互换性第五版课件第一章公差与互换性原

《互换性第五版课件第一章公差与互换性原》由会员分享，可在线阅读，更多相关《互换性第五版课件第一章公差与互换性原（205页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机械制造技术基础 邓志平 2010年9月,机械制造技术基础,本课程主要内容,本课程将对机械制造技术作一个基础性的介绍。主要内容如下：第一章 公差与互换性原理；第二章 金属切削与刀具设计基础：第三章 机械加工方法与设备；第五章 机械加工工艺规程；第六章 机械产品的装配工艺等。,互换性与技术测量 邓志平 2010年9月,第一章：公差与互换性原理,绪 论,本章的研究对象及任务 本章是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，从“精度”和“误差”两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数，学完本章后应达到如下要求： 掌握互换性和标准化的基本概念； 掌握本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点和应用

2、原则； 学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，并能正确地标注到图样上； 掌握一般几何参数测量的基础知识； 学会查工具书，如手册、标准等。,第一章：公差与互换性原理,1、互换性与优先数 1. 互换性的概念 概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。 举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。 机械制造业中的互换性通常包括几何参数和机械性能（如强度、刚度）的互换，本章仅讨论几何参数的互换性。,第一章：公差与互换性原理,2. 互换性的分类 分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。 定义：完全

3、互换装配时不需挑选和修配。 不完全互换装配时允许挑选、调整和修配。 应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。 大数互换：大批大量生产中放宽零件尺寸制造公差，使绝大多数产品成为合格产品。,第一章：公差与互换性原理,3. 互换性的意义 设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。 制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。 使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高

4、了机器的使用价值。,第一章：公差与互换性原理,二、标准和标准化的引入 要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可能，也是不必要的。在此情况下，要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。允许零件几何参数的变动量称为公差。现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。,第一章：公差与互换性原理,1. 标准的概念 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式

5、发布，作为共同遵守的准则和依据。 标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各个方面。 本章研究的公差标准、检测器具和方法标准，大多属于国家基础标准。,第一章：公差与互换性原理,2. 标准的分类 标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准，代号为GB，对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准（JB）等；对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业标准，它们的代号分别用DB、QB表示。,第一章：公差与互换性原理,3. 国际标准化组织（

6、ISO） 在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修订了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。 我国成立“全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会”（SAC/TC 240），制定“产品几何量技术规范与认证”，简称GPS。,第一章：公差与互换性原理,4. 标准化 定义：标准化是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和

7、贯彻标准，以后还要修订标准等等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。 意义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。,第一章：公差与互换性原理,三、优先数和优先数系的引入 在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。 为使

8、产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB3212005）就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。,第一章：公差与互换性原理,1. 优先数和优先数系 GB3212005中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为： R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12； R40的公比

9、： q401.06； R80的公比： q801.03。 公比公式为：,第一章：公差与互换性原理,2. 优先数和优先数系的特点 优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。 （2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。 国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性，简单易记，便于使用。常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的优先数系进行的。本课程所涉及的有关

10、标准里，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。（见书中表1.1）,第一章：公差与互换性原理,四、几何量的检测 完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验与测量。 检验：是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值； 测量：是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。 意义：检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。检测是机械制造的“眼睛”。产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。所以，合

11、理地确定公差与正确进行检测，是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。,第一章：公差与互换性原理,本章是从“精度”和“误差”两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数，学完本章后应达到如下要求： 掌握互换性和标准化的基本概念； 了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点和应用原则； 学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，并能正确地标注到图样上； 掌握一般几何参数测量的基础知识； 了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具； 学会查工具书，如手册、标准等。,第一章：公差与互换性原理,习 题 1、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大

12、批量生产？ 2、完全互换与不完全互换有何区别？各用于何种场合？ 3、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？ 4、按标准颁发的级别分，我国标准有哪几种？ 5、下面数据属于哪种系列？公比q为多少？ 电动机转速有（单位为rmin）： 375，750，1500，3000。,第一章：公差与互换性原理,第2节 孔与轴的极限与配合 教学基本要求： 理解并掌握轴与孔、尺寸、偏差（实际偏差、极限偏差）、公差、配合等术语及定义； 理解并掌握尺寸公差带的术语及定义，熟练掌握尺寸公差带图的画法； 了解配合公差带的定义及配合公差带图的画法； 理解并掌握极限与配合国家标准的构成，掌握基准制的概念及公差与配合的标准化构成规

13、律； 了解公差与配合国家标准的应用。,第一章：公差与互换性原理,基本术语及定义 一、有关“尺寸”的术语及定义 尺寸 用特定单位表示线性值的数字。 孔和轴 孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。其尺寸由D表示；轴通常指工件的圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）。 其尺寸由d 表示。 即：孔为包容面，轴为被包容面。如图所示。,第一章：公差与互换性原理,3. 基本尺寸 由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。孔(D)和轴(d). 4. 实际尺寸 通过测量所得的尺寸。包含测量误差，所以不是尺寸的真值。且同一表面不同

14、部位的实际尺寸往往也不相同。孔和轴的实际尺寸分别用Da、da表示。 5. 极限尺寸 允许尺寸变化的两个极限值。两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 Dmax、dmax和Dmin、 dmin表示。,Home,第一章：公差与互换性原理,图1-2 公差与配合示意图,二、有关“偏差与公差” 的术语及定义 1. 尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。 ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=dmin-d 2. 尺寸公差：允许尺寸的变动量。等于最大极

15、限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。孔、轴的公差分别用Th和Ts表示。 Th= Dmax- Dmin = ES-EI Ts= dmax- dmin = es-ei,|,第一章：公差与互换性原理,公差与极限偏差的比较 两者区别： 从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反

16、映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,|,第一章：公差与互换性原理,图1.2 公差与配合示意图,3. 尺寸公差带图 由于公差与极限尺寸的数值相差较大，不便用同一比例表示， 故采用公差带图。 零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。 基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。 标准公差：标准中表列的，用于确定公差带大小的任一公差。,孔,轴,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,Th,T s,+,-,第一章：公差与互换性原理,尺寸公差带图（举例） 画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为 50 .