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械加工三項基本精度三項基本精度。是機械產(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)介紹三項基本精度三項基本精度有關(guān)內(nèi)容 尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語 尺寸公差與配合的國標(biāo)規(guī)定尺寸公差與配合的國標(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)語尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語 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 、實際尺寸實際尺寸 、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 齒輪泵主動軸零件圖 1.1.2 1.1.2 基本術(shù)語基本術(shù)語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)計給定的尺寸 （2）實際尺寸實際尺寸（Da、da）：加工后經(jīng)測量得到的尺寸 （3）極限尺寸：極限尺寸：允許尺寸變動的兩個界限值 上極限尺寸上極限尺寸（Dmax、dmax）：允許實際尺寸變動的 最大值 下極限尺寸下極限尺寸（Dmin、dmin）：允許實際尺寸變動的 最小值 2 2尺寸偏差尺寸偏差（簡稱簡稱偏差偏差） 偏差偏差：某一尺寸減去公稱尺寸得到的代數(shù)差（1）實

3、際偏差實際偏差（Ea、ea ）：在實際中叫做誤差誤差 實際尺寸 - 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，簡稱為上偏差上偏差（ES、es） 下極限偏差下極限偏差，簡稱為下偏差下偏差（EI、ei） 3 3尺寸公差（尺寸公差（簡稱簡稱公差）公差）（1）公差公差（Th、Ts）：允許實際尺寸的變動量 （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、靠近零線的那個極限偏差 4零件的合格性判定條件 加工零件的實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。孔：孔：Dmin 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）極限盈隙的計算極限盈隙的計算 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，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，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）極限盈隙的計算）極限盈隙的計算 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，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，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）極限盈隙的計算）極限盈隙的計算 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，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，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)濟性，將相配合孔、軸其中一個公差帶位置固定，改變另一個公差帶位置以實現(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標(biāo)規(guī)

8、定尺寸公差與配合的國標(biāo)規(guī)定 機械產(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)公差是國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值， 用代號IT（ISO Tolerance）表示 1標(biāo)準(zhǔn)公差等級 根據(jù)應(yīng)用場合不同分為20個精度等級： 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零線的位置，用靠近零線的那個極限偏差表示 2基本偏差代號 國家標(biāo)準(zhǔn)對孔和軸分別規(guī)定了28種基本偏差， 其代號用英語字母表示 26個字母中去掉5個字母i、l、o、q、w（與其他參數(shù)易混淆） 加上7個雙寫字母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：表示一對孔軸配合的松緊程度 規(guī)律：如圖1-12 所示 （2）查表及計算 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原則加工工藝等價原則： 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，在較高精度范圍，孔比軸的公差等級低一級。 查表：孔的基本偏差表1-4中，在較高精度范圍內(nèi)加上了一個修正值，其數(shù)值為孔比軸公差低一級的差值。 = ITn ITnl = Th Ts 較高精度范圍是 ： 過渡配合 K N 8 級 過盈配合 P ZC 7 級 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讀解及計算 在讀圖樣上標(biāo)注時，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; 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: 孔7級、軸6級；經(jīng)查表計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 國標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合國標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合 1國標(biāo)規(guī)定的公差帶國標(biāo)規(guī)定的公差帶 見圖1-16、圖1-17示 選用時分為3個層次： 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國標(biāo)規(guī)定的配合國標(biāo)規(guī)定的配合 如表1-15、圖1-16所示 選用

14、時分為2個層次： 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（IT12）處理： 通常情況憑借經(jīng)驗判斷加工合格與否，不必檢驗； 圖樣上不注極限偏差只注公稱尺寸2一般公差的特點 如P 所述3一般公差的規(guī)定 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了4個等級： 精密級f、 中等級m、粗糙級c、最粗級v基本相對于 IT12、 IT14、 IT16、 IT17 圖樣上不標(biāo)注，但在技術(shù)要求中注明： 國標(biāo)號國標(biāo)號公差等級代號公差等級

15、代號例如： 選用中等級m時，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)計尺寸精度設(shè)計內(nèi)容包括: 基準(zhǔn)制基準(zhǔn)制 選擇 公差等級公差等級 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)濟效益。 選擇方法選擇方法：計算法、實驗法和類比法。 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 公差等級公差等級的選擇1. 公差等級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2. 公差等級的應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的公差等級應(yīng)用范圍見表表1-10示 各公差等級的應(yīng)用范圍實例見表表1-11示 3. 各種加工方法加工方法所能達(dá)到的等級范圍等級范圍 常用加工方法所能達(dá)到的公差等級見表表1-12示 4. 選擇公差等級時應(yīng)注意的問題應(yīng)注意的問題（1）加工工藝等價的一致性（2）公差等

17、級與配合性質(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例典型配合類型實例，可參見本小節(jié)后內(nèi)容 1.3.4 配合精度設(shè)計配合精度設(shè)計內(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、確定極限盈隙、孔軸精度等級、 基本偏差代號、極限偏差數(shù)值基本偏差代號、極限偏差數(shù)值等。 1極限盈隙極限盈隙的確定（1）理論計算法 根據(jù)相關(guān)理論公式，計算出所要求的間隙或過盈。 理論計算只能是近似結(jié)果，對于重要配合，在計算后還需經(jīng)過試驗驗證。（2）試驗法 一些對產(chǎn)品性能影響較大的配合，往往采用試驗法來確定滿足產(chǎn)品工作性能所要求的間隙或過盈。 試驗法需進(jìn)行大量試驗，耗費大、成本高，多用于特別重要的配合