公差与配合基础知识.doc

--公差与配合基础知识
一.尺寸偏差和公差的术语及定义
1.尺寸:用特定单位表示的数值.
2.基本尺寸:孔D、轴d.如Ф20±0.05中20为基本尺寸.
3.实际尺寸;实际测量所得的尺寸
4.极限尺寸;指允许尺寸变化的两个界限值.
其中：较大的一个称为最大极限尺寸
较小的一个称为最小极限尺寸
5.尺寸偏差
尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸
偏差包括：实际偏差=实际尺寸-基本尺寸
上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸
ES（孔）、es（轴）
下偏差= 最小极限尺寸—基本尺寸
EI（孔）、ei（轴）
6.零线
零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线
二、有关配合的术语及定义
1.配合——公差带之间的关系（基本尺寸相同）
孔——轴 { 其差值为正是 X ；其差值为负是 Y}
2.间隙配合——具有间隙（含 Xmin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之上。
最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei
最小间隙 Xmin =Dmax -dmax =EI-es
平均间隙 Xp=1/2（Xmax +Xmin ）
3.过盈配合——具有过盈（含 Ymin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之下。
最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-ei 
最大过盈 Ymax =Dmin -dmax =EI-es
平均过盈 Yp=1/2（Ymin +Ymax ）
4.过渡配合——可能具有 X 或 Y 的配合。此时孔轴公差带相互交叠。
    公式用以上 X ， Y
5.配合公差——允许 X 或 Y 的变动量。
间隙配合：Tf= ∣Xmax -Xmin ∣
过盈配合：Tf= ∣Ymin -Ymax ∣
过渡配合：Tf= ∣Xmax -Ymax ∣
结论 ：配合精度与零件的加工精度有关，若要配合精度高，则应降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。
三.基准制 ------ 公差与配合标准
  对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制：基孔制和基轴制
  基孔制 -------- 基孔制中的孔称为基准孔，用 H 表示，基准孔以下偏差为基本偏差，且数值为零。其公差带位置在零线上侧。
a------h 间隙 es=Xmin
    j------n 过渡
    p------zc 过盈
  基轴制 ------ 基轴制中的轴称为基准轴，用 h 表示，基准轴的上偏差为基本偏差且等于零，公差带位置在零线下侧。

    P---ZC 过盈
四、标准公差系列
  公差等级 ------ 是指确定尺寸精度的等级。由于零件和 A---H 间隙 EI= Xmin
    J----N 过渡
零件上不同部位的尺寸对精确程度的要求往往不相同，为了满足生产的需要，国家标准设置了 20 个公差等级。
  IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . ………………… IT18
  高 ← 公差等级 → 低
  小 ← 公差数值 → 大
  难 ← 加工程度 → 易 
  IT6: 标准公差6级或6级标准公差
  ∵ D↑ △D↑ ∴ D↑ T↑
  故：标准公差与公差等级和基本尺寸有关。
    公差单位和公差等级系数 （ I i）
五.基本偏差系列——两大系列：标准公差（大小）和基本偏差 （位置）
  基本偏差——靠近零线的偏差。
  代号及特点
  (1) 代号：共28个。
  (2) 它决定了公差带相对于零线的位置。
  (3) 特点：
    ① 轴 ：a-h :es 绝对值渐小；j-zc :ei 绝对值渐大。
② 孔 : A-H :EI 绝对值渐小；J-ZC :ES 绝对值渐大。
    ③ 另一偏差取决于标准公差的大小。
  基本偏差数值
  (1) 轴的基本偏差——以基孔制为基础，由经验得出一系列公式。
    a-h:用于X配合， es= Xmin ; j-n 用于过渡配合； p------zc 常用于 y 配合，基数值是按 Ymin来确定。
  (2) 孔的基本偏差。（基轴制为前提）
    换同名字母，应得保证在两种基制中配合性质完全相同。
    1） A-H 用于间隙配合：
      H ： Xmin =EI-es=-es (H: EI=0)
      h: X'min =EI-es=EI (h: es=0)
    要保证配合性质相同就必须使 Xmin =X'min
    ∴ EI=-es 从而： A-H 为 a-h 基本偏差的相反数且与公差等级无关。
    2） J-ZC 用于过渡或过盈： H ： Ymin =EI-es=0-(ei +Td )=-(ei + Td)
      h: Y'min =EI-es=Es-TD-0=Es- TD
      ∴ ES=-ei+( TD - Td) 从而它不仅于轴的同名符号有关，还与公差等级有关。故：新国标规定：
    ① 通用规则： A-H EI=-es ( 同或异级相配 ) ； J-ZC ES=-ei ( 同级相配 )
六.公差与配合在图样上的标注
1. 公差带代号与配合代号。
1) 公差带代号：φ 50H8 φ 60Js6 8cd7 φ 50 或φ 50H8( )
2) 配合代号：用孔、轴公差带的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。
    如：φ 50 或φ 50H8/f7 。
2.零件图中尺寸公差带的三种标注形式所示标注方法应用最广泛。
七、常用和优先的公差带与配合
GB/T1801-1999 对孔、轴规定了一般、常用和优先公差带。
孔的一般公差带 105 种，常用公差带 44 种，优先公差带 13 种
轴的一般公差带 116 种，常用公差带 59 种，优先公差带 13 种
先用公差带时应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。（详见 P24 ， P25 图 2-14 ，图 2-15 及表 2-7 ）
八.基准制的选择
1.一般情况下采用基孔制，特殊情况下采用基轴制。
2.与标准件相配合时，基准制的选择通常依标准件而定。
3.为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组成的配合。 例如：Ф 60D10/js6
九. 公差等级的选择原则：
1.当公差等级 ≤ IT8 时，推荐孔比轴低一级的配合，但对 ＞ IT8 级的配合，则应采用同级配合。
2.择时，既要满足设计要求，又要考虑工艺的可能性与经济性。即：在满足使用要求的前提下，尽量扩大公差值。
十、 配合的选择
  1.选择顺序：
  优先 → 常用 → 一般 → 任意组合。
  2.代号的确定：
    (1) 间隙配合， | 轴基本偏差 |=Xmin. 故可按 Xmin 来确定基本偏差的代号。
(2) 对于 Y 配合，在确定了基准件的等级后，即可按 Ymin 来配合件的基本偏差代号，并依据 T f 要求确定孔轴的公差等级。 
  3.选择方法：
    (1) 计算法，理论上。
    (2) 实验法，重要的配合。
    (3) 类比法，经验。
零件的几何要素与形位误差
  零件不论其结构特征如何，都是由一些简单的点、线、面组成，这些点、线、面统称为几何要素。形状是一个要素本身所处的状态，位置则是指两个以上要素之间所形成的方位关系。
  1.按结构特征分：
    1)轮廓要素：平面，圆柱
2)中心要素：抽象的，但存在
  2.按存在的状态分：
    1)实际要素：实际存在的
    2)理想要素：几何的点、线、面
  3.在形位公差中所处的地位分：
    1)被测要素：图样上给出形位公差要求的检测对象
    2)基准要素：确定被测要素方向和位置的要素，图纸上用基准符号标出
  4.按结构的性能分：
    1)单一要素：具有形状公差的要求
    2)关联要素：与其他要素具有功能关系的要素，位置公差
十一、形状误差的影响与规定相应公差的重要性
  1.产生误差的原因：内应力；夹紧力；温度；刀具磨损；切削中的振动；热处理变形等等
  2.误差对质量的影响：影响产品质量和零件的互换性；也影响产品之间的配合性质，工作精度，运动平稳性，耐磨、密封性，等等。
十二、形位公差的项目与符号
 十三、形位公差的标注
  框格表示法，采用代号标注，若无法标注时，则可用文字说明
  1. 被测要素的标注方法：
    1) 必须从左面填起，代号，值，基准
2) 线必须和框格垂直并和其连起来
    3) 从左面引出线，也可以从右面引出
    4) 向被测要素必须注意：
      ① 区分是轮廓还是中心要素
      轮廓要素时：箭头指向轮廓或引出线上
      中心要素时：箭头指向尺寸线（对齐）
      箭头指向公共轴线（平面）
      ② 分是宽度方向还是直径方向
      箭头指向公差带的宽度方向： t
      箭头指向公差带的直径方向：φt
      若公差带为球体，则标：球φt
  2.基准要素的标注方法：
    基准符号标注法：基准和框格相连
    基准代号标注法：不相连
    当基准为中心要素时和尺寸线对齐
    若为多要素时（中心），直接标上
  3.可以简化标注
  4.附加要求的标注（文字）
十四、表面粗糙度的概念
2、表面粗糙度评定参数
  1.轮廓算术平均偏差—— Ra
Ra 值越大，表面越粗糙
  2.微观不平度的十点高度—— Rz
  3.轮廓的最大高度—— Ry
  4.轮廓微观不平度的平均间距—— Sm
  5.轮廓单峰平均间距—— S
  6.轮廓支撑长度率—— tp
第三节 表面粗糙度评定参数及数值的选用
3、 评定参数的选择
  常用 Ra 0.025～6.3μm Rz （Ry） 0.1～25μm
  一般原则：工作面比非工作面值小，摩擦面比非摩擦面值小
4、评定表面粗糙度参数值的选用
  参数值 ： μm
  Ra ： 0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50
  Rz （Ry）： 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200
表面粗糙度符号和代号
  1.基本符号，表示表面粗糙度是用任何方法获得
  2.表示表面粗糙度是用去除表面材料的方法获得
  3.表示表面粗糙度是用不去除表面材料的方法获得