9.零件幾何精度、形狀與位置公差及其選擇1

1、第三章第三章 零件的幾何精度零件的幾何精度第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1、互換性：在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，、互換性：在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不須任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝在儀器上，達到不須任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝在儀器上，達到規(guī)定的功能要求。規(guī)定的功能要求。2、加工誤差：零件的幾何參數(shù)對其理想?yún)?shù)的變動量。、加工誤差：零件的幾何參數(shù)對其理想?yún)?shù)的變動量。1）尺寸誤差：實際尺寸和理想尺寸之差。）尺寸誤差：實際尺寸和理想尺寸之差。2）幾何形狀誤差）幾何形狀誤差：實際幾何形狀與理想幾何形狀（包括實際幾何形狀與理想幾何形狀（包括線、面）之差別。線、面）之差別。a）宏觀幾

2、何形狀誤差（形狀誤差）宏觀幾何形狀誤差（形狀誤差）b）中間幾何形狀誤差（表面波度）中間幾何形狀誤差（表面波度）c）微觀幾何形狀誤差（表面粗糙度）微觀幾何形狀誤差（表面粗糙度）3、幾何精度：實際幾何參數(shù)近似于理想幾何參數(shù)的程度。、幾何精度：實際幾何參數(shù)近似于理想幾何參數(shù)的程度。4、公差、公差: 一個合理的、允許零件幾何參數(shù)的變動量。一個合理的、允許零件幾何參數(shù)的變動量。微觀形狀微觀形狀表面波度表面波度素線直線度誤差素線直線度誤差外圓柱軸心線外圓柱軸心線內(nèi)孔軸線內(nèi)孔軸線第二節(jié)第二節(jié) 極限與配合的基本術語和定義極限與配合的基本術語和定義二、尺寸二、尺寸1、基本尺寸、基本尺寸(L，l )：根據(jù)使用要求

3、而設計的尺寸。：根據(jù)使用要求而設計的尺寸。2、實際尺寸、實際尺寸(La，la )：通過測量獲得的某一孔、軸的尺通過測量獲得的某一孔、軸的尺寸。寸。3、極限尺寸、極限尺寸(Lmax , Lmin), (lmax , lmin )：一個孔或軸允許的：一個孔或軸允許的兩個極端尺寸。兩個極端尺寸。4、尺寸偏差、尺寸偏差: 某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。 孔的上偏差孔的上偏差 ES= Lmax L；下偏差下偏差 EI= Lmin L； 軸的上偏差軸的上偏差 es = lmax l； 下偏差下偏差 ei = lmin l； 偏差可是正、負或零。偏差可是正、負或零。一、

4、軸與孔一、軸與孔 基本特征：軸為被包容的面，孔為包容面?；咎卣鳎狠S為被包容的面，孔為包容面。5、尺寸公差：、尺寸公差：允許尺寸的變動量。允許尺寸的變動量。6、零線：表示基本尺寸的一條線，是確定偏差和公差帶、零線：表示基本尺寸的一條線，是確定偏差和公差帶 位置的基準線。位置的基準線。EIESLLLLLLTh minmaxminmaxeiesllTs minmax孔孔軸軸公差是一個沒有符號的絕對值。公差是一個沒有符號的絕對值。7、尺寸公差帶：代表上下偏差的兩條平行直線所限定的、尺寸公差帶：代表上下偏差的兩條平行直線所限定的 區(qū)域。區(qū)域。8、配合：基本尺寸相同的，相互結合的孔和軸公差帶之、配合：基

5、本尺寸相同的，相互結合的孔和軸公差帶之間的關系稱為配合。間的關系稱為配合。 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸之差為正，稱為間隙，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸之差為正，稱為間隙，為負則稱為過盈。為負則稱為過盈。1）間隙配合）間隙配合2）過盈配合）過盈配合3）過渡配合）過渡配合eiESlLX minmaxmax最大間隙最大間隙esEIlLX maxminmin最小間隙最小間隙esEIlLY maxminmax最大過盈最大過盈eiESlLY minmaxmin最小過盈最小過盈eiESlLX minmaxmax最大間隙最大間隙esEIlLY maxminmax最大過盈最大過盈4）配合公差）配合公差：允許間

6、隙或過盈的變動量。允許間隙或過盈的變動量。零線零線孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶XmaxXmin零線零線YmaxYmin零線零線YmaxXmaxTsThlLlLTYXTYYTXXTffff maxminminmaxmaxmaxmaxminminmax過過渡渡配配合合：過過盈盈配配合合：間間隙隙配配合合：第三節(jié)第三節(jié) 極限與配合及其選擇極限與配合及其選擇一、標準公差系列一、標準公差系列1、標準公差：在國標、標準公差：在國標“極限與配合極限與配合”中所規(guī)定的中所規(guī)定的任一公差，它由標準公差等級和基本尺寸所決任一公差，它由標準公差等級和基本尺寸所決定。定。2、標準公差等級：確定尺寸精確程度的等級。

7、、標準公差等級：確定尺寸精確程度的等級。1）標準公差等級用）標準公差等級用IT加數(shù)字加數(shù)字表示，如表示，如IT72）數(shù)字越大，等級越低。）數(shù)字越大，等級越低。3）基本尺寸）基本尺寸5003150mm, 規(guī)定了規(guī)定了18個標準公差等級；個標準公差等級；圖圖 3-9二、基本偏差系列二、基本偏差系列 1、基本偏差：、基本偏差： 在國標中，在國標中，靠近零線的那個偏差?？拷憔€的那個偏差。2、偏差代號：、偏差代號： 孔：孔：A.ZC； 軸：軸：a.zc 基本偏差的數(shù)值基本偏差的數(shù)值 與公差等級無關。與公差等級無關。3、公差帶代號：、公差帶代號： 基本偏差字母和公基本偏差字母和公差等級數(shù)字組成。差等級數(shù)

8、字組成。孔：孔：H7，軸：，軸：h7。4、公差帶的表示：、公差帶的表示：基本尺寸基本尺寸+公差帶代號公差帶代號625, 725fH 軸軸5、極限偏差的確定、極限偏差的確定 1) 查表確定基本偏差查表確定基本偏差2) 根據(jù)基本偏差和公差確定另一個極限偏差根據(jù)基本偏差和公差確定另一個極限偏差 孔孔 ES=EI+IT 或或 EI=ES-IT 軸軸 es=ei+IT 或或 ei=es-IT例例 25H7: 基本偏差基本偏差 EI=0，查表得，查表得: IT7=0.021mm 所以所以 ES=EI+IT7=0.021mm。例例 25f6: 基本偏差查表得基本偏差查表得 es=-0.020mm， 查表得查

9、表得: IT6=0.013mm 所以所以 ei = es-IT6 =-0.020-0.013=-0.033mm公差帶的表示方法：公差帶的表示方法：三、極限制與配合制三、極限制與配合制極限制：經(jīng)標準化的公差與偏差制度。極限制：經(jīng)標準化的公差與偏差制度。配合制：同一極限制的孔和軸組成配合的一種制度。配合制：同一極限制的孔和軸組成配合的一種制度。）（或或孔孔：021. 00725725HH ）（或或軸軸：020. 0033. 0625625 ff 1、基孔制配合：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同、基孔制配合：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。基本偏差的軸

10、的公差帶形成各種配合的一種制度。 規(guī)定：基準孔規(guī)定：基準孔 EI=0，即可用，即可用H表示。表示。2、基軸制配合：、基軸制配合： 基本偏差為一定的軸的公差帶，與不基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。 規(guī)定：基準軸規(guī)定：基準軸 es=0，即可用，即可用h表示。表示。3、配合的表示方法、配合的表示方法基本尺寸基本尺寸+孔、軸公差帶代號按分數(shù)形式組成的配合代號孔、軸公差帶代號按分數(shù)形式組成的配合代號例如，基孔制配合：例如，基孔制配合：67256725fHfH 或或基軸制配合：基軸制配合：67256725hKhK

11、或或例例3-1 確定確定 25K7/h6孔、軸的極限偏差，并計算極限尺孔、軸的極限偏差，并計算極限尺寸，極限間隙、配合公差，并畫出公差帶。寸，極限間隙、配合公差，并畫出公差帶。 解：解：1、由公差等級確定標準偏差、由公差等級確定標準偏差 IT6=13 m， IT7=21 m2、極限偏差的確定（查表、極限偏差的確定（查表3-1，3-3）：）： 孔孔 25K7 ：基本偏差：基本偏差 ES=-2+8=6 m ， 下偏差下偏差 EI=ES-IT7=6-21=-15 m 軸軸 25h6： 基本偏差基本偏差 es=0 ， 下偏差下偏差 ei=es-IT6=0-13=-13 m3、極限尺寸的確定、極限尺寸的

12、確定mmESLL006.25max mmEILL985.24min mmesll25max mmeill987.24min 4、極限間隙或過盈、極限間隙或過盈mmeiESX019. 0max mmesEIY015. 0max 5、配合公差、配合公差mmTTTshf034. 0013. 0021. 0 第三節(jié)第三節(jié) 極限與配合的選擇極限與配合的選擇一、配合制的選擇一、配合制的選擇1、優(yōu)先選用基孔制配合；、優(yōu)先選用基孔制配合；2、依標準件而定；、依標準件而定；3、特殊情況可采用任一、特殊情況可采用任一孔軸公差帶組成的配孔軸公差帶組成的配合。合。二、公差等級的選擇二、公差等級的選擇1、盡量選用較低的

13、公差、盡量選用較低的公差等級等級.2、精度高、尺寸小時采用孔比軸低一級相配合；、精度高、尺寸小時采用孔比軸低一級相配合； (ITIT8，LIT8，L500mm可采用同級配合?？刹捎猛壟浜稀８籼赘籼X輪齒輪軸筒軸筒床頭床頭箱孔箱孔三、配合的選擇：確定滿足使用要求（極限間隙三、配合的選擇：確定滿足使用要求（極限間隙或過盈）的相配孔和軸的公差代號。或過盈）的相配孔和軸的公差代號。1、間隙配合、間隙配合基孔制：軸的基本偏差基孔制：軸的基本偏差 ei=Xmin基軸制：孔的基本偏差基軸制：孔的基本偏差 ES=Xmin 2、過盈配合、過盈配合基孔制：軸的基本偏差基孔制：軸的基本偏差 ei=|Ymin|+T

14、h基軸制：孔的基本偏差基軸制：孔的基本偏差 ES= Ymin - Ts3、過渡配合、過渡配合基孔制：基孔制： ei=Th-Xmax es=-Ymax零線零線YmaxXmin零線零線孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶XminXmin零線零線YminYminTh例例 已知軸孔配合的極限間隙或極限過盈，試分別自擬已知軸孔配合的極限間隙或極限過盈，試分別自擬配合制，并確定孔、軸尺寸的公差等級，選擇適當?shù)呐渑浜现?，并確定孔、軸尺寸的公差等級，選擇適當?shù)呐浜戏N類。配合的基本尺寸合種類。配合的基本尺寸60mm，Ymax=-0.053mm，Xmax=0.023mm。1、擬訂基孔制配合、擬訂基孔制配合Th = T

15、s =Tf /2=0.038mm2、查表孔公差等級、查表孔公差等級IT8 Th =0.046mm 軸的公差等級為軸的公差等級為IT7。 Ts =0.030mm3、確定相配軸的基本偏差代確定相配軸的基本偏差代號：號： es = -Ymax= 0.053 mm ei =Th -Xmax= 0.046-0.023 = 0.023 mm基本偏差為基本偏差為0 .023mm，與它，與它比較接近的是比較接近的是n7（0 .020 ）。）。mmYXTTTshf076. 0053. 0023. 0maxmax 解解：所以孔與軸的配合代號為所以孔與軸的配合代號為配合的最大間隙為配合的最大間隙為0.026mm，最

16、大過盈為，最大過盈為0.053mm。7860nH 一、基本概念一、基本概念1、幾何要素：指零件上的特征部分、幾何要素：指零件上的特征部分點、線、面。點、線、面。實際要素：零件上實際存在的要素。實際要素：零件上實際存在的要素。理想要素：圖樣上具有幾何意義的要素。理想要素：圖樣上具有幾何意義的要素。輪廓要素：構成零件幾何外形的要素。輪廓要素：構成零件幾何外形的要素。中心要素：有輪廓要素取得的圓心、球心，軸線或中心中心要素：有輪廓要素取得的圓心、球心，軸線或中心平面和中心線。平面和中心線。被測要素：圖樣上給出的形狀或位置公差的要素；被測要素：圖樣上給出的形狀或位置公差的要素；基準要素：用來確定被測要

17、素方向或位置的要素?；鶞室兀河脕泶_定被測要素方向或位置的要素。2、形位公差帶、形位公差帶限制實際要素變動的區(qū)域。它具有規(guī)定的形狀、限制實際要素變動的區(qū)域。它具有規(guī)定的形狀、大小、方向和位置。公差帶大小由公差值所決定。大小、方向和位置。公差帶大小由公差值所決定。第四節(jié)第四節(jié) 形狀與位置公差及其選擇形狀與位置公差及其選擇二、公差原則二、公差原則:形位公差與尺寸公差的關系形位公差與尺寸公差的關系1、獨立原則：圖樣上給定的每一個尺寸和形狀、位、獨立原則：圖樣上給定的每一個尺寸和形狀、位置要求均是獨立的，應分別滿足要求的公差原則。置要求均是獨立的，應分別滿足要求的公差原則。2、相關原則：尺寸公差與形位

18、公差有關的原則。、相關原則：尺寸公差與形位公差有關的原則。1）包容要求：實際要素遵守其最大實體邊界，其局）包容要求：實際要素遵守其最大實體邊界，其局部實際尺寸不得超出最小實體尺寸的要求。部實際尺寸不得超出最小實體尺寸的要求。 最大實體尺寸：孔或軸具有的材料裕量為最多時狀最大實體尺寸：孔或軸具有的材料裕量為最多時狀態(tài)下的極限尺寸。態(tài)下的極限尺寸。 最大實體邊界：尺寸為最大實體尺寸的邊界。最大實體邊界：尺寸為最大實體尺寸的邊界。 最小實體尺寸：具有最小實體狀態(tài)的尺寸。最小實體尺寸：具有最小實體狀態(tài)的尺寸。 使用于單一要素，使用于單一要素， 實質(zhì)：是用尺寸公差控制形狀公差。實質(zhì)：是用尺寸公差控制形狀

19、公差。 符號符號2）最大實體要求）最大實體要求： 被測實際要素的實際輪廓應遵守其最大實體實效被測實際要素的實際輪廓應遵守其最大實體實效邊界，當其實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形邊界，當其實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形位誤差值超出在最大實體狀態(tài)下給出的公差值的一種位誤差值超出在最大實體狀態(tài)下給出的公差值的一種要求。要求。 最大實體實效狀態(tài)：在給定長度上，實際要素處于最最大實體實效狀態(tài)：在給定長度上，實際要素處于最大實體狀態(tài)且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出大實體狀態(tài)且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)。公差值時的綜合極限狀態(tài)。 最大實體實效尺寸：最大實體實效狀態(tài)

20、下的體外作用最大實體實效尺寸：最大實體實效狀態(tài)下的體外作用尺寸，即外表面尺寸，即外表面dMV=dM+t，內(nèi)表面，內(nèi)表面 DMV=DM+t。 最大實體實效邊界：尺寸為最大實體實效尺寸的邊界。最大實體實效邊界：尺寸為最大實體實效尺寸的邊界。 符號：應用于被測要素時；應用于基準要素時。符號：應用于被測要素時；應用于基準要素時。 實質(zhì)：被測實際要素偏離實最大實體狀態(tài)時，形位公實質(zhì)：被測實際要素偏離實最大實體狀態(tài)時，形位公差可以獲得補償，補償量的大小視具體情況而定。差可以獲得補償，補償量的大小視具體情況而定。三、形位公差值的選擇三、形位公差值的選擇 除圓度和圓柱度的形位公差有除圓度和圓柱度的形位公差有1

21、3級以外，其級以外，其余形位公差值分為余形位公差值分為12級。級。1、應考慮各項幾何參數(shù)之間的關系、應考慮各項幾何參數(shù)之間的關系1）同一要素上給出的形狀公差值應小于位置公差）同一要素上給出的形狀公差值應小于位置公差值；值；2）圓柱形零件的形狀公差值應小于其尺寸公差值。）圓柱形零件的形狀公差值應小于其尺寸公差值。比如，比如， ；3）平行度公差值應小于其相應的距離公差值。）平行度公差值應小于其相應的距離公差值。2、應考慮零件的結構特點和工藝性。、應考慮零件的結構特點和工藝性。 第五節(jié)第五節(jié) 表面粗糙度及其選擇表面粗糙度及其選擇一、基本術語一、基本術語1、取樣長度、取樣長度l : 用于判別具有表面粗

22、糙度特征的一段基用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度稱為取樣長度。準線長度稱為取樣長度。2、評定長度、評定長度 ln:評定輪廓表面粗糙度所必須的一段長度評定輪廓表面粗糙度所必須的一段長度成為評定長度。成為評定長度。3、輪廓中線、輪廓中線m：用于評定或測量表面粗糙度參數(shù)值的：用于評定或測量表面粗糙度參數(shù)值的基準線?；鶞示€。1）輪廓最小二乘中線）輪廓最小二乘中線 是指具有幾何輪廓形狀并劃分輪是指具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的線，且在取樣長度內(nèi)使輪廓線上各點輪廓偏距的廓的線，且在取樣長度內(nèi)使輪廓線上各點輪廓偏距的平方和為最小的基準線。平方和為最小的基準線。nnFFFFFF2421231. 2）輪

23、廓算術平均中線）輪廓算術平均中線 是指具有幾何形狀，在取樣長度是指具有幾何形狀，在取樣長度 內(nèi)與輪廓走向一致，并劃分輪廓使上下兩邊的面積相等內(nèi)與輪廓走向一致，并劃分輪廓使上下兩邊的面積相等的基準線。的基準線。ll二、評定參數(shù)及其數(shù)值二、評定參數(shù)及其數(shù)值高度參數(shù)（高度參數(shù)（Ra、Rz、Ry）；）； 間距參數(shù)（間距參數(shù)（Sm、S）形狀參數(shù)（形狀參數(shù)（tp）。）。1、輪廓算術平均偏差、輪廓算術平均偏差Ra2、微觀不平十點高度、微觀不平十點高度Rz3、輪廓最大高度、輪廓最大高度Ry niiliayndxylR101155151 iviipizyyRmpyRRR lyyl4、輪廓微觀不平度的平均間距、輪

24、廓微觀不平度的平均間距5、輪廓的單峰平均間距、輪廓的單峰平均間距S nimimSnS11 niiSnS116、輪廓支承長度率、輪廓支承長度率lbbbtnp .21四、表面粗糙度的選擇四、表面粗糙度的選擇1、評定參數(shù)的選用：（用類比方法確定）、評定參數(shù)的選用：（用類比方法確定）1）高度參數(shù)優(yōu)先選用）高度參數(shù)優(yōu)先選用Ra，表面很粗糙時可選用，表面很粗糙時可選用Ry 。2）間距參數(shù)的選用）間距參數(shù)的選用S、Sm ：零件表面具有抗蝕性、：零件表面具有抗蝕性、抗振性、液體摩擦阻力要求時選用?？拐裥浴⒁后w摩擦阻力要求時選用。3）形狀參數(shù)）形狀參數(shù)tp的選用：零件表面有耐磨性、接觸剛的選用：零件表面有耐磨性、接觸剛度、強度要求時選用。度、強度要求時選用。2、表面粗糙度的選擇原則、表面粗糙度的選擇原則1）同一零件上，工作表面的粗糙度大于非工作表面的）同一零件上，工作表面的粗糙度大于非工作表面的粗糙度參數(shù)值；粗糙度參數(shù)值；2）表面摩擦系數(shù)小的粗糙度參數(shù)值要?。唬┍砻婺Σ料禂?shù)小的粗糙度參數(shù)值要??；3）最易產(chǎn)生應力集中的表面，粗糙度參數(shù)值要小；）最易產(chǎn)生應力集中的表面