互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)

互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)第一章-緒論課堂教學(xué)引入：任何一臺機器總是有一定壽命的，壞了就要及時修理，零件只有具有互換性，才可能保證及時更換和使用。本課程研究的是內(nèi)容就是：互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)那么，什么是互換性呢？§1-1 互換性和公差的定義一、互換性概述1、什么叫互換性互換性即在相同規(guī)格的一批零件或部件中，任取一件，不經(jīng)任何挑選和修配，裝到機器上就能滿足機器的使用要求的一種性質(zhì)。具有這種性質(zhì)的零部件，我們稱之具有互換性。（舉例：組成現(xiàn)代技術(shù)裝置和日用機電產(chǎn)品的各種零件，如電燈泡、自行車、手表、縫紉機上的零件、一批規(guī)格為M10-6H的螺母與M10-69螺栓的自由旋合。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，一般應(yīng)遵守互換性原則。）廣義的互換性包括：幾何參數(shù)、機械性能和理化性能方面的互換性。幾何量誤差（尺寸、形狀、位置、表面微觀形狀誤差本課程是是從幾何量誤差角度來研究的，即狹義的互換性，也是本課程的主線：互換性的三個方面；若制成的一批零件實際尺寸數(shù)值=理論值。即這些零件完全相同，雖具有互換性，但在生產(chǎn)上不可能，且沒有必要。而只要求制成零件的實際參數(shù)值變動不大，保證零件充分近似即可。要使零件具有互換性，就應(yīng)按“公差”制造。2、公差的定義公差：實際參數(shù)允許的最大變動量。3、互換性分類：A、完全互換性特點：不限定互換范圍，以零部件裝配或更換時不需要挑選或修配為條件。如日常生活中所用電燈泡。B、不完全互換性特點：因特殊原因，只允許零件在一定范圍內(nèi)互換。如機器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困難，制造成本高，為此，生產(chǎn)中往往把零件的精度適當(dāng)降低，以便于制造，然后再根據(jù)實測尺寸的大小，將制成的相配零件分成若干組，使每組內(nèi)的尺寸差別比較小，最后，再把相應(yīng)的零件進(jìn)行裝配。除此分組互換法外，還有修配法、調(diào)整法。主要適用于小批量和單件生產(chǎn)。（互換性在機械制造中有什么作用呢？）4、課程的實用性介紹1）使你具有“互換性”頭腦----幾何精度設(shè)計的頭腦;（動畫演示實例一）2）了解公差與配合的選用及其與加工、制造、裝配的關(guān)系;（實例二）會在圖樣上進(jìn)行正確的標(biāo)注、為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)；（實例三）綜上所述：（1）在設(shè)計方面，有利于最大限度采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，大大簡化繪圖和計算工作，縮短設(shè)計周期。便于計算機輔助設(shè)計CAD。（2）在制造方面，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。（3）在使用、維修方面，可以減少機器的維修時間和費用，保證機器能連續(xù)持久的運轉(zhuǎn)。提高了機器的使用壽命。5.課程體系介紹§1-2 公差與配合發(fā)展簡史公差制的萌芽初期的公差制ISA公差制ISO公差制§1-3 質(zhì)量控制發(fā)展簡史1.事后檢驗階段2.統(tǒng)計質(zhì)量控制階段3.全面質(zhì)量管理階段§1-4 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的概念1.定義是一種國際統(tǒng)一科學(xué)的數(shù)值分級制度.制定公差標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)時，都需要通過數(shù)值表示。任何產(chǎn)品的參數(shù)值不僅與自身的技術(shù)特性有關(guān)，還直接、間接地影響與其配套系列產(chǎn)品的參數(shù)值。如：螺母直徑數(shù)值，影響并決定螺釘直徑數(shù)值以及絲錐、螺紋塞規(guī)、鉆頭等系列產(chǎn)品的直徑數(shù)值。由于參數(shù)值間的關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的擴散稱為“數(shù)值擴散”。為滿足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同的規(guī)格，形成系列產(chǎn)品。產(chǎn)品數(shù)值的雜亂無章會給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來困難。故需對數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。2.優(yōu)先數(shù)系1)定義優(yōu)先數(shù)系是一種十進(jìn)制的幾何級數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)GB321-80與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO推薦R5、R10、R20、R40、R80系列，前四項為基本系列（見表1-1），R80為補充系列。其公比為：R5系列q5≈1.6R10系列q10≈1.25R20系列q20≈1.12R40系列q40≈1.06R80系列q80≈1.03作用:使數(shù)值傳播有規(guī)律,便于組織生產(chǎn)與管理.第二章-尺寸公差與配合2.1基本術(shù)語和定義課堂教學(xué)引入：上節(jié)課學(xué)習(xí)了互換性、公差等的術(shù)語和定義，什么是互換性呢？……本課程又是從哪幾個方面來研究如何保證零件在幾何精度方面的互換性的呢？……今天，我們來研究互換性幾何精度設(shè)計的第一個方面：第二章尺寸公差與配合（SizeToloranceandFit）§2-1 基本術(shù)語和定義一、 有關(guān)“尺寸”的定義孔、軸的定義（Holeandshaft）1、2、

尺寸：用特定單位表示長度的數(shù)字。如20mm，40μm基本尺寸（孔D；軸d）：設(shè)計時給定的尺寸。3、 實際尺寸（孔Da；軸da）：通過測量所得尺寸。注意：提出局部實際尺寸的概念4、 極限尺寸：孔（D、D）max min允許尺寸變化的兩個界限值軸（d、d）max min注意：極限尺寸是以基本尺寸為基數(shù)來確定的，極限尺寸用于控制實際尺寸?；境叽?、極限尺寸為設(shè)計時給定。那么，基本尺寸、實際尺寸和極限尺寸之間有什么關(guān)系呢？4．最大實體極限MML（尺寸MMS）和最小實體極限LML(尺寸LMS)該尺寸是從材料量多少的角度提出的，如：孔（D和D）：MMS LMS軸（d和d）：MMS LMS用兩個極限尺寸可以控制孔、軸的裝配狀態(tài)，為量具設(shè)計打下堅實基礎(chǔ)。二、公差與偏差尺寸偏差：某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱尺寸偏差簡稱偏差。（1）極限偏差：極限尺寸—基本尺寸所得代數(shù)差孔：上偏差ES=D—dmax下偏差EI=D—dmin軸：上偏差es=d—dmax下偏差ei=d—dmin注意：由于滿足孔與軸配合的不同松緊要求，極限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸。因此，極限偏差的數(shù)值可能是正值、負(fù)值或零值。故在偏差值的前面除零值外，應(yīng)標(biāo)上相應(yīng)的“+”號或“—”號。偏差的標(biāo)注：上偏差標(biāo)在基本尺寸右上角；下偏差標(biāo)在基本尺寸右下角。例：Φ25－0.020－0.033表示基本尺寸為25，上偏差為－0.020mm，下偏差為－0.033mm。（2） 實際偏差實際偏差=實際尺寸—基本尺寸注意：由于零件同一表面上不同位置的實際尺寸往往不同。綜上所述：偏差是以基本尺寸為基數(shù)，從偏離基本尺寸的角度來表述有關(guān)尺寸的術(shù)語。公差及公差帶圖①公差（T）：允許尺寸的變動量。精度要求↑，給定T↓，制造愈難。T=|最大極限尺寸—最小極限尺寸|注意：公差值無正負(fù)含義。它表示尺寸變動范圍的大小。不應(yīng)出現(xiàn)“+”“—”號。加工誤差不可避免T≠0Th=Dmax—Dmin，Ts=dmax-dmin可推導(dǎo)：Th=ES—EI；Ts=es—ei②公差帶圖及有關(guān)術(shù)語定義（1）零線：在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)線（即O偏差線）稱為零線。通常表示基本尺寸線。公差帶圖作法：（2） 尺寸公差帶（公差帶）在公差帶圖中，由上、下偏差線段所限定的一個區(qū)域。注意：*對光滑圓柱形來講，這個區(qū)域所控制的是直徑的尺寸，而不是半徑的尺寸。構(gòu)成公差帶的兩要素：公差帶的大小和公差帶相對零件的位置。③標(biāo)準(zhǔn)公差本標(biāo)準(zhǔn)（GB1800-79）所表列的用以確定公差帶大小的任一公差。④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稱基本偏差。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般以靠近零線的那個極限偏差作為基本偏差。注意：對跨在零線上的（對稱分布）ES（es）或EI（ei）均可作為基本偏差。三、有關(guān)配合的術(shù)語及定義孔、軸公差帶相對于零線位置不同，裝配后松緊不同，即反映了配合的性質(zhì)。1、 配合：基本尺寸相同的、相互配合的孔、軸公差帶之間的關(guān)系。（1） 配合條件：一孔一軸相結(jié)合；孔、軸基本尺寸相同。minmaxminmaxminmax（2）配合的性質(zhì)：反映裝配后松緊程度和松緊變化程度的配合性質(zhì)，可以以相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系來確定。2、 間隙與過盈孔的實際尺寸—相配合的軸的尺寸=“+”間隙“X”“-”過盈“Y”注意：間隙數(shù)值前必標(biāo)“+”號，如+0.025mm。過盈數(shù)值前必標(biāo)“-”號，如-0.020mm?！?”，“-”號在配合中僅代表間隙與過盈的意思。不可與一般數(shù)值大小相混。3、 配合的種類（1） 間隙配合：具有間隙的配合。特點：孔公差帶在軸公差帶之上。（包括Xmin=0）最大間隙X=D-d=ES-ei 表示配合中最松狀態(tài)。max max min最小間隙X=D-d=EI-es 表示配合中最緊狀態(tài)。min min maxX、X表間隙配合中間隙變動的兩個界限值，又稱極限間隙。max min過盈配合：具有過盈的配合。特點：孔公差帶在軸公差帶之下。最大過盈Y=D-d=EI-es 表示過盈配合中最緊狀態(tài)。最小過盈Y=D-d=ES-ei 表示過盈配合中最松狀態(tài)。=0時標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定仍屬過盈配合min注意：Y、Y表示過盈配合中過盈變動的兩個界限值，又稱極限過盈。max min=0、X=0兩者概念不同。min min=0=D-d=0最緊狀態(tài)，孔公差帶在軸之上；min min max=0=D-d=0最松狀態(tài)，軸公差在孔之上。min

max min（3） 過渡配合：可能具有間隙或過盈的配合。特點：孔公差帶與軸的公差帶相互交疊。最大間隙X=D-d=ES-ei 表示過渡配合中最松的狀態(tài)。max max min最大過盈Y=D-d=EI-es 表示過渡配合中最緊的狀態(tài)。max min max注意：X、Y表過渡配合中允許間隙和過盈變動的兩個界限值；max max在過渡配合中，發(fā)生間隙或過盈（4）配合公差（Tf）①定義：標(biāo)準(zhǔn)將允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。它是設(shè)計人員根據(jù)機器配合部位使用性能的要求對配合松緊變動的程度給定的允許值。②特點：對于一具體的配合Tf↑，間隙或過盈可能出現(xiàn)的差別↑，其松緊差別的程度↑配合精度↓，反之亦然；在數(shù)量方面，標(biāo)準(zhǔn)以處于最松狀態(tài)的極限間隙或極限過盈與處于最緊狀態(tài)的極限間隙或過盈的代數(shù)差的絕對值為配合公差值；配合公差沒有正負(fù)含義。（1） 各類配合的配合公差數(shù)值間隙配合 Tf=|Xmax-Xmin|=Xmax-Xmin=Th+Ts過渡配合 Tf=|Xmax-Ymax|=Xmax-Ymax=Th+Ts過盈配合 Tf=|Ymax-Ymin|=Ymax-Ymin=Th+Ts注意：對于各類配合，其配合公差等于相互配合的孔公差和軸公差之和；Tf=Th+Ts說明了配合精度的高低是由相互配合的孔和軸精度所決定。配合公差反映配合精度，配合種類反映配合性質(zhì)。（2） 配合制（基準(zhǔn)制）基孔制（H,EI=0）基本偏差一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶構(gòu)成配合的一種制度；②基軸制（h,es=0）基本偏差一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶構(gòu)成配合的一種制度；課堂練習(xí)：1：求下列配合的基本尺寸，上下偏差，公差，最大、最小極限尺寸，最大、最小間隙或過盈，屬何種配合。并畫出配合公差帶圖。1）孔φ25+0.0210與軸φ25-0.020-0.033相配合思考題：1、已知基本尺寸為φ50mm的軸，其最小極限尺寸為φ49.98mm，公差為0.01mm，則它的上偏差是＿＿mm，下偏差是＿＿mm。第二章-2.2標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差及未注尺寸公差的確定課堂教學(xué)引入：通過上節(jié)課學(xué)習(xí)，我們知道，公差帶圖是分析、研究配合及實現(xiàn)公差與配合標(biāo)準(zhǔn)化的有利工具，因為只要看孔、軸的基本偏差位置，即可大致確定其配合性質(zhì)，此時，若公差大小標(biāo)準(zhǔn)化了，則配合性質(zhì)就可唯一地確定了！那么，如何實現(xiàn)公差帶大小標(biāo)準(zhǔn)化呢？§2-2標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差及未注尺寸公差的確定一、 標(biāo)準(zhǔn)公差系列公差等級(表2-4)（板書）：確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。競答題1：標(biāo)準(zhǔn)公差分為多少個等級？最高、最低公差等級各是多少？常用公差等級是多少？§2-2標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差及未注尺寸公差的確定一、 標(biāo)準(zhǔn)公差系列公差等級(表2-4)（板書）：確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。競答題1：標(biāo)準(zhǔn)公差分為多少個等級？最高、最低公差等級各是多少？常用公差等級是多少？1.（提示）：⑴ 計算法 ⑵查表法注：通過計算法，要求學(xué)生了解公差表2-4的由來；通過查表法，要求學(xué)生掌握公差表2-4的查法；公差單位規(guī)定：（1）對于尺寸至500mm，IT5～I(xiàn)T18的公差單位“ⅰ”算式ⅰ=0.45D+0.001D式中ⅰ單位為μm,D為孔或軸的直徑尺寸,mmIT=ai a—等級系數(shù)，見表尺寸大于500～3150mm的公差單位用I表示，算式I=0.004D+2.1 IT=aⅠ公式表明:標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值是由反映公差等級的等級系數(shù)a和反映與基本尺寸關(guān)系的公差單位兩者的乘積。課堂練習(xí)1：查表確定Ф50IT6的公差值。公差表2-4的由來：尺寸分段（表2-4）將基本尺寸分為若干段，在同一段內(nèi)由于標(biāo)準(zhǔn)公差值相差很小，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其標(biāo)準(zhǔn)公差值相等。競答題3：觀察表2-4，在基本尺寸分段中，用到了怎樣的優(yōu)先數(shù)系？二、 基本偏差的確定用于確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差稱為基本偏差。設(shè)基本偏差的目的：是將公差帶相對于零線的位置加以標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足各種配合性質(zhì)的需要?？?、軸的基本偏差系列及代號標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了28個基本偏差。大寫字母表示孔的基本偏差，小寫字母表示軸的基本偏差。（表中：（1）CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）中間性質(zhì)的基本偏差。目的：減小相鄰兩基本偏差數(shù)值之間的差距，滿足10mm以下尺寸的精密機械和鐘表行業(yè)需要。）（2）ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc）：滿足大過盈配合的需要。（3）JS（js）公差帶完全對稱地跨在零線上。上、下偏差值為±IT/2（4）標(biāo)準(zhǔn)對于孔僅在三個公差等級（6、7、8）中保留了基本偏差J，對于軸僅在四個公差等級（5、6、7、8）中設(shè)置基本偏差j。（5）基本偏差H和h值都為零，前者為下偏差，后者為上偏差。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基準(zhǔn)孔以H為代號，基準(zhǔn)軸以h為代號。競答題4：孔、軸的基本偏差代號各有多少種？分別是什么？競答題5：觀察孔、軸的基本偏差系列圖，說明其特點。2軸的基本偏差的數(shù)值（板書）軸的基本偏差數(shù)值是以基孔制為基礎(chǔ)，依據(jù)各種配合的要求，從生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和有關(guān)統(tǒng)計分析的結(jié)果中整理出一系列公式而計算出來的。（注意：①基孔制中，軸的基本偏差a～h用于間隙配合，其數(shù)值的絕對值正好等于最小間隙的數(shù)值。②基本偏差j～n主要用于過渡配合。③基本偏差p～zc基本上用于過盈配合。④在生產(chǎn)實踐中，軸的基本偏差數(shù)值又直接從附表中查得。⑤軸的基本偏差確定后，在已知公差等級的情況下，可確定軸的另一個極限偏差。）3孔的基本偏差數(shù)值（板書）孔的基本數(shù)值是從軸的基本偏差數(shù)值換算而來的。換算前提：同一字母表示孔和軸的基本偏差所組成的公差帶按基孔制形成的配合與按基軸制形成的配合兩者的配合性質(zhì)相同。表2-7中的“△”的由來在實際加工中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)尺寸精度要求較高時，同級的孔比軸難加工，如:為了保證孔、軸加工的難易程度相當(dāng)，國標(biāo)規(guī)定：孔、軸加工的工藝等價性原則：在公差等級較低（IT8-IT18)時，一般采用孔、軸同級配合:如：H9/f9;當(dāng)公差等級較高（IT01-IT1）時，由于孔比軸加工困難，考慮到工藝等價即（孔和軸的加工難易程度應(yīng)基本相同，故國標(biāo)推薦采用孔比軸低一級的配合，如：H7/f6;H7/p6等。根據(jù)以上原則，孔的基本偏差從同名的軸的基本偏差換算過來時，應(yīng)遵循以下兩種原則：1.通用規(guī)則1）A∽H：

EI= -es2）K、M、N：（IT9～ IT18）：3）P∽ZC：（IT8～I(xiàn)T18）：

ES=-ei2.特殊規(guī)則1）K、M、N（IT01∽IT8）：2）P∽ZC（IT01∽IT7）：

ES=-ei+△三、公差帶代號表示方法公差帶代號：由基本偏差的代號和公差等級的數(shù)字兩部分組成。表示方法有1）φ25+0.0210與φ25-0.020-0.033，2）φ25H7與φ25f63）φ25H7（+0.0210）與φ25f6（-0.020-0.033）四、未注公差尺寸的極限偏差1、 未注公差尺寸的含義圖樣上未曾注出的尺寸稱為未注公差尺寸。在車間一般加工條件下可保證。主要用于較低精度的非配合尺寸，可不檢驗。2、 未注公差尺寸的應(yīng)用場合（自學(xué)）3、 未注公差尺寸精度的規(guī)定未注公差等級IT12～I(xiàn)T18共七個等級，未注公差尺寸的精度用極限偏差的形式表示。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般孔用基本偏差為H的公差帶的極限偏差值表示。軸用基本偏差為h的公差帶的極限偏差值表示。長度用基本偏差為JS（js）的公差帶的極限偏差值表示，即±IT/2表示。標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定：必要時可不分孔、軸或長度，均采用±IT/2值為未注尺寸公差的極限偏差值。4、 標(biāo)準(zhǔn)GB/T1804—92規(guī)定四個公差等級：f（精）、m（中）、c（粗）、v（最粗）例選中等級時，表示為GB/T1804—m五、溫度條件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)溫度（20°C）時的數(shù)值。其它修正。課后思考題：試說明表2-7中“△”的由來？通用規(guī)則和特殊規(guī)則在表2-6、2-7中的表現(xiàn)形式（查表特點）？作業(yè)題：2-2；復(fù)習(xí)思考題：一．判斷題（正確的打√，錯誤的打×）l．單件小批生產(chǎn)的配合零件，可以實行”配作”，雖沒有互換性，但仍是允許的。（ ）2．圖樣標(biāo)注φ30+0.0330mm的孔，可以判斷該孔為基孔制的基準(zhǔn)孔。（ ）3．過渡配合可能具有間隙，也可能具有過盈，因此，過渡配合可能是間隙配合，也可能是過盈配合。（ ）4．配合公差的數(shù)值愈小，則相互配合的孔、軸的公差等級愈高。（ ）5．孔、軸配合為φ40H9／n9，可以判斷是過渡配合。（ ）6．配合H7/g6比H7/s6要緊。（ ）7．孔、軸公差帶的相對位置反映加工的難易程度。（ ）8．最小間隙為零的配合與最小過盈等于零的配合，二者實質(zhì)相同。（9．基軸制過渡配合的孔，其下偏差必小于零。（ ）10．從制造角度講，基孔制的特點就是先加工孔，基軸制的特點就是先加工軸。（

）

）二．選擇題（將下列題目中所有正確的論述選擇出來）1．以下各組配合中，配合性質(zhì)相同的有＿＿。A．φ30H7／f6和φ30H8／p7B．φ30P8／h7和φ30H8／p7C．φ30M8／h7和φ30H8／m7D．φ30H8／m7和φ30H7／f6E．φ30H7／f6和30F7／h6。2．下列配合代號標(biāo)注正確的有＿＿。A．φ60H7/r6B．φ60H8／k7C．φ60h7／D8D．φ60H9／f9E．φ60H8／f73．下列孔軸配合中選用不當(dāng)?shù)挠校撸?。A．H8／u8B．H6／g5C．G6／h7D．H5／a5E．H5／u54．決定配合公差帶大小和位置的有＿＿。A．標(biāo)準(zhǔn)公差B．基本偏差C．配合公差D．孔軸公差之和E，極限間隙或極限過盈5．下列配合中，配合公差最小的是＿＿。A．φ30H7／g6B．φ30H8／g7C．φ30H7／u6D．φ100H7／g6E．φ100H8／g7三．填空題1．φ30+0.0210mm的孔與φ30-0.007-0.020mm的軸配合，屬于＿＿制＿＿配合。2．φ30+0.012-0.009mm的孔與φ300-0.013mm的軸配合，屬于＿＿制＿＿配合。3．配合代號為φ50H10／js10的孔軸，已知IT10=0．100mm，其配合的極限間隙（或過盈）分別為＿＿mm、＿＿mm。4．已知某基準(zhǔn)孔的公差為0．013，則它的下偏差為＿＿mm，上偏差為＿＿mm。5．選擇基準(zhǔn)制時，應(yīng)優(yōu)先選用＿＿原因是＿＿。6．配合公差是指＿＿，它表示＿＿的高低。主要參考文獻(xiàn)：薛彥成主編.《公差配合與技術(shù)測量》。北京：機械工業(yè)出版社，1999陳隆德趙福令主編.《機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)》北京：機械工業(yè)出版社，2000王伯平主編《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》機械工業(yè)出版社2000第二章-2.3/2.4公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化和選擇教學(xué)課次：4授課課題：公差與配合的選用目標(biāo)及要求：掌握公差與配合的選用原則，學(xué)會根據(jù)機構(gòu)配合的實際情況來選用合適的配合類型及配合代號。第二章

尺寸公差與配合（SizeToloranceandFit）課堂教學(xué)引入：由前兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們實現(xiàn)了公差帶大小和位置的標(biāo)準(zhǔn)化，從另一個角度講即實現(xiàn)了配合的標(biāo)準(zhǔn)化！公差共有多少個等級？孔和軸的基本偏差各有多少個等級？組合后共能得到多少個孔、軸的公差帶？§2-3公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化1．孔的公差帶數(shù)目28-1）×20＋3＝543；（J有3個公差等級，其余27個均有20個公差等級）2．軸的公差帶數(shù)目28-1）×20＋4＝544；（J有4個公差等級，其余27個均有20個公差等級）孔、軸任意組合的公差帶數(shù)目為：543×544=295392配合數(shù)目過于龐大，實際生產(chǎn)中常用的并不多，因此，國標(biāo)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先使用的孔、軸公差帶代號，如表2-10、表2-11：3．優(yōu)先、常用配合基孔制及基軸制的優(yōu)先、常用配合如表2-12、2-13。2-4公差與配合的選擇話題引入：同名的基孔制及基軸制是如何轉(zhuǎn)換的呢？從中可見，當(dāng)配合性質(zhì)一定時，確定配合的公差帶代號，實際上就是確定：①基準(zhǔn)制類型（基孔制或基軸制）；②公差等級；③基本偏差代號；一、 基準(zhǔn)制的選擇優(yōu)先選用基孔制教學(xué)設(shè)計：設(shè)計了兩組動畫演示，分別對基孔制和基軸制從經(jīng)濟(jì)性的角度進(jìn)行了比較，以啟發(fā)學(xué)生會從經(jīng)濟(jì)性的角度來考慮優(yōu)先選用基孔制的道理！基孔制動畫基軸制動畫（引出結(jié)論）：采用基軸制，對大批量生產(chǎn)而言，無形中會大大增加定值刀具、量具的數(shù)目！2．有明顯經(jīng)濟(jì)效益時選擇基軸制與冷拉軸相配時，采用基軸制（2）一軸多配時3．與標(biāo)準(zhǔn)件相配，應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件選用配合制4.特殊情況下，可選擇任意孔、軸公差帶配合二、公差等級的確定公差等級的選擇原則在滿足使用要求的前提下，盡量選取較低的公差等級。2.公差等級的選擇方法(1)計算法若已知Xmin、Xmax或Ymax、Ymin，由公式：Tx(或Ty)=ITh＋I(xiàn)Ts；根據(jù)孔軸配合的工藝等價性要求，可以由表2-4，采用試湊法，分配孔軸公差。類比法采用國標(biāo)推薦的公差等級的應(yīng)用范圍來選取。如下表：（3）尺寸精度設(shè)計與加工經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系三、配合的選擇選擇配合的目的是為了解決配合零件（孔和軸）在工作時的相互關(guān)系，保證機器工作時各個零件之間的協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)預(yù)定的工作性質(zhì)。選擇配合的任務(wù)，當(dāng)孔軸公差等級確定的情況下：①對基孔制配合，主要是確定軸的基本偏差代號；②對基軸制配合，主要是確定孔的基本偏差代號；1．配合代號的選用方法（1）計算法：根據(jù)配合部位使用性能的要求，在理論分析指導(dǎo)下，通過一定的公式計算出極限間隙或極限過盈量。然后從標(biāo)準(zhǔn)中選定合適的孔和軸的公差帶。重要的配合部位才采用。（2）類比法：經(jīng)過實踐考驗認(rèn)為選擇得恰當(dāng)?shù)哪撤N類似配合相比較，然后選取定其配合種類。一般的配合部位采用。（3）試驗法：在新產(chǎn)品設(shè)計過程中，對某些特別重要部位的配合，為了防止計算或類比不準(zhǔn)確而影響產(chǎn)品的使用性能，可通過幾種配合的實際試驗結(jié)果，從中找出最佳的配合方案。用于特別重要的關(guān)鍵性配合。2．配合種類的選擇（1） 間隙配合a～ｈ（或Ａ～Ｈ）11種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）形成間隙配合。間隙大→小應(yīng)用場合：有相對運動，有活動結(jié)合的部位，要求經(jīng)常拆卸，某些需要方便裝卸的靜止連接中（要加緊固件），也可采用間隙配合。（2） 過渡配合js、j、k、m、n（或JS、K、J、M、N）5種基本偏差與基準(zhǔn)孔（基準(zhǔn)軸）形成過渡配合。形成的配合松緊程度由大→小應(yīng)用場合：相配件對中性要求高，而又需要經(jīng)常拆卸的靜止結(jié)合部位。（3） 過盈配合p～ｚｃ（或Ｐ～ＺＣ）12種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）形成過盈配合。過盈由小→大應(yīng)用場合：無相對運動，無輔助連接件（如螺釘、鍵等）靠過盈傳遞扭矩，或是雖有輔助連接件，但扭矩大或是有沖擊負(fù)載時采用過盈配合。課堂練習(xí)：例題1：設(shè)孔、軸配合的基本尺寸為Ф30mm，要求間隙在+0.020～+0.055mm之間,試確定孔和軸的精度等級和配合種類。解：1）選擇基準(zhǔn)制。本例無特殊要求，選用基孔制。EI=02）選擇公差等級由使用要求得Tf=X-X=Th+Ts=+55-（+20）=35μmmax minTh=Ts=Tf/2=17.5μm從附表查得：孔和軸公差等級介于IT6和IT7之間。∵IT6和IT7屬于高的公差等級∴孔和軸應(yīng)選取不同的公差等級孔為IT7，Th=21μm，軸IT6，Ts=13μm∴得出孔的公差帶為H7選取孔和軸的配合公差為Tf’=Th’+Ts’=21+13=34μm<DIV>3）選擇配合種類：根據(jù)使用要求，本例為間隙配合∵Xmin=EI-es而EI=0∴es=-Xmin=-20μm，故ei=es-IT=-20-13=-33μmes=-20μm為基本偏差，從附表中查得軸的基本偏差為f，軸的公差帶為f64）驗算設(shè)計結(jié)果Ф30H7/f6的Xmax=+54μm，Xmin=+20μm，它們分別小于要求的最大間隙（+55μm）和等于要求的最小間隙（+20μm），因此設(shè)計結(jié)果滿足使用要求，本例確定的配合為Ф30H7/f6課后思考題：如何根據(jù)機構(gòu)的實際運動情況合理選擇地選擇配合類型及配合代號？作業(yè)題：2-3（1）、（2）、（6）；復(fù)習(xí)思考題：1、若已知某孔軸配合的基本尺寸為φ30，最大間隙X=+23μm，最大過盈Y=-10μm，孔的max max尺寸公差T=20μm，軸的上偏差es=0，試確定孔、軸的尺寸。h2、某孔、軸配合，已知軸的尺寸為φ10h8，X=+0.007mm，Y=-0.037mm，試計算孔的尺寸，max max并說明該配合是什么基準(zhǔn)制，什么配合類別。3、如圖：快換鉆套用襯套和鉆模板的配合為Ф22H7/n6，快換鉆套的外徑和襯套的配合選用Ф15F7/k6，快換鉆套引導(dǎo)鉆頭的內(nèi)孔選用Ф10F7，試分析其合理性。解：1）快換鉆套用襯套是鉆模的重要部位，有較嚴(yán)的定心，定位要求，配合精度要求高，工作時與相配件均不要求有相對運動，均選用7級孔和6級軸的過盈配合。考慮快換鉆套的襯套工作時幾乎不受負(fù)荷，故選用H7/n6。2）Ф10鉆頭本身直徑公差帶相當(dāng)于基準(zhǔn)軸，可視基準(zhǔn)件?？鞊Q鉆套工作時是引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)著鉆頭進(jìn)給的，既要保證一定的導(dǎo)向精度，又要防止間隙過小而被卡住，故內(nèi)孔選用F73）快換鉆套由于經(jīng)常更換，所以它的外徑和襯套的配合既有準(zhǔn)確定心的要求，又需一定間隙保證更換迅速，選用H7/n6類配合是合適的。GB2263-80（夾具標(biāo)準(zhǔn)）考慮到統(tǒng)一鉆套和襯套內(nèi)孔公差帶，均選用F7公差帶以便制造。所以在襯套內(nèi)孔公差帶為F7的前提下選用相當(dāng)于H7/g6類配合的F7/k6非基準(zhǔn)制配合。兩者極限間隙基本相同。主要參考文獻(xiàn)：薛彥成主編.《公差配合與技術(shù)測量》。北京：機械工業(yè)出版社，1999陳隆德趙福令主編.《機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)》北京：機械工業(yè)出版社，2000第三章-3.1概述教學(xué)課次：5授課課題：形位公差的術(shù)語及目標(biāo)