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1、公 差 与 配 合,素质教育之四,公差是实际参数值的允许变动量。参数，既包括机械加工中的几何参数，也包括物理、化学、电学等学科的参数。所以说公差是一个使用范围很广的概念。对于机械制造来说，制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数，使其变动量在一定的范围之内，以便达到互换或配合的要求。,什么是公差,公差分类,几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。尺寸公差指允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。形状公差指单一实际要素的形状所允许的变动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。位置公差指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，它限制零件
2、的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系，包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。公差表示了零件的制造精度要求，反映了其加工难易程度。,基本概念,1）基本尺寸；设计时给定的尺寸，称为基本尺寸。2）实际尺寸：零件加工后经测量所得到的尺寸。3）极限尺寸：实际尺寸允许变化的两个界限值称极限尺寸。它以基本尺寸确定。两个极限值中较大的一个称为最大极限尺寸Dmax（或dmax）；较小的一个称为极限尺寸Dmin(或dmin)。4）尺寸偏差；某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差，简称偏差。实际偏差实际尺寸一基本尺寸,偏差的概念,最大极限尺寸减其基本尺寸所得的
3、代数差，称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为下偏差；上偏差和下偏差统称为极限偏差。国家标准规定，孔的上偏差代号为ES，轴的上偏差代号为es；孔的下偏差代号为EI，轴的下偏差代号为ei，则：ES孔的最大极限尺寸孔的基本尺寸 es轴的最大极限尺寸轴的基本尺寸 EI孔的最小极限尺寸孔的基本尺寸 ei轴的最小极限尺寸轴的基本尺寸 偏差值可以为正、负或零值。,公差带,尺寸公差：允许尺寸的变动量称为尺寸公差。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值；或等于上偏差与下偏差代数差的绝对值。零线：在公差带图中，确定偏差的一条基准线，即零偏差线，就叫零线，通常零线表示基本尺寸。正偏差位
4、于零线之上。负偏差位于零线之下。尺寸公差带：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。ES和EI直线所限定的区域为孔的尺寸公差带；es和ei两条直线所限定的区域则为轴的尺寸公差带。孔公差带一带般用斜线表示；轴公差带一般打点表示。,公差等级,公差等级分为IT01、IT0、IT1、IT18共20级，等级依次降低，公差值依次增大。IT表示国际公差。公差等级或公差数值选择的基本原则：应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好，一般配合尺寸用IT5IT13，特别精密零件的配合用IT2IT5，非配合尺寸用IT12IT18，原材料配合用IT8IT14。,确定公差的两个基本要素,公差带是
5、由标准公差和基本偏差两个基本要素确定的，标准公差确定公差带的大小；基本偏差确定公差带相对于零钱的位置。1）标准公差：标准公差是由国家标准规定的，用于确定公差带大小的任一公差。当基本尺寸一定时，公差等级愈高，标准公差值愈小，尺寸的精确度就愈高。基本尺寸和公差等级相同的孔与轴，它们的标准公差相等。2）基本偏差；国家标准规定用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差；一般为最靠近零线的那个偏差为基水偏差。当公差带位于零线的上方时，基本偏差为下偏差；当公差带位于零钱的下方时，基本偏差为上偏差。,公差带表示方法,国家标推已经将基本偏差标准化、系列化，规定了孔和轴各28个基本偏差，分别用拉丁字表示，按顺
6、序排列，大写字母表示孔，小写字母表示轴。在孔的基本偏差系列中，从AH的基本偏差为下偏差EI，从JZC的基本偏差为上偏差ES，JS的上、下偏差分别为+IT2。在轴的基本偏差系列中，从ah的基本偏差为上偏差es，从jzc的基本偏差为下偏差 ei，is的上、下偏差分别为+IT2。在设计的时候首先要根据需要确定定公差等级，然后按公差加工，最后测量结果看是不是符合公差范围。,公差原则就是处理公差之间关系的原则。GBT4249-1996和GBT16671-1996规定了形位公差与尺寸公差之间的关系。,独立原则相关要求,公差原则,：图样上给定的尺寸公差与形位 公差相互有关,：图样上给定的尺寸公差与形位 公差
7、相互独立无关,公差原则,公差原则的选用跟行业无关。,公差原则适用范围,独立原则一般用于非配合件，或对形状和位置要求严格，而对尺寸精度要求相对较低的场合。如印刷机的滚筒，尺寸精度要求不高，但对圆柱度要求高，以保证印刷清晰，因而给出了圆柱度公差，而其尺寸公差则按未注公差处理。包容要求主要用于机器零件上的配合性质要求较严格的配合表面。如回转轴的轴颈、滑动套筒和孔、滑块和滑块槽等。最大实体要求常用于对零件配合性质要求不严，但要求顺利保证零件可装配性的场合。最小实体要求常用于保证零件的最小壁厚，以保证必要的强度要求的场合。可逆要求只用于被测要素，不用于基准要素。,独立原则,图样上给定的每一个尺寸和形状、
8、位置要求均是独立的，应分别满足要求。实际要素的尺寸由尺寸公差控制，与形位公差无关；形位误差由形位公差控制，与尺寸公差无关。如果对尺寸和形状、尺寸与位置之间的相互关系有特定要求应在图样上规定。独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系遵循的基本原则。,包容要求,包容要求是指被测实际要素要处处位于具有理想形状的包容面内的一种公差原则。包容要求适用于单一要素如圆柱表面或两平行表面。包容要求表示实际要素应遵守其最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。采用包容要求的单一要素应在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号 E。采用包容要求主要是为了保证配合性质，特别是配合公差较小的精密配合。,最大实体要求
9、,最大实体要求是孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体实效尺寸，局部实际尺寸不超出极限尺寸。最大实体要求是从装配互换性基础上建立起来的，主要应用在要求装配互换性的场合。常用于零件精度低（尺寸精度、形位精度较低），配合性质要求不严，但要求能自由装配的零件，以获得最大的技术经济效益。当应用于被测要素或基准时，应在形位公差框格中的形位公差值或基准后面加注符号 M。,最小实体要求,最小实体要求常用于保证零件的最小壁厚，以保证必要的强度要求的场合。最小实体要求适用于中心要素。最小实体要求是控制被测要素的实际轮廓处于其最小实体实效边界之内的一种公差要求。当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出
10、其给出的公差值。此时应在图样上标注符号 L。,可逆要求,是指中心要素的形位误差值给出的形位公差值，允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差的一种要求。采用了可逆要求后，在不影响零件功能的前提下，形位公差可补偿尺寸公差。此时应在图样上标注符号 R。可逆要求只用于被测要素，不用于基准要素。,尺寸公差举例,形位公差的标注应注意以下问题,(1)形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准。(2)被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐。只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线。(3)被测
11、要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素。但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线。(4)当公差带为圆或圆柱体时,在公差数值前需加注符号“”,其公差值为圆或圆柱体的直径，这种情况在被测要素为轴线时才有。同轴度的公差带总是一圆柱体,所以公差值前总是加上符号“”;轴线对平面的垂直度,轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带,需在公差值前也加上符号“”。,形位公差列表,垂直度,直线度,平行度,同轴度,对称度,位置度,圆跳度,全跳度,配合,基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。配合分基孔制配合和基轴制配合，在一般情况下优先选用基孔制配合，如有特殊需要允许将任一孔轴公差带组成配合。配合分为间隙配合
12、、过渡配合和过盈配合。属于哪一种配合取决于孔轴公差带的相互关系。基孔制（基轴制）配合中：基本偏差a至h（A至H）用于间隙配合。基本偏差j至jc（J至JC）用于过渡配合和过盈配合。,配合方式解析,基孔制与基轴制,基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。是孔的最小极限尺寸与基本尺寸相等孔的下偏差为零的一种配合制。基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。是轴的最大极限尺寸与基本尺寸相等轴的上偏差为零的一种配合制。,配合公差举例,表面粗糙度概念,表面粗糙度是加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，即
13、表面微观不平整度。它是互换性研究的问题之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响，因此粗糙度是衡量机器和机械零件质量的重要指标之一。,表面粗糙度的计算方法,轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度l内轮廓偏离绝对值得算术平均值。,表面粗糙度的表示方法,表示表面靠去除材料的方法获得，如车、铣、磨、钻和电火花加工等。表示表面不用去除材料方法获得，如铸造、冲压和轧制等。表示表面靠任何方法获得。规定表面粗糙度时除必须给出粗糙度参数值外，必要时还可规定表面加工纹理、加工方法等附加要求。图中a1、a2为粗糙度,高度参数允许值（微米）；b为加工方法、镀涂或其他表面处理；c为取样长度（毫米）；d为加工纹理方向符号；e为加工余量（毫米）；f为粗糙度间距参数值（毫米）或轮廓支承长度率。,表面光洁度,表面光洁度是表面粗糙度的另一称法。表面光洁度是按人的视觉观点提出来的，而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后，表面光洁度已改为表面粗糙度。,粗糙度举例,谢 谢,
