公差協(xié)同教案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——公差協(xié)同教案公差與協(xié)同教案

1．互換性概念

互換性定義

互換性是指從一批一致的零件中任取一件，不經(jīng)修配就能裝配到機(jī)器或部件中，并滿足產(chǎn)品的性能要求。

互換性意義

零件具有互換性有利于組織協(xié)作和專業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本及便利裝配，維修有重要意義。

尺寸公差的術(shù)語和定義

1）基本尺寸——設(shè)計(jì)給定的尺寸。如圖a中的?30mm。2）實(shí)際尺寸——零件制成后，通過測(cè)量所得的尺寸。3）極限尺寸——允許零件實(shí)際尺寸變化的兩個(gè)界限值，其中較大的一個(gè)尺寸稱為最大極限尺寸，較小的一個(gè)尺寸稱為最小極限尺寸。

如圖b示出了軸?30mm的最大極限尺寸為?29.993mm，最小極限尺寸為?29.980mm。實(shí)際尺寸只要在這兩個(gè)極限尺寸之間均為合格。

）尺寸偏差（簡(jiǎn)稱偏差）——某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏差有上偏差、下偏差（統(tǒng)稱極限偏差）和實(shí)際偏差。

上偏差＝最大極限尺寸-基本尺寸

下偏差＝最小極限尺寸-基本尺寸

如上圖所示的軸:

上偏差＝

(29.993-30)mm＝-0.007mm下偏差＝

(29.980-30)mm＝-0.020mm

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：用ES和es分別表示孔和軸的上偏差；用EI和ei分別表示孔和軸

的下偏差。偏差可以為正，負(fù)或零值。

實(shí)際尺寸減去基本尺寸的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差。零件尺寸的實(shí)際偏差在上、下偏差之間均為合格。

5）尺寸公差（簡(jiǎn)稱公差）——允許尺寸變動(dòng)的量。

即：公差＝最大極限尺寸-最小極限尺寸或：公差＝上偏差-下偏差

如上圖所示的軸

公差＝

(29.993-29.980)mm＝0.013mm或：公差＝

[-0.007-(-0.020)]mm＝0.013mm

由于最大極限尺寸總是大于最小極限尺寸，所以公差總是正值，且不能為零。

在零件圖上，凡有公差要求的尺寸，尋常不是標(biāo)注兩個(gè)極限尺寸，而是標(biāo)注出基本尺寸和上、下偏差，見上圖a。6）尺寸公差帶（簡(jiǎn)稱公差帶）——公差帶是表示公差大小和相對(duì)于零線位置的一個(gè)區(qū)域。

上圖a表示了一對(duì)相互結(jié)合的孔與軸的基本尺寸、極限尺寸、偏差、公差的相互關(guān)系。為簡(jiǎn)化起見，一般只畫出孔和軸的上、下偏差圍成的方框簡(jiǎn)圖，稱為公差帶圖，見上圖b。

在公差帶圖中，零線是表示基本尺寸的一條直線。當(dāng)零線畫成水平線時(shí)，正偏差位于零線的上

方，負(fù)偏差位于零線的下方，偏差值的單位為微米。

標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公差與協(xié)同》規(guī)定了公差帶由標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差兩個(gè)要素組成。

標(biāo)準(zhǔn)公差確定公差帶的大小，

而基本偏差確定公差帶的位置，見下圖。

1）標(biāo)準(zhǔn)公差（IT）

標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值由基本尺寸和公差等級(jí)來決定。其中公差等級(jí)是確定尺寸確切程度的等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)公

差分為20級(jí)，即IT01，IT0，IT1，?，ITI8。其尺寸確切程度從IT01到ITI8依次降低。標(biāo)準(zhǔn)公差的具體數(shù)值可查表得到。2）基本偏差

基本偏差一般是指上下兩個(gè)偏差中靠近零線的那個(gè)偏差。即當(dāng)公差帶位于零線上方時(shí)，基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶位于零線下方時(shí)，基本偏差為上偏差，見上圖。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸均規(guī)定了28個(gè)不同的基本偏差?；酒钣美∽帜副硎荆髮懽帜副硎究?，小寫字母表示軸。下圖是孔和軸的28個(gè)基本偏差系列圖。

從基本偏差系列圖可知，軸的基本偏差從a到h為上偏差（es），且是負(fù)值，其絕對(duì)值依次減?。粡膉到2c為下偏差（ei），且是正值，其絕對(duì)值依次增大。

孔的基本偏差從A到H為下偏差（E1），且是正值，其絕對(duì)值依次減小，從J到ZC為上偏差（Es），且是負(fù)值，其絕對(duì)值依

次增大；其中H和h的基本偏差為零。JS和js對(duì)稱于零線，沒有基本偏差，其上，下偏差分別為+IT/2和-IT/2。

基本偏差系列圖只表示了公差帶的各種位置，所以只畫出屬于基本偏差的一端，另一端則是開口的，即公差帶的另一端取決于標(biāo)準(zhǔn)公差（IT）的大小。

公差帶

孔、軸的公差帶由基本偏差和公差等級(jí)組成。例：試說明?50H8、?50f7的含意。

協(xié)同

基本尺寸一致的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，稱為協(xié)同。根據(jù)使用的要求不同，孔和軸之間的協(xié)同有松有緊，因而國(guó)標(biāo)規(guī)定：協(xié)同分三類，即間隙協(xié)同、過盈協(xié)同、過渡協(xié)同（見下圖）。

間隙協(xié)同

孔與軸裝配時(shí)，有間隙（包括最小間隙等于零）的協(xié)同。如下圖所示，孔的公差帶在軸的公差帶之上。

過渡協(xié)同

孔與軸裝配時(shí)，可能有間隙或過盈的協(xié)同。如下圖所示，孔的公差帶與鈾的公差帶相互交疊。

過盈協(xié)同

孔與軸裝配時(shí)有過盈（包括最小過盈等于零的協(xié)同。如圖c所示，孔的公差帶在軸的公差帶之下。

國(guó)標(biāo)對(duì)協(xié)同規(guī)定了基孔制和基軸制兩種基準(zhǔn)制。

基孔制

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形成各種協(xié)同的一種制度（下圖a）?；鶞?zhǔn)孔的下偏差為零，并用H表示。

基軸制

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形成各種協(xié)同的一種制度（下圖b）?；鶞?zhǔn)軸的上偏差為零，并用h表示。

協(xié)同

協(xié)同由孔和軸的公差帶組成，寫成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔的公差帶，分母為軸的公差帶。凡是分子中含H的為基孔制協(xié)同，凡是分母中含h的為基軸制協(xié)同。

例試說明的含意。

該協(xié)同的基本尺寸為?25mm、基孔

制的間隙協(xié)同，基準(zhǔn)孔的公差帶為H7，（基本偏差為H公差等級(jí)為7級(jí)），軸的公差帶為g6（基本偏差為g，公差等級(jí)為6級(jí)）。

公差與協(xié)同的標(biāo)注

零件圖上的標(biāo)注方法

零件圖上的尺寸公差可按下面三種形式之一標(biāo)：

1）在基本尺寸右邊注出公差帶，見下圖a。

2）在基本尺寸右邊注出極限偏差，見上圖b。3）在基本尺寸右邊注出公差帶和相應(yīng)的極限偏差。但極限偏差應(yīng)加上括號(hào)，見上圖c。

當(dāng)標(biāo)注極限偏差時(shí)，上、下偏差的小數(shù)點(diǎn)必需對(duì)齊，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)也必需一致；當(dāng)上偏差或下偏差為“零〞時(shí)用數(shù)字“0〞標(biāo)出（不加正、負(fù)號(hào)），并與上偏差或下偏差的小數(shù)點(diǎn)前的個(gè)位數(shù)對(duì)齊；當(dāng)公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱配置，即兩個(gè)偏差絕對(duì)值一致時(shí)，偏差只需注寫一次，并應(yīng)在偏差與基本尺寸之間注出符號(hào)“士〞，且兩者數(shù)字高度一致。

裝配圖上的標(biāo)注方法

裝配圖上兩結(jié)合零件有協(xié)同要求時(shí)，應(yīng)在基本尺寸右邊注出相應(yīng)的協(xié)同，其注寫形式為下圖中的三種形式之一。

形狀和位置公差

形狀和位置公差的基本概念

零件經(jīng)加工后，不僅會(huì)存在尺寸的誤差，而且會(huì)產(chǎn)生幾何形狀及相互位置的誤差。如下圖所示的圓柱體，即使在尺寸合格時(shí)，也有可能出現(xiàn)一端大、另一端小或中間細(xì)兩端粗等狀況，其截面也有可能不圓，這屬于形狀方面的誤差；

再如下圖所示的階梯軸、加工后可能出現(xiàn)各軸段不同軸線的狀況，這屬于位置方面的誤差。

所以，形狀公差是指實(shí)際形狀對(duì)理想形狀的允許變動(dòng)量。位置公差是指實(shí)際位置對(duì)理想位置的允許變動(dòng)量。兩者簡(jiǎn)稱形位公差。

形位公差各項(xiàng)目的名稱和符號(hào)

形位公差

1．的組成

形位公差見下圖，它由如下內(nèi)容組成

2．的畫法

公差框格用細(xì)實(shí)線繪制，并根據(jù)需要分為兩格或多格，框格中的數(shù)字和字母的高度應(yīng)與圖樣中尺寸數(shù)字的高度一致，指引線和基準(zhǔn)符號(hào)連線用細(xì)實(shí)線繪制，基準(zhǔn)符號(hào)用加粗（2b）的短畫表示，框格長(zhǎng)度可按需要確定，見下圖。

形位公差的標(biāo)注

（1）中的指引線前頭與被測(cè)要素的連接方法當(dāng)被測(cè)要素為線或表面時(shí)，指

引線的箭頭應(yīng)指在該要素的輪廓線或其延長(zhǎng)線上，并應(yīng)明顯地與尺寸線錯(cuò)開，見下圖a。(2)當(dāng)被測(cè)要素為軸線或中心平面時(shí)，指引線的箭頭應(yīng)與該要素的尺寸線對(duì)齊，見右圖b

c\\當(dāng)被測(cè)要素為各要素的公共軸線、公共中心平面時(shí)，指引線的前頭可以直接指在軸線或中心線上，見右圖c。

（2）對(duì)于位置公差還需要用基準(zhǔn)符號(hào)及連線說明被測(cè)要素的基準(zhǔn)要素，此時(shí)基準(zhǔn)符號(hào)與基準(zhǔn)要素連接的方法：

當(dāng)基準(zhǔn)要素為素線及表面時(shí)，基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)靠近該要素的輪廓線或其引出線標(biāo)注，并應(yīng)明顯地與尺寸線錯(cuò)開，見下圖a。

當(dāng)基準(zhǔn)要素為軸線或中心平面時(shí)，基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)與該尺寸線對(duì)齊，見上圖b。

當(dāng)基準(zhǔn)要素為各要素的公共軸線、公共中心平面時(shí)，基準(zhǔn)符號(hào)可以直接靠近公共軸線或中心線標(biāo)注，見上圖c。

（3）當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)不便直接與框格相連時(shí)，則采用基準(zhǔn)標(biāo)注，其標(biāo)注方法與采用基準(zhǔn)符號(hào)時(shí)基本一致，只是此時(shí)公差框格應(yīng)為三格或多格，以填寫基準(zhǔn)的字母，見下圖。

（4）當(dāng)位置公差的兩要素，被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素允許互換時(shí)，即為任選基準(zhǔn)時(shí)，就不再畫基準(zhǔn)符號(hào)，兩邊都用箭頭表示，見下圖。

（5）當(dāng)同一個(gè)被測(cè)要素有多項(xiàng)形位公差要求，其標(biāo)注方法又是一致時(shí)，可以將

這些框格畫在一起，共用一根指引線箭頭，見下圖。

（6）若多個(gè)被測(cè)要素有一致的形位公差（單項(xiàng)或多項(xiàng)）要求時(shí)，可以在從框格引出的指引線上繪制多個(gè)箭頭并分別與各被測(cè)要素相連，見下圖。

（7）如需給出被測(cè)要素任一長(zhǎng)度（或范圍）的公差值時(shí)，其標(biāo)注方法見圖a。如不僅給出被測(cè)要素汪一長(zhǎng)度（或范圍）的公差值，還需給出被測(cè)要素全長(zhǎng)（或整個(gè)要素）內(nèi)的公差值，其標(biāo)注方法見下圖b。

課題四形位誤差和形位公差

0.008φ0.05A實(shí)例引入，承上啟下

○A0.05A一、

形狀誤差和形狀公差

1、形狀誤差：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)理想要素的變動(dòng)量。解釋概念，2、形狀公差：?jiǎn)我粚?shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量。明確內(nèi)容二、位置誤差和位置公差

1、位置誤差：關(guān)聯(lián)被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量。2、位置公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)全量。位置公差按幾何特征分：

*定向公差：具有確定方向的功能，即確定被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)基準(zhǔn)要素的方向精度。

*定位公差：具有確定位置功能，即確定被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)基準(zhǔn)要素的位置精度。*跳動(dòng)公差：具有綜合控制的能力，即確定被測(cè)實(shí)際要素的形狀和位置兩方面的綜合精度。

零件的形位畢竟是多少，該如何評(píng)定呢？提出問題，三、形位誤差的評(píng)定引導(dǎo)思考

形位誤差是指被測(cè)要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量。形位誤差值小于或等于相應(yīng)的形位公差值，則認(rèn)為合格。1、

形狀誤差的評(píng)定

（1）形狀誤差的評(píng)定準(zhǔn)則——最小條件

所謂最小條件，是指被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)于理想要素的最大變動(dòng)量為最小，此時(shí)，對(duì)被測(cè)實(shí)際要素評(píng)定的誤差值為最小。（2）形狀誤差值的評(píng)定

評(píng)定形狀誤差時(shí)，形狀誤差數(shù)值的大小可用最小寬容區(qū)域（簡(jiǎn)稱最小寬容區(qū)域）的寬度或直徑表示。

3個(gè)區(qū)域比較，引出最小條件、最小區(qū)域的概念，用以評(píng)定形狀誤差。

2、位置誤差的評(píng)

定

*定向誤差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)一具有確定方向的理想要素的變動(dòng)量，該理想要素的方向由基確鑿定。

定向誤差值用定向最小寬容區(qū)域（簡(jiǎn)稱定向最小區(qū)域）的寬度或直徑表示。定向最小區(qū)域是指按理想要素的方向?qū)捜荼粶y(cè)實(shí)際要素時(shí)，具有最小寬度或直徑的寬容區(qū)域。

通過定向誤差的評(píng)定分析，比較定向最小區(qū)域與最小區(qū)域的區(qū)別。

*定位誤差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)一具有確定位置的理想要素的變動(dòng)量。該理想要素的位置由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定。

定位誤差用定位最小寬容區(qū)域（簡(jiǎn)稱定位最小區(qū)域）的寬度或直徑表示。定位最小區(qū)域是指以理想要素定位來寬容被測(cè)實(shí)際要素時(shí)，具有最小寬度或直徑的寬容區(qū)域。

明確定位最

小區(qū)域，引出基準(zhǔn)的概念

*跳動(dòng)是當(dāng)被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，以指示器測(cè)量被測(cè)實(shí)際要素表面來反映其幾何誤差，它與測(cè)量方法有關(guān)，是被測(cè)要素形狀誤差和位置誤差的綜合反映。

跳動(dòng)的大小由指示器示值的變化確定，例如圓跳動(dòng)即被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動(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)得的最大與最小示值之差。

跳動(dòng)先給出概念，在跳動(dòng)公差中再詳細(xì)介紹

*基準(zhǔn)

基準(zhǔn)是具有正確形狀的理想要素，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，則由基準(zhǔn)實(shí)際要素來確定。

由于實(shí)際要素存在形位誤差，因此，由實(shí)際要素建立基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)以該基準(zhǔn)實(shí)際要素的理想要素為基準(zhǔn)，理想要素的位置應(yīng)符合最小條件。

*三基面體系：確定被測(cè)要素在空間的理想位置所采用的基準(zhǔn)由三個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)平面組成，這三個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)平面組成的基準(zhǔn)體系稱為三基面體系。

第一基準(zhǔn)平面三基面體系（含三個(gè)基準(zhǔn)平面）：其次基準(zhǔn)平面第三基準(zhǔn)平面

零件的基準(zhǔn)數(shù)量和順序的確定：根據(jù)零件的功能要求來確定，一般零件上面積大、定位穩(wěn)的表面作為第一基準(zhǔn)；面積較小的表面作為其次基準(zhǔn)；面積最小的表面作為第三基準(zhǔn)。

注意：在加工或檢測(cè)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)所確定的基準(zhǔn)表面和順序不可隨意更改，以保證設(shè)計(jì)時(shí)提出的功能要求。

３、形狀誤差的檢測(cè)、評(píng)定舉例：典型分析，一般自學(xué)，直線度誤差的檢測(cè)：操作試驗(yàn)，把握技能。

1）按最小條件求直線度誤差f’=7.5um

2）按兩端點(diǎn)連線法求直線度誤差：f’’=f1+f2=9.5um

?形狀公差的特點(diǎn)：可將其分成兩組?1、直線度、平面度、園度、圓柱度：

?特點(diǎn)：都是單一要素；沒有基準(zhǔn)；公差帶位置是浮動(dòng)的；公差帶方向?yàn)樾挝徽`差安最小區(qū)域法所形成的方向一致。?2、線輪廓度、面輪廓度：

?特點(diǎn)：1)、當(dāng)線、面輪廓度是用來控制形狀時(shí)，它是單一要素，沒有基準(zhǔn)，公差帶位置是浮動(dòng)的。

?2)、當(dāng)線、面輪廓度是用來控制形狀和位置時(shí)，它是關(guān)聯(lián)要素，有基準(zhǔn)，公差帶位置是固定的。

?3)、當(dāng)線輪廓度是封閉形狀時(shí)，它是單一要素，沒有基準(zhǔn)，公差帶位置是固定的。

一、

形狀和位置公差帶

形位公差帶定義：用以限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。

有形狀、大小、方向、位置。

形位公差帶的主要形狀：（十種）形位公差帶大小用以表達(dá)形位精度的高低，是由給定的形位公

差t所確定。一般指形位公差帶的寬度或直徑，且為全值。

（一）形狀公差帶特點(diǎn)：只對(duì)要素有形狀要求，無方向、位置約束。直線度：用以限制被測(cè)實(shí)際直線對(duì)其理想直線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。被限制的直線有平面內(nèi)的直線，回轉(zhuǎn)體的素線，平面與平面交線和軸線等。（1）在給定平面內(nèi)的直線度

（2）在任意方向上的直線度(空間)

0.00.01

2平面度：用以限制實(shí)際表面對(duì)其理想平面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶：是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。

1、圓度：用以限制實(shí)際圓對(duì)其理想圓變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。

職能：它是對(duì)圓柱面（圓錐面）的正截面和球體上通過球心的任一截面上提出的形狀精度要求。

公差帶：是指在同一正截面上，半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。注意：標(biāo)注圓度時(shí)指引線箭頭應(yīng)明顯地與尺寸線箭頭錯(cuò)開；標(biāo)注圓錐面的圓

度時(shí)，指引線箭頭應(yīng)與軸線垂直，而不該指向圓錐輪廓線的垂直方向。

提出難點(diǎn)，進(jìn)行剖析

2、圓柱度：限制實(shí)際圓柱面對(duì)其理想圓柱面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。它是對(duì)圓柱面所有正截面和縱向截面方向提出的綜合性形狀精度要求。

職能：圓柱度公差可以同時(shí)控制圓度、素線直線度和兩素線平行度等項(xiàng)目的誤差。

公差帶：是指半徑為t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。

表面粗糙度的概念

零件表面經(jīng)加工后，看起來很光滑，見下圖a，若用放大鏡觀測(cè)、則會(huì)看到表面有明顯高低不平的粗糙痕跡，見下圖b。這種零件加工表面上所存在的較小間距的峰谷組成的微觀幾何特性稱為表面粗糙度。

表面粗糙度反映了零件表面的質(zhì)量，它對(duì)零件的裝配、工作精度、疲乏強(qiáng)度、耐磨、抗蝕和外觀等都有影響。零件的