公差配合培訓材料

1、2.4 公差與配合2.4.1 概述n互換性的基本概念互換性的基本概念互換性是指某一產(chǎn)品（包括零件、部件）與另一產(chǎn)品在尺寸、功能上能夠彼此互相替換的性能。 n完全互換：完全互換：從同一規(guī)格的一批零件中任取一件，不經(jīng)任何修配就能裝到部件或機器上，而且能滿足規(guī)定的性能要求。這種互換性稱為完全互換。n不完全互換：不完全互換：如果把一批兩種互相配合的零件按尺寸大小分成若干組，在一個組內的零件才有互換性；或者雖不分組，但需做少量修配和調整工作，才具有互換性，這種互換性稱不完全互換。 n互換性包括幾何參數(shù)、物理化學性能等因素。n我們主要介紹零件的幾何參數(shù)的互換性，包括零件的尺寸、形狀和相互位置的互換性。2

2、互換性的作用n1) 有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)；n2) 產(chǎn)品設計標準化，縮短設計周期n3) 維修時易更換配件，減少修理時間和費用，保證設備原有的性能。3 誤差和公差1) 誤差與精度 零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，稱為加工精度（簡稱精度）。它們中間的差值稱為誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低，故精度可用誤差來表示。誤差是零件加工過程中實際產(chǎn)生的誤差是零件加工過程中實際產(chǎn)生的2) 零件幾何參數(shù)誤差的種類n（1）尺寸誤差：實際尺寸與理想尺寸之差；n（2）幾何形狀誤差：實際形狀與理想形狀之差；n（3）位置誤差：實際位置與理想位置之差。n公差是零件幾何參數(shù)允許的變化范圍。n可分

3、為：1、尺寸公差：零件尺寸允許的變動范圍；2、形狀公差：零件幾何要素的形狀允許的變動范圍；3、位置公差：零件幾何要素的位置允許的變動范圍。公差是產(chǎn)品設計時給定的公差是產(chǎn)品設計時給定的公差2.4.2 尺寸公差與配合 1 公差與配合的術語和定義(1) 尺寸1) 基本尺寸 設計時給定的尺寸稱為基本尺寸?？椎幕境叽鐬镈，軸的基本尺寸d。n孔主要指圓柱形內表面。n軸主要指圓柱形外表面。n2 )實際尺寸通過實際測量得到的尺寸 。由于測量誤差的存在，所以實際尺寸并非是尺寸的真值。n3 )極限尺寸允許尺寸變動的兩個界線值，以基本尺寸為基數(shù)來確定，分為最大極限尺寸和最小極限尺寸： 孔的最大極限尺寸Dmax，最

4、小極限尺寸Dmin； 軸的最大極限尺寸dmax，最小極限尺寸：dmin實際尺寸和極限尺寸尺寸公差與偏差n1)尺寸偏差（簡稱偏差） 某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差，稱為尺寸偏差。上偏差：最大極限尺寸與其基本尺寸的代數(shù)差下偏差：最小極限尺寸與其基本尺寸的代數(shù)差上偏差和下偏差統(tǒng)稱為極限偏差。實際偏差：實際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差。nES孔的上偏差；EI孔的下偏差；nes 軸的上偏差；ei軸的下偏差；nES=DmaxD ；EI=DminD ；n es=dmaxd ； ei=dmind ；eseieiesTddddTESEIEIESTDDDDTddDDmaxminminmaxmaxminminmax尺寸

5、公差（簡稱公差）n尺寸公差：允許尺寸的變動量，即最大極限尺寸和最小極限尺寸的代數(shù)差的絕對值，也等與上偏差和下偏差的代數(shù)差的絕對值。n孔的公差：n軸的公差：eseieiesTddddTESEIEIESTDDDDTddDDmaxminminmaxmaxminminmax3)零線與公差帶n在公差與配合圖解（簡稱公差帶圖）中，確定偏差的一條基準直線，稱為零線。 通常用零線來表示基本尺寸。 公差帶：在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域，稱為尺寸公差帶。n例一：已知孔、軸基本尺寸為25mm, Dmax= 25.021mm，Dmin= 25.000mm，dmax= 24.980mm，dm

6、in= 24.967mm。求孔與軸的極限偏差和公差，并注明孔與軸的極限偏差在圖樣上如何標注。021. 025021.25minmaxDDTDmm013. 0967.24980.24minmaxddTdmm解:孔的上偏差 ES=DmaxD=25.02125=+0.021mm孔的下偏差 EI=DminD=25-25=0軸的上偏差 es=dmaxd=24.980-25=-0.02mm軸的下偏差 ei=dmind=24.967-25=-0.033 mm孔的公差：軸的公差：在圖樣上的標注+0.0210軸為25-0.020-0.033孔為25n配合：是指基本尺寸相同、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。n機

7、器中，不同孔和軸的配合有不同的松緊要求。松緊程度用間隙和過盈的大小表示。n所謂間隙或過盈，就是孔的尺寸與軸的尺寸代數(shù)差，此差值為正時是間隙；為負時是過盈。n配合分類：間隙配合、過盈配合、過渡配合（3）配合Xmax=DmaxdminXmin=Dmindmaxn具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。它的特點是孔的公差帶在軸的公差帶之上。1）間隙配合Ymax=DmindmaxYmin=Dmaxdminn具有過盈（包括最小過盈等于零）的配合。其特點為孔的公差帶在軸的公差帶之下2）過盈配合n過渡配合：可能具有間隙或過盈的配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊 3）過渡配合dDffffTTTXYYXT

8、YYYYTXXXXTmaxmaxmaxmaxmaxminminmaxmaxminminmaxn配合公差：間隙或過盈允許的變動量，用Tf f表示。4）配合公差n（1） 標準公差 標準公差是指國際的標準公差數(shù)值中所列的、用以確定公差帶大小的任一公差值。（表2.4）標準公差與基本偏差基本尺寸mm 公差等級 um大于至IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8IT9IT103050801205080120180781012111315181619222525303540394654100627487100標準公差數(shù)值1）公差等級：標準公差分為20個等級，IT01、IT0、IT1、IT18。IT表示

9、標準公差，其中IT01公差等級最高，IT18公差等級最低。公差等級越低，公差數(shù)值越大。2）基本尺寸段：基本尺寸分為若干尺寸段。同一公差等級再同一尺寸段內，不論孔或軸，也不論和種配合，其標準公差數(shù)值只有一個。同一公差等級，對于不同的基本尺寸段，雖然標準公差數(shù)值不同，但被認為具有同等的精度。公差等級與基本尺寸段n基準制：是以兩個相配零件中的一個零件為基準件，并選定標準公差帶，然后按使用要求的最小間隙（或最小過盈）確定非基準件的公差帶位置，從而形成各種配合的一個制度。n國標規(guī)定了兩種基準制：基孔制和基軸制，并規(guī)定應優(yōu)先選用基孔制?；鶞手苹字苹鶞士椎墓顜г诹憔€以上，其下偏差為零，以H為基準孔的代號

10、；基軸制基準軸的公差帶在零下以下，其上偏差為零，以h為基準軸的代號；3）基準制的選用實例）基準制的選用實例在下列情況下選用基軸制是有利的：在下列情況下選用基軸制是有利的：na 同一基本尺寸的某一段軸，必須與幾個不同配合的孔結合。nb 用于某些等直徑長軸的配合。這類軸可用冷軋棒料不經(jīng)切削直接與孔配合。這時采用基孔制有明顯的經(jīng)濟效益nC 用于某些特殊零、部件的配合，如滾動軸承的外圈與基座孔的配合。n公差帶圖上的公差帶，由公差帶的大小和公差帶的位置兩個要素組成。n公差帶的大小由標準公差確定；n公差帶的位置由基本偏差確定。n1）基本偏差的概念 基本偏差用于確定公差帶相對零線位置的上偏差或下偏差，一般為

11、靠近零線的那個偏差。基本偏差n基本偏差的代號 用21個字母和7個 雙寫字母表示， 共28個代號。n公差帶在零線上方：ES=EI+IT；es=ei+ITn公差帶在零線下方：EI=ES-IT； ei=es-IT公差帶中另一極限偏差的確定 公差與配合在圖上的標注公差與配合的選用n1）公差等級的選用n2） 配合的選用分 類孔摘 要H6H7H8H11過 盈 配 合軸pp5p6輕壓入軸rr5r6壓入軸ss5s6s7重壓入軸tt5t6t7軸uu5u6u7重壓入或熱裝軸v過盈量依次增大，一般不推薦軸x軸y軸z分 類孔摘 要H6H7H8H11 過 渡 配 合軸j*j5j6j7推合軸kk5k6k7用木錘輕擊聯(lián)接軸

12、mm5m6m7用銅錘打入軸nn6n7用輕壓力聯(lián)接p7r7n5分 類孔摘 要H6H7H8H11過 盈 配 合軸pp5p6輕壓入軸rr5r6壓入軸ss5s6s7重壓入軸tt5t6t7軸uu5u6u7重壓入或熱裝軸v過盈量依次增大，一般不推薦軸x軸y軸z試試看例二 ： 查表確定30H8/f7和30F8/h7配合中孔、軸的極限偏差，計算兩對配合的極限間隙并繪制公差帶圖。0.033030f7= 300.0200.041n解（1）查表確定30H8/f7配合中孔、軸的極限偏差n基本尺寸30查表IT7=21m, IT8=33mn對于基準孔H8的EI=0,其ES為ES=EI+IT8=+33n對于f7得es=-2

13、0 m,其ei=es-IT7=-20-21=-41 mn由此可得30H8= 30n(2)查表確定30F8/h7配合中孔、軸的極限偏差對于F8的EI=+20 m,其ES為ES=EI+IT8=20+33 =+53m 對于基準軸h7得es=0 ,其ei=esIT7=-21 m由此可得30F8= 30n30h7= 30+0.053+0.0200-0.021n(3) 計算30H8/f7和30F8/h7配合極限間隙 對于30H8/f7 Xmax=ES-ei=+33-(-41)=+74 m Xmin=EI-es=+20-0=+20 m 對于30F8/h7 Xmax=ES-ei=+53-(-21)=+74 m

14、 Xmin=EI-es=+20-0=+20 m(4) 繪制公差帶圖繪制公差帶圖2.4.3 表面粗糙度1、表面粗糙度的概念 零件表面加工后，由于切削過程中各種幾何、物理 因素的影響，其幾何形狀在微觀上總呈現(xiàn)“峰”、“谷”相間的起伏不平。把這種微觀幾何形狀偏差，稱為表面粗糙度。表面越粗糙，表面粗糙度越大。2、表面粗糙度的評定（1）評定基準n1）取樣長度:是指測量或評定表面粗糙度時所規(guī)定的一段基準線長度，它至少包含五個以上輪廓峰和谷。取樣長度L的方向與輪廓走向一致。1）取樣長度mnSSSFFF.2121n2）輪廓算術平均中線 在取樣長度內，劃分實際輪廓為上、下兩部分，且使上、下兩部分面積相等的線。2

15、）輪廓算術平均中線niiaynR11（2）評定參數(shù)）評定參數(shù)n1）輪廓算術平均偏差Ra Ra的值越大，則表面越粗糙。 Ra能客觀地反映表面微觀幾何形狀誤差，但因受到計量器具功能的限制，不宜用做過于粗糙或太光滑表面的評定參數(shù)2）微觀不平度十點高度）微觀不平度十點高度Rz 在取樣長度內5個最大的輪廓峰高ypi的平均值與5個最大的輪廓谷深yvi的平均值之和。55115piviiizyyRnRz的值越大，則表面越粗糙。 Rz只能反映輪廓的峰高和谷深，不能反映峰頂和谷底的尖銳或平鈍的幾何特性。n3）輪廓最大高度Ry: 在取樣長度內，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離。3 表面粗糙度的選用表面粗糙度的選用（

16、1）評定參數(shù)類型的選擇 Ra、Rz、Ry選定一種測量方式即可。n在常用范圍內優(yōu)選Ra，可用輪廓儀測量。n在粗糙度很小或很大時，用干涉顯微鏡測Rzn當零件的疲勞強度和密封性要求較高時，不允許零件表面出現(xiàn)較深的加工痕跡，可用Ry。一般Ry要和Ra、Rz聯(lián)合使用。(2）評定參數(shù)值的選用）評定參數(shù)值的選用n表面粗糙度參數(shù)的選用原則是在滿足工作性能要求的情況下，盡量把數(shù)值取大。以減少加工難度，降低加工成本。常用方法：類比法。 （考慮重要性和加工方法）表面微觀特征Ra(m)Rz(m)加工方法應 用 舉 例粗糙表面可見刀痕2080粗車、粗銑、粗刨、鉆、鋸斷等粗加工過的表面，非配合的加工表面，如軸端面、倒角鉆

17、孔等一般接合面可見加工痕跡1040車、刨、銑、鏜、擴孔、粗鉸、拉、粗磨、銑齒軸上不安裝軸承、齒輪的非配合表面、箱體側面、螺栓孔、鉚釘孔、墊圈接觸面等微見加工痕跡520半精加工表面、箱體、套筒等與其他零件接合而無配合要求的表面看不清加工痕跡2.510接近于精加工表面、箱體上安裝軸承的鏜孔表面、普通級齒輪的齒面表面微觀特征Ra(m)Rz(m)加工方法應 用 舉 例重要接合面可辨加工痕跡方向1.256.3精車、精鉸、精拉、精磨IT8IT6公差的零件的配合面、軸頸表面、絲杠工作面、較精密齒輪的齒面微辨加工痕跡方向0.633.2無法辨加工痕跡方向0.321.6特別精密接合面量塊接合面暗光澤面0.160.

18、8精磨、研磨、普通拋光精密機床主軸頸表面、一般量規(guī)工作表面、汽缸套內表面亮光澤面0.080.4超精磨、精拋光、鏡面磨削精密機床主軸頸表面、精密滾動軸承的滾道、滾珠表面、高壓油泵中柱塞和套的配合表面鏡狀光澤面0.040.2霧狀鏡面0.020.1鏡面磨削、超精研高精度量儀、量塊的測量面、光學儀器的金屬鏡面鏡面0.010.05（3）表面特征代號及其標注）表面特征代號及其標注1）表面粗糙度的基本特征代號為：n 用去除材料的方法（如車、銑、磨等）獲得的表面；n 用不去除材料的方法（如鑄、鍛等）獲得的表面；n 基本符號，若單獨使用則無意義。n2）在表面粗糙度基本符號的周圍標注有關的參考值或代號其中各代號的

19、內容為：a-粗糙度高度參數(shù)的允許值，b-加工方法。c-取樣長度d-加工紋理方向的符號e-加工余量f-其他附加參數(shù)。（4）表面粗糙度參數(shù)值的選用及標注舉例）表面粗糙度參數(shù)值的選用及標注舉例代 號意 義用任何方法獲得的表面，Ra的最大允許值為3.2m（Ra字樣省略）用去除材料的方法獲得的表面，Ra的最大允許值為3.2m，最小允許值為1.6m用不去除材料的方法獲得的表面，Rz的最大允許值為200m（Rz字樣必須標出）用去除材料的方法獲得的表面，Ry的最小允許值為3.2m，Ry的最大允許值為12.5m（Ry字樣必須標出）輪廓算術平均偏差Ra標準系列0.012 0.025 0.050 0.100 0.2

20、0 0.40 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 25 50 100 補充系列0.008 0.010 0.016 0.020 0.032 0.040 0.063 0.080 0.125 0.160 0.25 0.32 0.50 0.63 1.00 1.25 2.0 2.5 4.0 5.0 8.0 10.0 16.0 20 32 40 63 80首選標準系列，若不滿足要求可以從補首選標準系列，若不滿足要求可以從補充系列選取充系列選取粗糙度的標注舉例粗糙度的標注舉例2.4.4 形狀與位置公差形狀與位置公差1 概述(1) 形狀與位置誤差對零件和產(chǎn)品功能的影響(2) 幾何要素及分類 n形狀、

21、位置公差（簡稱形位公差）的研究對象為幾何要素（簡稱要素），也就是構成零件幾何特征的點、線、面。它分為：（1）理想要素：具有幾何學意義的要素。）理想要素：具有幾何學意義的要素。n（2）實際要素：零件上實際存在要素，均由測量所得的要素代替（不考慮測量中誤差）。（3）被測要素：圖紙上給出了形狀或位置公差的要素。（4）基準要素：用來確定被測要素方向或位置的要素。基準要素通常由設計者在圖紙上注明。（5）單一要素：在圖紙上僅對某一要素本身給出形狀公差要求的要素。（6）關聯(lián)要素：對其他要素有功能關系的要素。(3)形位公差及其公差帶n1）形狀公差 ：單一實際要素的形狀所允許的變動量。 n2）位置公差：關聯(lián)實際

22、要素的位置對基準所允許的變動量 。 n3）形狀和位置的公差帶：是限制實際要素變動的區(qū)域2 形位公差的項目形位公差的項目（1）形位公差的項目及其符號 國標規(guī)定的形位公差項目共有種14種，其中形狀公差六種，位置公差八種。分類項目符號分類項目符號形狀公差直線度位置公差定向平行度 平面度 垂直度 圓度 傾斜度 圓柱度 定位同軸度 線輪廓度 對稱度 面輪廓度 位置度 跳動圓跳動 全跳動 3 形狀公差n1直線度 在給定平面內的直線度公差帶是距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域。 在任意方向上直線度的公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內的區(qū)域。2平面度平面度 平面度的公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。3圓度圓度 圓度的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。4圓柱度圓柱度 圓柱度的公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。5線輪廓度線輪廓度n線輪廓度的公差帶是包絡一系列直徑為公差值t的圓的兩包絡線之間的區(qū)域，諸圓圓心應位于理想輪廓上。6面輪廓度面輪廓度n面輪廓度的公差帶是包絡一系列直徑為公差值t的球的兩包絡面之間的區(qū)域，諸球球心應位于理想輪廓面上。四、位置公差四、位置公差1定向公差n關聯(lián)實際要素對基準在方向上允許的變動量稱為定向公差。它包括平行度、垂直度和傾斜度。n（1）平行度（在給定方向上）n當給定一個方向時，其公差帶