公差配合与几何精度检测 教学课件 ppt 作者 王宇平 第1章尺寸精度

1、第 1 章 尺寸精度,导读本课题讨论的内容有, 尺寸公差与配合的有关术语 术语1：关于孔、轴 术语2：关于尺寸：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸 术语3：关于尺寸偏差：实际偏差、极限偏差 术语4：关于尺寸公差（概念、计算、公差带图） 术语5：零件的合格性判定 术语6：关于配合（基本概念、类型、极限盈隙的计算、配合公差的计算、配合制） 尺寸公差与配合的国标规定 尺寸公差带两要素：公差带大小标准公差（概念、含义、查表方法） 公差带位置基本偏差（概念、含义、查表方法） 尺寸公差与配合的选用 基准制、配合类型、精度等级、极限偏差,1.1 尺寸公差与配合的基础知识,1.1.1 基本概念 如图03齿轮泵主动轴，与齿轮装配在一起共同旋转以实现齿轮泵泵油的功能。这里要解决两个问题：一是将轴和齿轮加工出来，加工过程中的技术保证之一是尺寸公差；二是将轴和齿轮装配在一起，装配过程中的技术保证之一是配合公差。 我们的任务是：站在实际生产的角度来理解这两个问题，以及与此相关的一系列术语。,在图03中，表示孔径的尺寸有3，轴径有12、10，各段轴长分别为18、50、75、188等 ，均属于线性几何量，单位是mm。可见

2、，尺寸是用特定单位表示线性几何量大小的数值。 上述尺寸是根据零件的功能要求由设计给定的，称为基本尺寸。 但是在实际零件加工中，由于机床、夹具、刀具等工艺系统的热变形、力变形、振动及磨损的影响，以及加工人员的操作技术等一系列因素存在，使得加工后测量得出的尺寸与基本尺寸不能完全一致，从而产生偏差。这种偏差在实际中叫作误差。 加工后经测量得出带有误差的尺寸，是实际尺寸。,为了保证零件在装配时具有互换性，就必须在加工时规定精度要求，即规定误差的允许范围，这个范围就是公差。 公差是在零件设计时给定的，要求加工时将实际尺寸限制在一定的界限内，这个界限为极限尺寸。在界限内的实际尺寸，达到了精度要求，属于合格产品，超出此界限，成为废品。这就是零件加工的合格性判定条件。 加工出的轴要与齿轮装配在一起，从而实现设计要求的功能，称为孔与轴的配合。 下面是关于系列术语的详细讨论。,1.1.2 基本术语,1：关于孔、轴 孔是指零件的圆柱形内表面，也包括其它形式内表面。孔径用大写字母D表示。 轴是指零件的圆柱形外表面，也包括其它形式外表面。轴径用小写字母d表示。 从装配关系看，孔是包容面，轴是被包容面。 在本例中

3、，作为一起装配的齿轮孔与轴是圆柱形内、外表面，但在实际中有更多样的形式，如图11中，尺寸D1、D2、D3、D4等所确定的内表面都可看作孔，尺寸d1、d2、d3、等所确定的外表面都可看作轴。,2：关于尺寸 尺寸 是用特定单位表示线性几何量大小的数值。 机械加工中的常用单位是mm，为应用简便在生产中达成共识：用mm表示时可以不注量纲，但用其它单位必须注出，如100m、10m等。 （1）基本尺寸（D,d）由设计给定的尺寸。 如图03中，孔径3，轴径12，长度18、188等。是设计时根据零件使用要求，通过刚度、强度计算及结构等方面的考虑，并按标准值圆整后确定下来的尺寸。 （2）实际尺寸（Da、da）加工后经测量得到的尺寸。 如图0-3中加工后量得轴径为11.996、11.987等。 由于存在误差，所以实际尺寸并非尺寸的真值。同时零件同一表面不同部位的实际尺寸也往往不等，称为局部实际尺寸，如图1-2所示。,（3）极限尺寸允许尺寸变动的两个界限值。分为：最大极限尺寸和最小极限尺寸。 最大极限尺寸（Dmax、dmax）允许实际尺寸变动的最大值。 最小极限尺寸（Dmin、 dmin）允许实际尺寸变动的

4、最小值。 如图0-3中，轴12g6， 其dmax11.994 ， dmin11.983 由图1-2可清楚地看出三种尺寸之间的关系。,3、关于尺寸偏差(简称偏差),偏差某一尺寸减去基本尺寸得到的代数差。包括： （1）实际偏差（Ea 、ea ）实际尺寸减去基本尺寸得到的代数差，在实际中叫作误差。 孔： Ea Da D 轴：ea da d （1-1） 如上例：ea111.996120.004 ，ea211.987120.013 （2）极限偏差是极限尺寸减去基本尺寸得到的代数差。又分为： 最大极限偏差，称为上偏差（ES、es）DmaxDdmaxd 最小极限偏差，称为下偏差（EI、ei）DminDdmind (1-2) 如上例中 es11.994120.006 ei11.983120.017 国标规定极限偏差的基本标注形式是： 如图0-3中， 若上、下偏差相等、符号相反时，可以表示为200.026 。,4、关于尺寸公差（简称公差）,（1）公差（Th、Ts）允许实际尺寸的变动量。其数值为绝对值。 孔：Th DmaxDminESEI 轴： Tsdmaxdmin esei (1-3) 如上例：轴的公差

5、 Ts11.99411.983 0.006（0.017）0.011 注意：公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度，其数值越小、精度越高、零件越难加工；偏差表示与基本尺寸偏离的程度，极限偏差表示公差带的位置，反映孔轴配合的松紧程度。,（2）公差带图 为了直观地反映出极限偏差与公差之间的关系，不必画出孔与轴的全形，而采用简单明了的图解方式，即为公差带图。 公差带图由零线和公差带组成 零线：是代表基本尺寸、并确定上、下偏差起点位置的一条基准直线，标注为“0”。零线上方是正偏差，下方是负偏差，分别标注“”、“”号。 公差带：是代表上、下偏差的两条直线所限定的区域。公差带是允许实际尺寸、或误差变动的区域。 如图1-3所示。图1-4是上例的公差带图。 公差带包括大小和位置两个要素 大小即为公差值，称为标准公差。位置是基本偏差，指靠近零线的那个极限偏差。,注意：标准公差和基本偏差是反映尺寸精度(公差与配合)的两个重要指标，国家标准为此作出专门规定，在下节内容中详细讨论。,5、零件的合格性判定条件,加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其误差在极限偏差范围内，就是合格

6、品；反之，是废品。如图1-5所示。 孔： Dmin Da Dmax； EI Ea ES 轴： dmin da dmax ； ei ea es (1-4) 如上例， da111.996 11.994 ； ea10.0040.006 不合格； 11.983da211.98711.994 ； 0.017ea20.0130.006 合格。,6、关于配合,配合指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系。 （1）配合类型 按照孔、轴公差带相对位置的不同，可形成间隙配合，过渡配合和过盈配合三种类型： 间隙配合孔的公差带位于轴公差带之上，具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。 过渡配合孔与轴的公差带相互交叠，可能有间隙或过盈的配合。 过盈配合孔的公差带在轴公差带之下，具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。如图1-6所示。,间隙配合 过度配合 过盈配合,（2）极限盈隙的计算 由于配合时孔、轴的实际尺寸允许在各自的公差带内变动，一对相配合的孔、轴之间的间隙或过盈量也在变动。最大的间隙或过盈称为极限间隙或极限过盈，简称极限盈隙。 对间隙配合 当孔为最大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配后便产生最

7、大间隙Xmax，此时孔、轴处于最松配合状态；当孔为最小极限尺寸、轴为最大极限尺寸时，装配后便产生最小间隙Xmin，此时孔、轴处于最紧配合状态。如图1-6a所示。 最大间隙Xmax和小间隙统Xmin称为极限间隙，其计算式为： （1-5） 有时也用平均间隙表示 （1-6）, 对过盈配合 当孔为最大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配后便产生最小过盈Ymin，此时孔、轴处于最松配合状态；当孔为最小极限尺寸、轴为最大极限尺寸时，装配后便产生最大过盈Ymax，此时孔、轴处于最紧配合状态。如图1-6c所示。 最小过盈Ymin与最大过盈Ymax统称为极限过盈，其计算式为： （1-7） 有时也用平均过盈表示 （1-8）, 过渡配合 当孔为最大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙，此时孔、轴处于最松配合状态；当孔为最小极限尺寸，轴为最大极限尺寸时，装配后产生最大过盈，此时孔、轴处于最紧配合状态。如图1-6b所示。 其计算公式为： （1-5） （1-7）,（3）配合公差Tf 配合公差Tf是允许间隙或过盈的变动量。 配合公差表示配合精度的高低，是评定配合质量的一个重要指标。配合公差越大、间隙或过盈

8、的变动量越大、配合后松紧程度的变化越大、配合精度越低；反之，配合精度越高。 其计算式为： 对于间隙配合 Tf | XmaxXmin | 对于过盈配合 Tf | YmaxYmin | Th + Ts 对于过渡配合 Tf | XmaxYmin | （1-9）,注意：从式中可看出，配合公差Tf数值等于极限间隙或过盈量之差的绝对值，也等于相互配合的孔轴公差之和。 其意义有二：要想提高配合精度，可设法减小孔轴的尺寸公差；在精度设计时，可根据配合公差来确定孔、轴的尺寸公差。 配合公差带图表示间隙或过盈量变动的图解。如图1-7所示。 配合公差完全在零线以上为间隙配合，只有间隙量；配合公差完全在零线以下为过盈配合，只有过盈量；配合公差跨在零线上为过渡配合，同时存在间隙和 过盈量。 注意：从配合公差带图可看出，公差带的大小反映允许盈隙的变动量(越大，精度越低)，公差带的位置反映配合的松紧程度(在零线以上，越远越松；零线以下，越远越紧)。,例1-1 三对相配合孔、轴尺寸分别为： 孔轴， 孔轴， 孔轴分别求出每对配合的极限偏差、公差、极限尺寸、极限盈隙、配合公差，判断配合类型，并画出公差带图和配合公差带图。

9、 解：按上述公式计算，结果如下表所示，公差带图如图1-8、1-9所示,图1-8 三对孔轴的公差带图,图1-9 三对孔轴的配合公差带图,（4）基准制（配合制） 为了制造的经济性，将相配合孔、轴其中一个公差带位置固定，改变另一个公差带位置以实现所需各种配合类型的配合制度称为基准制。 国家标准规定有两种基准制：基孔制与基轴制。如图1-10所示。 基孔制固定孔的公差带位置，变动轴的公差带位置形成各种类型配合的配合制。 基孔制的孔为基准孔(标准孔),基本偏差代号为H。标准规定基准孔的下偏差为零，上偏差为正值。 基轴制固定轴的公差带位置，变动孔的公差带位置形成各种类型配合的配合制。 基轴制的轴为基准轴(标准轴)，基本偏差代号为h。标准规定基准轴的上偏差为零，下偏差为负值。 注意：从经济性来讲，由于孔的加工工艺复杂，故制造成本高，因此基孔制应用非常广泛。,图1-10 两种基准制,思考作业题,1.思考题 1）孔、轴的概念是什么？都是圆形的吗？试举例说明。 2）实际尺寸是怎么得到的？同一零件上各处一样吗？ 3）实际偏差在生产中叫作什么？其意义是什么？ 4）极限偏差的概念是什么？如何计算？ 5）偏差与公差的正负符号如何规定？为什么？ 6）配合的概念是什么?如何分类?试举出实例说明三种配合类型。 7）三种配合类型的极限盈隙如何计算？与极限松紧程度(配合最紧或最松)有何关系? 8）配合公差的概念和含义是什么？与尺寸公差的关系是什么？与极限盈隙的关系是什么？ 9）什么是基准制？为什么要规定基准制？,2.作业题,1）基本尺寸50 mm，最大极限尺寸为50 .008mm，最小极限尺寸为49.992 mm，计算极限偏差和公差，并画出公差带图。 2）孔： mm ， 轴：

《公差配合与几何精度检测 教学课件 ppt 作者 王宇平 第1章尺寸精度》由会员E****分享，可在线阅读，更多相关《公差配合与几何精度检测 教学课件 ppt 作者 王宇平 第1章尺寸精度》请在金锄头文库上搜索。