qū)別：誤差在加工中產(chǎn)生，而公差是在設(shè)計(jì)中給定。五、標(biāo)準(zhǔn)化

1.

標(biāo)準(zhǔn)的起源

為使工件有互換性，又須滿足設(shè)計(jì)與制造的要求就應(yīng)制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.

標(biāo)準(zhǔn)化概念

1）所謂標(biāo)準(zhǔn)是指為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或特征性的文件。

2）所謂標(biāo)準(zhǔn)化是指為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)實(shí)際的或潛在的問(wèn)題規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則的活動(dòng)。

五、標(biāo)準(zhǔn)化

3.標(biāo)準(zhǔn)化分類

1）我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)化法》的規(guī)定，按使用范圍分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2）按標(biāo)準(zhǔn)的作用范圍，標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和試行標(biāo)準(zhǔn)。

GB、HB、JB、CB*、QB5－2公差與配合

一、基本概念有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)定義

1）尺寸（SIZE）——用特定單位表示長(zhǎng)度值的數(shù)字。

2）基本尺寸（Basicsize）——設(shè)計(jì)給定的尺寸。Dd

3）實(shí)際尺寸（Actualsize）——測(cè)得的尺寸。真值

實(shí)際尺寸基本尺寸有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)定義3）極限尺寸（Limitsofsize）——允許尺寸變化的兩個(gè)界限{Da;da}

{Dmax>Da>dmax；dmax>da>dmin}4）實(shí)體狀態(tài)和實(shí)體尺寸（Materialcondition，Materialsize）——{LMC，MMC，LMS，MMS}

2.關(guān)于尺寸偏差和公差的術(shù)語(yǔ)及定義1）尺寸偏差——deviation，某一尺寸減去基本尺寸的代數(shù)差。

（1）極限偏差{上偏差；下偏差}

孔{ES=Dmax-D；EI=Dmin-D}

軸{es=dmin-d；ei=dmin-d}

（2）實(shí)際偏差：{Ea=Da-D；ea=da-d}2）尺寸公差——tolerance，允許尺寸的變化量T

1、從極限尺寸入手：

TD=∣Dmax-Dmin∣

Td=∣dmax-dmin∣

2、從極限偏差看：

TD=∣ES-EI∣

Td=∣es-ei∣2.關(guān)于尺寸偏差和公差的術(shù)語(yǔ)及定義3）公差帶：代表上下偏差所限定的一個(gè)區(qū)域。3.有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)及定義1）配合——基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。

孔－軸：其差值為正是X；其差值為負(fù)是Y。

2）間隙配合——具有間隙（含Xmin=0）的配合?？自谳S的公差帶之上。3）過(guò)盈配合——具有過(guò)盈（含Ymin=0）的配合?？自谳S的公差帶之下。

3.有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)及定義4）過(guò)渡配合——可能具有X或Y的配合。

此時(shí)孔軸公差帶相互交疊。公式用以上X，Y。5）配合公差——允許X或Y的變動(dòng)量。

結(jié)論：配合精度與零件的加工精度有關(guān)，若要配合精度高，則應(yīng)降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。5－3公差與配合標(biāo)準(zhǔn)一、公差等級(jí)

指確定尺寸精度的等級(jí)。由于零件和零件上不同部位的尺寸對(duì)精確程度的要求往往不相同，為了滿足生產(chǎn)的需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個(gè)公差等級(jí)。

IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…IT18

高

公差等級(jí)

低

小

公差數(shù)值

大

難

加工程度

易

IT6:標(biāo)準(zhǔn)公差6級(jí)或6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差

∵D↑△D↑∴D↑T↑

故：標(biāo)準(zhǔn)公差與公差等級(jí)和基本尺寸有關(guān)。

二、基本偏差系列1、基本偏差

靠近零線的偏差。2、代號(hào)及特點(diǎn)

1）代號(hào)：共28個(gè)。

2）它決定了公差帶相對(duì)于零線的位置，也決定了配合的性質(zhì)。

3）特點(diǎn)：

a.軸：a-h,es

絕對(duì)值漸小；j-zc:ei

絕對(duì)值漸大。

b.孔:A-H,EI絕對(duì)值漸??；J-ZC:ES絕對(duì)值漸大。三、基準(zhǔn)制1.基孔制-----是指基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶所形成的各種配合的一種制度。

a------h間隙es=Xmin

j------n過(guò)渡

p------zc

過(guò)盈2.基軸制-----是指基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶所形成的各種配合的一種制度。

A---H間隙EI=Xmin

J----N過(guò)渡

P---ZC過(guò)盈

四、基準(zhǔn)制的選擇1.一般情況下采用基孔制，特殊情況下采用基軸制。2.與標(biāo)準(zhǔn)件相配合時(shí)，基準(zhǔn)制的選擇通常依標(biāo)準(zhǔn)件而定。3.為了滿足配合的特殊需要，允許采用任一孔軸公差帶組成的配合。五、公差等級(jí)的選擇原則1.當(dāng)公差等級(jí)≤IT8時(shí)，推薦孔比軸低一級(jí)的配合，但對(duì)＞IT8級(jí)的配合，則應(yīng)采用同級(jí)配合。2.選擇時(shí)，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要考慮工藝的可能性與經(jīng)濟(jì)性。即：在滿足使用要求的前提下，盡量擴(kuò)大公差值。5－4形位公差

零件在加工過(guò)程中，由于機(jī)床、刀具、夾具誤差，裝夾方式不正確，以及材料內(nèi)應(yīng)力和熱變形等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生形狀和位置誤差，稱為形位公差。一、形狀公差直線度：實(shí)際輪廓線或軸線對(duì)理想直線所允許的變動(dòng)全量。平面度：實(shí)際表面對(duì)理想表面所允許的變動(dòng)全量。圓度：指回轉(zhuǎn)體徑向截面上實(shí)際圓輪廓對(duì)理想圓所允許的變動(dòng)全量。圓柱度：實(shí)際圓柱面對(duì)理想圓柱面所允許的變動(dòng)全量。線輪廓度：實(shí)際輪廓線對(duì)理想輪廓線所允許的變動(dòng)全量。面輪廓度：實(shí)際曲面對(duì)理想曲面所允許的變動(dòng)全量。任意方向上的線

任意方向上的直線度是指被線在圍繞其一周范圍內(nèi)的任意方向直線度要求。常用于表達(dá)回轉(zhuǎn)體零件軸線的形狀精度要求。

任意方向上的直線度的公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。平面度度公差

限制實(shí)際平面對(duì)其理想平面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。用于對(duì)實(shí)際平面的形狀精度提出要求。

平面度的公差帶是距離為公值t的兩平行平面之間的區(qū)域。圓度公差

限制實(shí)際圓對(duì)理想圓的變動(dòng)。圓度用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面（圓柱、圓錐和曲線回轉(zhuǎn)體）任一正截面的圓輪廓提出形狀精度要求。

圓度公差帶是在同一正截面上半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。圓柱度公差

限制實(shí)際圓柱面對(duì)理想圓的變動(dòng)。圓柱度公差綜合控制圓柱形狀精度?？赏瑫r(shí)控制圓度、素線線的直線度、以及兩條素線的平行度。

圓柱度的公差帶是半徑差為公值t的的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。二、位置公差——定向平行度：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其與基準(zhǔn)平行的理想要素所允許的變動(dòng)全量。垂直度：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其與基準(zhǔn)垂直的理想要素所允許的變動(dòng)全量。傾斜度：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其與基準(zhǔn)成任意給定角度的理想要素所允許的變動(dòng)全量。二、位置公差——定位同軸度：被測(cè)實(shí)際軸線相對(duì)基準(zhǔn)軸線所允許的變動(dòng)全量。對(duì)稱度：被測(cè)實(shí)際要素的對(duì)稱中心面（線）對(duì)其理想對(duì)稱平面（線）所允許的變動(dòng)全量。位置度：被測(cè)實(shí)際要素實(shí)際位置對(duì)其理想位置所允許的變動(dòng)全量。二、位置公差——跳動(dòng)圓跳動(dòng)：被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線做無(wú)軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn)一周時(shí)，由位置固定的指示器在給定方向上測(cè)得的最大與最小讀數(shù)之差。全跳動(dòng)：被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線做無(wú)軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn)，同時(shí)指示器沿理想素線連續(xù)移動(dòng)，由指示器在給定方向上測(cè)得的最大與最小讀數(shù)之差。5－5表面粗糙度表面粗糙度指加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。

一、表面粗糙度的實(shí)質(zhì)

機(jī)械零件表面精度所研究和描述的對(duì)象是零件的表面形貌特性。

零件的表面形貌可以分為三種成分：

1.表面粗糙度

是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長(zhǎng)和波高之比一般小于50。

2.表面波紋度

零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。

3.形狀誤差

零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。二、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響影響零件的耐磨性

表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，而結(jié)合面的磨損越快。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性

對(duì)間隙配合來(lái)說(shuō)，表面越粗糙，越易磨損，使工作邊程中間隙增大。影響零件的強(qiáng)度影響零件的抗腐蝕性能三、表面粗糙度的表示基本符號(hào)加一短劃，表示表面是用去除材料的方法獲得

基本符號(hào)加一小圓，表示表面是用不去除材料的方法獲得

在上述三個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)邊上均可加一橫線，用于標(biāo)注有關(guān)說(shuō)明和參數(shù)

符號(hào)意義及說(shuō)明在上述三個(gè)帶橫線符號(hào)上均可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求

基本符號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說(shuō)明時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注

任何方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為3.2μm。