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1、 公差与配合1 概述n互换性的基本概念 互换性是指某一产品（包括零件、部件）与另一产品在尺寸 、功能上能够彼此互相替换的性能。 n完全互换：从同一规格的一批零件中任取一件， 不经任何修配就能装到部件或机器上，而且能满足 规定的性能要求。这种互换性称为完全互换。n不完全互换：如果把一批两种互相配合的零件按 尺寸大小分成若干组，在一个组内的零件才有互换 性；或者虽不分组，但需做少量修配和调整工作， 才具有互换性，这种互换性称不完全互换。 n互换性包括几何参数、物理化学性能等 因素。n我们主要介绍零件的几何参数的互换性 ，包括零件的尺寸、形状和相互位置的互 换性。2 互换性的作用n1) 有利于组织专
2、业化生产；n2) 产品设计标准化，缩短设计周期n3) 维修时易更换配件，减少修理时 间和费用，保证设备原有的性能。3 误差和公差1) 误差与精度零件加工后的实际几何参数与理想零件几何参数相符 合的程度，称为加工精度（简称精度）。它们中间的差 值称为误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低， 故精度可用误差来表示。 误差是零件加工过程中实际产生的 2) 零件几何参数误差的种类n（1）尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差；n（2）几何形状误差：实际形状与理想形状之差；n（3）位置误差：实际位置与理想位置之差。n公差是零件几何参数允许的变化范围。n可分为： 1、尺寸公差：零件尺寸允许的变动范围； 2、形
3、状公差：零件几何要素的形状允许的变动 范围； 3、位置公差：零件几何要素的位置允许的变动 范围。公差是产品设计时给定的公差尺寸公差与配合1 公差与配合的术语和定义 (1) 尺寸 1) 基本尺寸设计时给定的尺寸称为基本尺寸。孔的 基本尺寸为D，轴的基本尺寸d。n孔主要指圆柱形内表面。n轴主要指圆柱形外表面。n2 )实际尺寸 通过实际测量得到的尺寸 。由于测量误差的存 在，所以实际尺寸并非是尺寸的真值。n 3 )极限尺寸 允许尺寸变动的两个界线值，以基本尺寸为基 数来确定，分为最大极限尺寸和最小极限尺寸 ：孔的最大极限尺寸Dmax，最小极限尺寸Dmin；轴的最大极限尺寸dmax，最小极限尺寸：dm
4、in实际尺寸和极限尺寸尺寸公差与偏差n1)尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺 寸偏差。 上偏差：最大极限尺寸与其基本尺寸的代数差 下偏差：最小极限尺寸与其基本尺寸的代数差 上偏差和下偏差统称为极限偏差。 实际偏差：实际尺寸与基本尺寸的代数差。nES孔的上偏差；EI孔的下偏差；nes 轴的上偏差；ei轴的下偏差；nES=DmaxD ；EI=DminD ；n es=dmaxd ； ei=dmind ；尺寸公差（简称公差）n尺寸公差：允许尺寸的变动量，即最大极限尺 寸和最小极限尺寸的代数差的绝对值，也等与上 偏差和下偏差的代数差的绝对值。n孔的公差：n轴的公差：3)零线与公
5、差带n在公差与配合图解（简称公 差带图）中，确定偏差的一条 基准直线，称为零线。通常用零线来表示基本尺寸 。公差带：在公差带图中，由 代表上、下偏差的两条直线所 限定的一个区域，称为尺寸公 差带。n例一：已知孔、轴基本尺寸为25mm, Dmax= 25.021mm，Dmin= 25.000mm， dmax= 24.980mm，dmin= 24.967mm。 求孔与轴的极限偏差和公差，并注明孔与轴 的极限偏差在图样上如何标注。mmmm解:孔的上偏差 ES=DmaxD=25.021 25=+0.021mm 孔的下偏差 EI=DminD=25-25=0 轴的上偏差 es=dmaxd=24.980-2
6、5=-0.02mm 轴的下偏差 ei=dmind=24.967-25=-0.033 mm 孔的公差：轴的公差：在图样上的标注+0.0210轴为25-0.020-0.033孔为25n配合：是指基本尺寸相同、相互结合的孔和 轴公差带之间的关系。n机器中，不同孔和轴的配合有不同的松紧要 求。松紧程度用间隙和过盈的大小表示。n所谓间隙或过盈，就是孔的尺寸与轴的尺寸 代数差，此差值为正时是间隙；为负时是过盈 。n配合分类：间隙配合、过盈配合、过渡配合（3）配合Xmax=DmaxdminXmin=Dmindmaxn具有间隙（包括 最小间隙等于零） 的配合。它的特点 是孔的公差带在轴 的公差带之上。1）间隙
7、配合Ymax=DmindmaxYmin=Dmaxdminn具有过盈（包括 最小过盈等于零 ）的配合。其特 点为孔的公差带 在轴的公差带之 下2）过盈配合n过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合。 此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠 3）过渡配合n配合公差：间隙或过盈允许的变动量 ，用Tf表示。4）配合公差n（1） 标准公差标准公差是指国际的标准公差数值中 所列的、用以确定公差带大小的任一公 差值。（表2.4）标准公差与基本偏差基本尺寸 mm公差等级um大 于至IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8IT9IT1 0 30 50 80 120 50 80 120 180 7 8 10 12
8、11 13 15 18 16 19 22 25 25 30 35 40 39 46 54 100 62 74 87 100 标准公差数值1）公差等级：标准公差分为20个等级，IT01、 IT0、IT1、IT18。IT表示标准公差，其中 IT01公差等级最高，IT18公差等级最低。公差等 级越低，公差数值越大。 2）基本尺寸段：基本尺寸分为若干尺寸段。同 一公差等级再同一尺寸段内，不论孔或轴，也不 论和种配合，其标准公差数值只有一个。同一公 差等级，对于不同的基本尺寸段，虽然标准公差 数值不同，但被认为具有同等的精度。公差等级与基本尺寸段n基准制：是以两个相配零件中的一个零 件为基准件，并选定标
9、准公差带，然后按 使用要求的最小间隙（或最小过盈）确定 非基准件的公差带位置，从而形成各种配 合的一个制度。n国标规定了两种基准制：基孔制和基轴 制，并规定应优先选用基孔制。基准制基孔制基准孔的公差带在零线以上，其下偏差为零， 以H为基准孔的代号； 基轴制基准轴的公差带在零下以下，其上偏差为零， 以h为基准轴的代号；3）基准制的选用实例在下列情况下选用基轴制是有利的：na 同一基本尺寸的某一段轴，必须与几 个不同配合的孔结合。nb 用于某些等直径长轴的配合。这类轴 可用冷轧棒料不经切削直接与孔配合。这 时采用基孔制有明显的经济效益nC 用于某些特殊零、部件的配合，如滚 动轴承的外圈与基座孔的配
10、合。n公差带图上的公差带，由公差带的大小 和公差带的位置两个要素组成。n公差带的大小由标准公差确定；n公差带的位置由基本偏差确定。n1）基本偏差的概念基本偏差用于确定公 差带相对零线位置的上 偏差或下偏差，一般为 靠近零线的那个偏差。基本偏差n基本偏差的代号用21个字母和7个双写字母表示，共28个代号。n公差带在零线上方：ES=EI+IT；es=ei+ITn公差带在零线下方：EI=ES-IT； ei=es-IT公差带中另一极限偏差的确定公差与配合在图上的标注公差与配合的选用n1）公差等级的选用n2） 配合的选用分 类孔摘 要 H6H7H8H11 过 盈 配 合轴pp5p6轻压 入轴rr5r6压
11、入轴ss5s6s7重压入轴tt5t6t7轴uu5u6u7重压入或热装轴v过盈量依次增 大，一般不推 荐轴x轴y轴z分 类孔摘 要H6H7H8H11过渡配 合轴j*j5j6j7推合轴kk5k6k7用木锤轻击联 接轴mm5m6m7用铜锤 打入轴nn6n7用轻压 力联接p7r7n5分 类孔摘 要H6H7H8H11 过 盈 配 合轴pp5p6轻压 入轴rr5r6压入轴ss5s6s7重压入轴tt5t6t7轴uu5u6u7重压入或热装轴v过盈量依次增 大，一般不推 荐轴x轴y轴z试试看例二 ： 查表确定30H8/f7和30F8/h7配 合中孔、轴的极限偏差，计算两对配合的 极限间隙并绘制公差带图。0.03
12、3030f7= 300.0200.041n解（1）查表确定30H8/f7配合中孔、轴的极 限偏差n基本尺寸30查表IT7=21m, IT8=33mn对于基准孔H8的EI=0,其ES为 ES=EI+IT8=+33n对于f7得es=-20 m,其ei=es-IT7=-20-21=-41 mn由此可得30H8= 30n(2)查表确定30F8/h7配合中孔、轴的极限偏 差 对于F8的EI=+20 m,其ES为 ES=EI+IT8=20+33 =+53m 对于基准轴h7得es=0 ,其ei=esIT7=-21 m由此可得30F8= 30n30h7= 30+0.053+0.0200-0.021n(3) 计
13、算30H8/f7和30F8/h7配合极限 间隙对于30H8/f7Xmax=ES-ei=+33-(-41)=+74 mXmin=EI-es=+20-0=+20 m对于30F8/h7 Xmax=ES-ei=+53-(-21)=+74 mXmin=EI-es=+20-0=+20 m(4) 绘制公差带图2.4.3 表面粗糙度1、表面粗糙度的概念零件表面加工后，由于切削过程中各种几何、物理 因素的影响，其几何形状在微观上总呈现“峰”、“谷” 相间的起伏不平。把这种微观几何形状偏差，称为表 面粗糙度。 表面越粗糙，表面粗糙度越大。2、表面粗糙度的评定 （1）评定基准n1）取样长度:是指测量或评定表面粗糙
14、度时所规定的一段基准线长度，它至少包 含五个以上轮廓峰和谷。取样长度L的方 向与轮廓走向一致。1）取样长度n2）轮廓算术平均中线在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部 分，且使上、下两部分面积相等的线。2）轮廓算术平均中线（2）评定参数n1）轮廓算术平均偏差RaRa的值越大，则表面越粗糙。 Ra能客观地 反映表面微观几何形状误差，但因受到计量器 具功能的限制，不宜用做过于粗糙或太光滑表 面的评定参数2）微观不平度十点高度Rz在取样长度内5个最大的轮廓峰高ypi的平均 值与5个最大的轮廓谷深yvi的平均值之和。nRz的值越大，则表面越粗糙。 Rz只能反 映轮廓的峰高和谷深，不能反映峰顶和谷 底的
15、尖锐或平钝的几何特性。n3）轮廓最大高度Ry:在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷底线之 间的距离。3 表面粗糙度的选用（1）评定参数类型的选择Ra、Rz、Ry选定一种测量方式即可。n在常用范围内优选Ra，可用轮廓仪测量。n在粗糙度很小或很大时，用干涉显微镜测Rzn当零件的疲劳强度和密封性要求较高时，不 允许零件表面出现较深的加工痕迹，可用Ry。 一般Ry要和Ra、Rz联合使用。(2）评定参数值的选用n表面粗糙度参数的选用原则是在满 足工作性能要求的情况下，尽量把数 值取大。以减少加工难度，降低加工 成本。 常用方法：类比法。（考虑重要性和加工方法）表面微观特征Ra (m)Rz (m)加工方法应
16、用 举 例粗糙表面可见刀痕2080粗车、粗铣 、粗刨、 钻、锯 断等粗加工过的表面，非 配合的加工表面 ，如轴端面、倒 角钻孔等 一般接合面可见加工痕迹1040车、刨、铣 、镗、 扩孔、粗 铰、拉、 粗磨、铣 齿轴上不安装轴承、齿 轮的非配合表面 、箱体侧面、螺 栓孔、铆钉孔、 垫圈接触面等微见加工痕迹520半精加工表面、箱体 、套筒等与其他 零件接合而无配 合要求的表面看不清加工痕 迹2.510接近于精加工表面、 箱体上安装轴承 的镗孔表面、普 通级齿轮 的齿面表面微观特征Ra (m)Rz (m)加工方法应 用 举 例重要接合 面可辨加工痕迹 方向1.256.3精车、精铰、 精拉、精 磨IT8IT6公差的零件的配 合
