《畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖》課件第10章

第10章零件圖上的技術(shù)要求10.1表面粗糙度

10.2極限與配合

10.3形狀和位置公差簡(jiǎn)介

10.1表?面?粗?糙?度

1．基本概念

零件表面無(wú)論加工的多么光滑，放在顯微鏡下觀察，加工表面總會(huì)留下高低不平的加工痕跡。這種加工表面上具有的較小間距的波峰和波谷組成的微觀幾何形狀特征稱為表面粗糙度，它與加工方法等因素有密切關(guān)系。表面粗糙度對(duì)零件的耐磨性、抗腐蝕性、密封性等都有影響，它是評(píng)定零件表面質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。GB/T1031－1995和GB/T3505－2000中規(guī)定了評(píng)定表面粗糙度的各種高度參數(shù)，表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注見(jiàn)GB/T131－1993。

2．評(píng)定參數(shù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB\T3505－2000中規(guī)定了評(píng)定表面粗糙度的各種參數(shù)，其中較常用的是兩種高度參數(shù)Ra和Rz。

(1)Ra(輪廓算術(shù)平均偏差)：指在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，輪廓偏距y絕對(duì)值的算術(shù)平均值(見(jiàn)圖10-1)。圖10-1Ra的定義

Ra可用公式表示：

(2)Rz(輪廓最大高度)：指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的最大距離，它對(duì)某些不允許出現(xiàn)較大加工痕跡的零件表面有實(shí)用意義。

在工程中，Ra用得更多，Ra的數(shù)值及取樣長(zhǎng)度l、評(píng)定長(zhǎng)度ln的值見(jiàn)表10-1。表10-1Ra及l(fā)、ln的選用

3．表面粗糙度的符號(hào)和代號(hào)

零件圖中應(yīng)標(biāo)注表面粗糙度符號(hào)，以說(shuō)明該表面完工后的表面質(zhì)量要求。圖樣上表示零件表面粗糙度的符號(hào)見(jiàn)表10-2。表10-2表面粗糙度的符號(hào)在表面粗糙度符號(hào)上，注寫(xiě)所要求的表面評(píng)定參數(shù)，就是表面粗糙度代號(hào)。

表面粗糙度高度參數(shù)的注寫(xiě)見(jiàn)表10-3。表10-3表面粗糙度高度參數(shù)的注寫(xiě)表面粗糙度代號(hào)在圖樣上的注寫(xiě)見(jiàn)表10-4。表10-4表面粗糙度代號(hào)注寫(xiě)示例

10.2極?限?與?配?合

1．零件的互換性

在裝配部件或機(jī)器時(shí)，從一批規(guī)格相同的零部件中任取一件，不需挑選或修配，裝配上去即能符合使用要求，這種性質(zhì)即零件的互換性。互換性不僅給機(jī)器裝配、維修帶來(lái)方便，還能滿足生產(chǎn)部門的協(xié)作要求，更為現(xiàn)代化大批量的專業(yè)化生產(chǎn)提供了可能性。

2．尺寸公差

生產(chǎn)中零件的尺寸既不可能也沒(méi)有必要做得絕對(duì)準(zhǔn)確。為保證零件具有互換性，必須對(duì)零件的尺寸規(guī)定一個(gè)允許的變動(dòng)量。這個(gè)允許的尺寸變動(dòng)量稱為尺寸公差，簡(jiǎn)稱公差。

下面以圖10-2為例，介紹有關(guān)尺寸公差的術(shù)語(yǔ)。為表達(dá)清楚，圖中的有關(guān)尺寸進(jìn)行了放大。圖10-2極限術(shù)語(yǔ)

(1)基本尺寸：設(shè)計(jì)給定的尺寸，如

50。

(2)實(shí)際尺寸：零件加工完成以后，通過(guò)測(cè)量所得到的尺寸。

(3)極限尺寸：允許零件尺寸變動(dòng)的兩個(gè)極限值，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10-2(a)所示孔的最大極限尺寸

50.039，最小極限尺寸

50；圖10-2(b)所示軸的最大極限尺寸

49.975，最小極限尺寸

49.950。

(4)尺寸偏差(簡(jiǎn)稱偏差)：指某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差，偏差有上偏差和下偏差，統(tǒng)稱極限偏差。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，孔和軸的上偏差分別用代號(hào)ES和es表示，下偏差分別用代號(hào)EI和ei表示，尺寸偏差可為正值、負(fù)值和零。 ES(es)上偏差＝最大極限尺寸－基本尺寸

EI(ei)下偏差＝最小極限尺寸－基本尺寸

圖10-2中，孔的上偏差ES＝＋0.039、下偏差EI＝0，軸的上偏差es＝－0.025、下偏差ei＝－0.050，標(biāo)注在零件圖上為

(5)尺寸公差(簡(jiǎn)稱公差)：允許尺寸的變動(dòng)量。公差總是正值。

公差＝最大極限尺寸－最小極限尺寸＝上偏差－下偏差圖10-2中，孔的公差＝0.039；軸的公差＝0.025。

(6)零線：在公差帶圖(圖10-3)上，表示基本尺寸的一條直線，即零偏差線。正偏差位于零線的上方，負(fù)偏差位于零線的下方。

(7)公差帶：指在公差帶圖中代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域。如圖10-3所示，公差帶由“公差帶大小”和“公差帶位置”兩個(gè)要素構(gòu)成。公差帶大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確定，公差帶位置由基本偏差確定。圖10-3尺寸公差帶圖

(8)標(biāo)準(zhǔn)公差(IT)：指用來(lái)確定公差帶大小的任意公差。標(biāo)準(zhǔn)公差分為20級(jí)，有IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，依次降低。標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值大小由基本尺寸和公差等級(jí)來(lái)確定，見(jiàn)表10-5。表10-5標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值

(9)基本偏差：用來(lái)確定公差相對(duì)于零線位置的那些上偏差或下偏差，一般指最靠近零線的那個(gè)偏差。當(dāng)公差帶在零線上方時(shí)，基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶在零線下方時(shí)，基本偏差為上偏差，見(jiàn)圖10-4。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，孔和軸各有28個(gè)基本偏差，代號(hào)用字母表示，其中孔用大寫(xiě)字母，軸用小寫(xiě)字母。從圖10-4中可看出，在基孔制的前提下，軸的基本偏差a～h在零線以下，是上偏差、負(fù)值，軸的公差帶在孔公差帶之下，屬于間隙配合；軸的基本偏差j～zc在零線以上，是下偏差、正值，屬于過(guò)渡和過(guò)盈配合。在基軸制的前提下，孔的基本偏差A(yù)～H在零線以上，是下偏差、正值，孔公差帶在軸公差帶之上，屬于間隙配合；孔的基本偏差J～ZC在零線以下，是上偏差、負(fù)值，屬于過(guò)渡和過(guò)盈配合。js和JS的公差帶對(duì)稱分布于零線兩邊，軸和孔的上、下偏差分別是＋I(xiàn)T/2、－IT/2?；酒钕盗袌D只表示公差帶相對(duì)于零線的各種位置，不表示公差帶的大小。因此，圖中公差帶遠(yuǎn)離零線的一端是開(kāi)口的。開(kāi)口一端由標(biāo)準(zhǔn)公差限定。圖10-4基本偏差系列圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按不同的基本尺寸和公差等級(jí)確定了孔和軸的基本偏差數(shù)值，可查閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。孔和軸的公差帶代號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和基本偏差代號(hào)組成。例如，

50H8指的是基本尺寸為

50的孔，公差帶代號(hào)為H8：孔的基本偏差代號(hào)為H，公差等級(jí)代號(hào)為IT8。

3．配合

基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱為配合。

1)配合種類

根據(jù)使用要求的不同，孔和軸之間的配合有松有緊。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有三類配合：間隙配合、過(guò)盈配合、過(guò)渡配合(如圖10-5)。

(1)間隙配合(如圖10-5(a))：孔的公差帶在軸的公差帶之上，孔的實(shí)際尺寸總是大于軸的實(shí)際尺寸。這組配合總是產(chǎn)生間隙，有最大間隙和最小間隙。

(2)過(guò)渡配合(如圖10-5(b))：孔、軸公差帶相互重疊，孔的實(shí)際尺寸比軸的實(shí)際尺寸有時(shí)大，有時(shí)小，是介于間隙和過(guò)盈之間的配合。這種配合能產(chǎn)生最大的間隙和最大的過(guò)盈。

(3)過(guò)盈配合(如圖10-5(c))：孔的公差帶在軸的公差帶之下，孔的實(shí)際尺寸總是小于軸的實(shí)際尺寸。這組配合總是產(chǎn)生過(guò)盈，有最大過(guò)盈和最小過(guò)盈。圖10-5配合種類

2)配合制度

互相配合的孔和軸使其中之一作為基準(zhǔn)件，它的公差帶固定，通過(guò)改變另一件的公差帶來(lái)獲得各種不同性質(zhì)的配合，稱為配合制度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基孔制和基軸制兩種配合制度。

(1)基孔制配合：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構(gòu)成各種配合的一種制度?；字频目追Q為基準(zhǔn)孔，其基本偏差代號(hào)為H，基準(zhǔn)孔的下偏差為零?；酒钜欢ǖ目?，與不同基本偏差的軸可形成各種配合，見(jiàn)圖10-6。圖10-6基孔制配合

(2)基軸制配合：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構(gòu)成各種配合的一種制度?；S制的軸稱為基準(zhǔn)軸，其基本偏差代號(hào)為h，基準(zhǔn)軸的上偏差為0?；酒钜欢ǖ妮S，與不同基本偏差的孔可形成各種配合，見(jiàn)圖10-7。圖10-7基軸制配合基準(zhǔn)孔的下偏差為“0”，基準(zhǔn)軸的上偏差為“0”。這是因?yàn)榭自郊庸ぴ酱?，而軸越加工越小?？谆蜉S加工到基本尺寸剛進(jìn)入公差帶。

3)配合代號(hào)

配合代號(hào)由孔和軸的公差帶代號(hào)組成，寫(xiě)成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母為軸的公差帶代號(hào)。分子中含有H的為基孔制配合，分母中含有h的為基軸制配合；若分子中含有H，分母中含有h，則考慮為基孔制配合。

例如，的含義是，該配合的基本尺寸為

50，基孔制的間隙配合(由基本偏差系列表可知)，基準(zhǔn)孔的公差帶代號(hào)為H8(孔的基本偏差代號(hào)為H，公差等級(jí)為8)，軸的公差帶代號(hào)為f?7(軸的基本偏差代號(hào)為f，公差等級(jí)為7)。

4)優(yōu)先、常用配合

如前所述，標(biāo)準(zhǔn)公差有20個(gè)等級(jí)，基本偏差有28個(gè)位置，這樣可以組成大量的配合形式。但過(guò)多的配合不但不能發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的作用，也不利于現(xiàn)代化生產(chǎn)。為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了優(yōu)先及常用配合?；字坪突S制中部分優(yōu)先、常用配合見(jiàn)表10-6和表10-7?；字瞥Ｓ门浜嫌?9種，其中優(yōu)先配合13種(用▲號(hào)標(biāo)記)；基軸制常用配合有47種，其中優(yōu)先配合13種(用▲號(hào)標(biāo)記)。表10-6基孔制常用、優(yōu)先配合表10-7基軸制常用、優(yōu)先配合

4．極限與配合在圖樣上的標(biāo)注

配合在裝配圖上的標(biāo)注采用組合式注法，如圖10-8(a)所示。

極限偏差數(shù)值在零件圖上的標(biāo)注有三種形式，如圖10-8(b)(用于批量生產(chǎn))、圖10-8(c)(用于單件生產(chǎn))、圖10-8(d)(通用標(biāo)注)所示。圖10-8極限與配合在圖樣上的標(biāo)注

【例10-1】

確定中孔和軸的上、下偏差值。

【解】為基孔制過(guò)盈配合的優(yōu)先配合(表10-6)。

(1)?f

66H7基準(zhǔn)孔的兩個(gè)極限偏差可通過(guò)查閱附表21得到“”(mm)，化成毫米為“”，這就是基準(zhǔn)孔的

上、下偏差，寫(xiě)為。

(2)f

66p6配合軸的兩個(gè)極限偏差可通過(guò)查閱附表22得到“”(mm)，化成毫米為“”，這就是配合軸的上、

下偏差，寫(xiě)為。

另外，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)組件滾動(dòng)軸承：軸承外圈與機(jī)座的配合應(yīng)采用基軸制，內(nèi)圈與軸的配合應(yīng)采用基孔制，并應(yīng)按圖10-9所示標(biāo)注，即軸承外圈與孔的配合只標(biāo)注孔的公差帶代號(hào)，軸承內(nèi)圈與軸的配合只標(biāo)注軸的公差帶代號(hào)。圖10-9與滾動(dòng)軸承配合圖樣的標(biāo)注

10.3形狀和位置公差簡(jiǎn)介

在生產(chǎn)中，不僅零件的尺寸不可能加工的絕對(duì)準(zhǔn)確，而且零件的幾何形狀和相互位置也會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，必須對(duì)零件的實(shí)際形狀和實(shí)際位置與零件理想形狀和理想位置之間的誤差規(guī)定一個(gè)允許的變動(dòng)量，這個(gè)允許變動(dòng)量稱為形狀和位置公差，簡(jiǎn)稱形位公差。