第1章尺寸精度

1、尺寸精度尺寸精度、幾何精度幾何精度及表面精度表面精度稱為機(jī)械加工三項(xiàng)基本精度三項(xiàng)基本精度。是機(jī)械產(chǎn)品加工工藝和裝配工藝中不可缺少的技術(shù)要求本篇詳細(xì)介紹三項(xiàng)基本精度三項(xiàng)基本精度有關(guān)內(nèi)容 尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ)尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ) 尺寸公差與配合的國(guó)標(biāo)規(guī)定尺寸公差與配合的國(guó)標(biāo)規(guī)定 尺寸公差與配合的選用尺寸公差與配合的選用 第第1 1節(jié)節(jié) 尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ)尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ) 1.1.1 1.1.1 基本概念基本概念 由圖0-2、圖0-3齒輪油泵的裝配圖和軸的零件圖引出系列概念系列概念：尺寸尺寸、公稱尺寸公稱尺寸 、實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸 、極限尺寸、極限尺寸、 誤差誤差 、公差、公差、

2、合格性判定條件、合格性判定條件、配合配合 圖0-2 齒輪泵裝配圖 圖0-3 齒輪泵主動(dòng)軸零件圖 1.1.2 1.1.2 基本術(shù)語(yǔ)基本術(shù)語(yǔ)1、尺寸、尺寸尺寸尺寸是用特定單位表示線性幾何量大小的數(shù)值 （1）公稱尺寸公稱尺寸（D、d）：由設(shè)計(jì)給定的尺寸 （2）實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸（Da、da）：加工后經(jīng)測(cè)量得到的尺寸 （3）極限尺寸：極限尺寸：允許尺寸變動(dòng)的兩個(gè)界限值 上極限尺寸上極限尺寸（Dmax、dmax）：允許實(shí)際尺寸變動(dòng)的 最大值 下極限尺寸下極限尺寸（Dmin、dmin）：允許實(shí)際尺寸變動(dòng)的 最小值 2 2尺寸偏差尺寸偏差（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱偏差偏差） 偏差偏差：某一尺寸減去公稱尺寸得到的代數(shù)差（1）實(shí)

3、際偏差實(shí)際偏差（Ea、ea ）：在實(shí)際中叫做誤差誤差 實(shí)際尺寸 - 公稱尺寸 的代數(shù)差（2）極限偏差：極限偏差：極限尺寸 - 公稱尺寸 的代數(shù)差 分為： 上極限偏差上極限偏差，簡(jiǎn)稱為上偏差上偏差（ES、es） 下極限偏差下極限偏差，簡(jiǎn)稱為下偏差下偏差（EI、ei） 3 3尺寸公差（尺寸公差（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱公差）公差）（1）公差公差（Th、Ts）：允許實(shí)際尺寸的變動(dòng)量 （2）公差帶圖公差帶圖：直觀反映極限偏差與公差之間 關(guān)系的圖解方式 公差帶圖公差帶圖由零線零線和公差帶公差帶組成 公差帶公差帶包括大小大小和位置位置兩個(gè)要素 大小大小即為公差值，稱為標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)公差。 位置位置由基本偏差基本偏差表示，指

4、靠近零線的那個(gè)極限偏差 4零件的合格性判定條件 加工零件的實(shí)際尺寸在極限尺寸范圍內(nèi)，或者其誤差在極限偏差范圍內(nèi)，是合格品； 反之是 廢 品?？祝嚎祝篋min Da Dmax；EI Ea ES 軸：軸：dmin da dmax； ei ea es 5 5、配合、配合配合配合：指公稱尺寸相同的、相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的位置關(guān)系 （1 1）配合類型）配合類型間隙配合間隙配合：孔的公差帶位于軸公差帶之上，具有 間隙（包括最小間隙等于零）的配合過渡配合過渡配合：孔與軸的公差帶相互交疊，可能有間 隙或過盈的配合過盈配合過盈配合：孔的公差帶在軸公差帶之下，具有過 盈（包括最小過盈等于零） 圖1-6 3種

5、配合類型 （2 2）極限盈隙的計(jì)算極限盈隙的計(jì)算 間隙配合間隙配合 當(dāng)孔為上上極限尺寸、軸為下下極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最大間隙最大間隙Xmax 當(dāng)孔為下下極限尺寸、軸為上上極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最小間隙最小間隙Xmin 稱為極限間隙極限間隙 平均間隙平均間隙 maxmaxminESeiXDdminminmaxEIesXDdavmaxmin()/2XXX（2 2）極限盈隙的計(jì)算）極限盈隙的計(jì)算 過盈配合過盈配合 當(dāng)孔為下下極限尺寸、軸為上上極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最大過盈最大過盈Ymax 當(dāng)孔為上上極限尺寸、軸為下下極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最小過盈最小過盈Ymin 稱為極限過盈極限過盈 平均

6、過盈平均過盈 minmaxminESeiYDdmaxminmaxEIesYDdavmaxmin()/2YYY（2 2）極限盈隙的計(jì)算）極限盈隙的計(jì)算 過渡配合過渡配合 當(dāng)孔為上上極限尺寸、軸為下下極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最大間隙最大間隙Xmax 當(dāng)孔為下下極限尺寸、軸為上上極限尺寸時(shí)，裝配后產(chǎn)生 最大過盈最大過盈Ymax 稱為極限盈隙極限盈隙 平均平均盈隙盈隙 據(jù)結(jié)果正負(fù)判斷 maxmaxminESeiXDdmaxminmaxEIesYDdavmaxmax()/2YYX（3 3）配合公差）配合公差 配合公差配合公差T Tf f ：是允許間隙或過盈的變動(dòng)量 間隙配合 Tf = | Xmax Xm

7、in | 過盈配合 Tf = | Ymax Ymin | = Th + Ts 過渡配合 Tf = | Xmax Ymax | 配合公差帶圖配合公差帶圖： 表示間隙或過盈量變動(dòng)的圖解 例例1-11-1 （4 4）基準(zhǔn)制（配合制）基準(zhǔn)制（配合制） 為了制造的經(jīng)濟(jì)性，將相配合孔、軸其中一個(gè)公差帶位置固定，改變另一個(gè)公差帶位置以實(shí)現(xiàn)所需各種配合類型的配合制度稱為基準(zhǔn)制?；鶞?zhǔn)制。兩種基準(zhǔn)制兩種基準(zhǔn)制： 基孔制基孔制：固定孔孔的公差帶位置，變動(dòng)軸軸的公差帶位置形成 各種類型配合的配合制基軸制基軸制：固定軸軸的公差帶位置，變動(dòng)孔孔的公差帶位置形成 各種類型配合的配合制 第第2 2節(jié)節(jié) 尺寸公差與配合的國(guó)標(biāo)規(guī)

8、定尺寸公差與配合的國(guó)標(biāo)規(guī)定 機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中尺寸精度需從兩方面得到保證 ： 孔軸各自的加工精度公差：標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)公差 孔軸的 裝配精度 配合：基本偏差基本偏差 組成尺寸公差帶的兩個(gè)基本要素 大小大?。簶?biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)公差 位置位置：基本偏差基本偏差 形成兩大標(biāo)準(zhǔn)系列兩大標(biāo)準(zhǔn)系列 標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差系列 基本偏差系列基本偏差系列 是尺寸精度尺寸精度的兩大支柱 1.2.11.2.1公差帶大小公差帶大小標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差系列 標(biāo)準(zhǔn)公差是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值， 用代號(hào)IT（ISO Tolerance）表示 1標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同分為20個(gè)精度等級(jí)： 2標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 可查表1-2確定公差

9、數(shù)值 數(shù)值的計(jì)算及規(guī)律，詳細(xì)討論參見小節(jié)后的內(nèi)容 1.2.21.2.2公差帶位置公差帶位置基本偏差系列基本偏差系列1基本偏差概念 基本偏差用來確定公差帶相對(duì)零線的位置，用靠近零線的那個(gè)極限偏差表示 2基本偏差代號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸分別規(guī)定了28種基本偏差， 其代號(hào)用英語(yǔ)字母表示 26個(gè)字母中去掉5個(gè)字母i、l、o、q、w（與其他參數(shù)易混淆） 加上7個(gè)雙寫字母cd、ef、fg、js、za、zb、zc 構(gòu)成基本偏差系列 注意：由于基孔制應(yīng)用廣泛，故以基孔制基孔制中的配合軸配合軸敘述 3.基本偏差確定 （1）涵義及規(guī)律 涵義：表示一對(duì)孔軸配合的松緊程度 規(guī)律：如圖1-12 所示 （2）查表及計(jì)算 基

10、本偏差：基孔制基孔制中配合軸配合軸的基本偏差由1-3表確定 另一偏差：例：圖0-3中齒輪泵軸徑 12g6，12p6 ，12js6 圖1-13 基本偏差示例圖示 4.基軸制中配合孔的基本偏差基本偏差確定加工工藝等價(jià)原則加工工藝等價(jià)原則： 由于孔的加工工藝復(fù)雜成本高，為使孔與軸在加工工藝上等價(jià)，在較高精度范圍，孔比軸的公差等級(jí)低一級(jí)。 查表：孔的基本偏差表1-4中，在較高精度范圍內(nèi)加上了一個(gè)修正值，其數(shù)值為孔比軸公差低一級(jí)的差值。 = ITn ITnl = Th Ts 較高精度范圍是 ： 過渡配合 K N 8 級(jí) 過盈配合 P ZC 7 級(jí) 例：12G712G7， 12S812S8， 12S712

11、S7 1.2.31.2.3公差與配合在圖樣上的標(biāo)注與讀解公差與配合在圖樣上的標(biāo)注與讀解 1標(biāo)注 3種標(biāo)注方法 （1）在零件圖上（見圖0-3齒輪泵主動(dòng)軸零件圖） 孔 12H7軸 12g6 孔 12軸 12 孔 12H7 軸 12g6 0.0180+()0.0180+0.0060.017-()0.0060.017-圖0-3 齒輪泵主動(dòng)軸零件圖 （2）在裝配圖上 （見圖0-2齒輪泵裝配圖） 12 或 12H7/g6 12 或 12 / 12 或 12H7 / 7g6()()0.01800.0060.017+-()0.0180+()0.0060.017-()()0.0060.017+0.01807g6

12、-()0.0180+()0.0060.017-圖0-2 齒輪泵裝配圖2讀解及計(jì)算 在讀圖樣上標(biāo)注時(shí)，可獲得5方面信息方面信息： 公稱尺寸；配合制和配合類型；精度等級(jí); 公差和極限偏差；極限盈隙。例如: 圖0-2中12H7/g6的信息為（單位：mm）： 公稱尺寸1 2；基孔制，間隙配合；精度等級(jí): 孔7級(jí)、軸6級(jí)；經(jīng)查表計(jì)算得公差和極限偏差： Th = 0.018、 Ts = 0.011， Tf = Th + Ts = 0.029， ES =+ 0.018、EI = 0，es = 0.006、ei = 0.017； 極限間隙： Xmax = + 0.035，Xmin = + 0.006 例1-2

13、 : 解讀標(biāo)注50H7/g6，并畫出公差帶圖。 例1-3 : 讀解標(biāo)注60P7/h6，并畫出公差帶。 1.2.4 1.2.4 國(guó)標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合國(guó)標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合 1國(guó)標(biāo)規(guī)定的公差帶國(guó)標(biāo)規(guī)定的公差帶 見圖1-16、圖1-17示 選用時(shí)分為3個(gè)層次： 優(yōu) 先 選 用 孔13種 、 軸13種 圖 中 畫 圓 圈 者 常 用 孔44種 、 軸59種 圖 中 畫 方 框 者 一 般 用 途 孔105種 、 軸116種 圓 圈 和 方 框 以 外 者 圖1-16 優(yōu)先、常用、一般孔的公差帶圖1-17 優(yōu)先、常用、一般軸的公差帶2國(guó)標(biāo)規(guī)定的配合國(guó)標(biāo)規(guī)定的配合 如表1-15、圖1-16所示 選用

14、時(shí)分為2個(gè)層次： 優(yōu)先選用 基孔制13種、基軸制13種 表中畫者 常用 基孔制59種、基軸制47種 1.2.5 1.2.5 一般公差一般公差未注公差未注公差1一般公差的概念 指車間一般條件下即可保證的公差。 又稱未注公差未注公差，也稱自由尺寸自由尺寸。 范圍：低精級(jí)（IT12）處理： 通常情況憑借經(jīng)驗(yàn)判斷加工合格與否，不必檢驗(yàn)； 圖樣上不注極限偏差只注公稱尺寸2一般公差的特點(diǎn) 如P 所述3一般公差的規(guī)定 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了4個(gè)等級(jí)： 精密級(jí)f、 中等級(jí)m、粗糙級(jí)c、最粗級(jí)v基本相對(duì)于 IT12、 IT14、 IT16、 IT17 圖樣上不標(biāo)注，但在技術(shù)要求中注明： 國(guó)標(biāo)號(hào)國(guó)標(biāo)號(hào)公差等級(jí)代號(hào)公差等級(jí)

15、代號(hào)例如： 選用中等級(jí)m時(shí)，注寫為：GB/T 1804m 線性尺寸的未注極限偏差未注極限偏差查表1-7第第3 3節(jié)節(jié) 尺寸公差與配合的選擇尺寸公差與配合的選擇 即 尺寸精度設(shè)計(jì)尺寸精度設(shè)計(jì)內(nèi)容包括: 基準(zhǔn)制基準(zhǔn)制 選擇 公差等級(jí)公差等級(jí) 三方面內(nèi)容 配合類型配合類型 選擇原則選擇原則：在滿足使用要求的前提下，盡量選擇較低精度，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。 選擇方法選擇方法：計(jì)算法、實(shí)驗(yàn)法和類比法。 1.3.1 基準(zhǔn)制基準(zhǔn)制的選擇1一般情況一般情況下選擇基孔制基孔制 主要考慮：加工工藝經(jīng)濟(jì)性（孔的加工工藝較復(fù)雜，成本高 ）2有些情況下有些情況下選擇基軸制基軸制（1）直接采用冷拔鋼軸（精度不太高IT8IT

16、11）（2）尺寸小于1mm的精密軸（實(shí)為絲） （3）結(jié)構(gòu)的需要。如：活塞銷與連桿孔之間的配合等 （4）與標(biāo)準(zhǔn)件配合 3特殊情況下特殊情況下選用非基準(zhǔn)制非基準(zhǔn)制 見圖1-22 例 1.3.2 公差等級(jí)公差等級(jí)的選擇1. 公差等級(jí)的選擇原則選擇原則 在滿足使用要求的前提下，盡可能選擇較低公差等級(jí)2. 公差等級(jí)的應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的公差等級(jí)應(yīng)用范圍見表表1-10示 各公差等級(jí)的應(yīng)用范圍實(shí)例見表表1-11示 3. 各種加工方法加工方法所能達(dá)到的等級(jí)范圍等級(jí)范圍 常用加工方法所能達(dá)到的公差等級(jí)見表表1-12示 4. 選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)注意的問題應(yīng)注意的問題（1）加工工藝等價(jià)的一致性（2）公差等

17、級(jí)與配合性質(zhì)的一致性（3）相配合零件精度的一致性（4）與精度設(shè)計(jì)原則的一致性 1.3.3 配合類型配合類型的選擇 配合類型的一般應(yīng)用范圍一般應(yīng)用范圍見表1-13示 生產(chǎn)中常見的一些典型配合類型實(shí)例典型配合類型實(shí)例，可參見本小節(jié)后內(nèi)容 1.3.4 配合精度設(shè)計(jì)配合精度設(shè)計(jì)內(nèi)容有：選擇配合類型、配合性質(zhì)，選擇配合類型、配合性質(zhì)， 確定極限盈隙、孔軸精度等級(jí)、確定極限盈隙、孔軸精度等級(jí)、 基本偏差代號(hào)、極限偏差數(shù)值基本偏差代號(hào)、極限偏差數(shù)值等。 1極限盈隙極限盈隙的確定（1）理論計(jì)算法 根據(jù)相關(guān)理論公式，計(jì)算出所要求的間隙或過盈。 理論計(jì)算只能是近似結(jié)果，對(duì)于重要配合，在計(jì)算后還需經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。（2）試驗(yàn)法 一些對(duì)產(chǎn)品性能影響較大的配合，往往采用試驗(yàn)法來確定滿足產(chǎn)品工作性能所要求的間隙或過盈。 試驗(yàn)法需進(jìn)行大量試驗(yàn)，耗費(fèi)大、成本高，多用于特別重要的配合