冷冲压加工工艺简介

冷冲压加工工艺知识简介 格力电器股份有限公司 工艺部 2005.5.16 第一部分 冷冲压加工工艺简介 一、 冷冲压工艺概述 二、冷冲压工艺原理 三 、 冷冲压模具结构 四、 冲压件的工艺性 一、 冷冲压工艺概述 1、冷冲压加工特点： 2、冷冲压加工的分类： 3、冲压工艺的现状和发展方向： 1、冷冲压加工特点： 1） 冷冲压加工是一种少切削或无切削的加工工艺方法 ， 利 用压力机和装在压力机上的模具 ， 通过压力使被加工材料 在冲模内加工成所需要的具有一定形状和尺寸精度的毛胚 或制件 ， 2） 冷冲压加工所针对的材料可以是金属 、 也可以是非金属 ， 可以是板材 ， 也可以是条料 、 棒料 、 块料和型材 。 3） 冷冲压加工是许多加工方法中最重要的加工方法之一 ， 其在实际加工作业量中也是最大的几种之一 。 4|） 就其加工件 ， 从身边的家用品到生产用的机械 ， 可以说 到处都有 ， 冲压加工技术象所有的加工技术一样 ， 有非常 强的实践性 ， 它是在总结以往生产中的创造性研究和试行 中失败与成功的经验基础上产生的 ， 并在长年实践中不断 地改进和提炼成为现代的冲压技术 。 冲压加工工艺与其他加工工艺方法相比 的优越性 a、 生产效率高 ， 在冷冲压工艺中 ， 压力机的一次行程可完 成一道工序 ， 而压力机的行程次数是每分钟几次或几百 次 ， 所以在最短的时间内完成一道工序的工作 。 b、 材料利用率高 ， 冷冲压加工能以较少的废料 ， 而得到强 度大 、 刚性好 ， 重量轻的机械零件 。 c、 同一产品的形状和尺寸一致性好：用模具冲压加工如同 复制 ， 使零件的形状和尺寸非常接近模具工作部分 ， 使 零件的具有良好互换性 。 d、 冷冲压操作简单 ， 操作人员技能要求低 （ 简单的普通冲 压 ） ， 以简单操作技术 ， 可获得复杂产品零件 。 e、 冷冲压便于实现机械化和自动化生产 。 冲压加工零件 单机成线 多机连线 数控冲压站 多工位级进模 2、冷冲压加工的分类： a、 按冷冲压性质分： 冲裁 使材料产生分离变形 （ 包括普通冲裁和精密冲 裁 ） 。 又可分冲孔和落料 变形冲压 使材料产生塑性变形的冲压加工 。 又分可：弯形 、 拉深 、 翻孔 、 翻边 、 压印等 b、 按工序数量分： 简单 、 单工序冲压 在一个冲压行程中只完成一个冲 压工序内容 。 复杂冲压 在一个冲压行程中完成二个或二个以上不 同冲压工序的冲压加工 。 连续冲压 在压力机的连续行程中 ， 连续完成二个或 二个以上不同冲压工序内容 。 3、 冲压工艺现状和发展方向： 冷冲压多项优越性 ， 主要是依靠装在压力机上的 冲模来实现 。 冷冲压模具是冷冲压必不可少的工 艺装备 ， 它是保证冷冲压加工实现优质 、 高效 、 低消耗的关键 。 以目前冲压工艺水平和模具制造技术所能达到工 艺水准，对冷冲压零件冲裁料厚 30mm，拉深料 厚 20mm，冲压件的尺寸精度， IT9 13（普通）， IT7 9（精密冲压）， 模具制造精度 现状和发展方向 模具发展方向：结构上多工位连续模，高 精度、长寿命，结构件标准化，在使用上 朝只备件、无备模方向，在模具加工手段 上广泛采用 CAD， CAE， CAM，由平面向 立体三维加工发展。所用冲压设备方面： 高速冲床、多功能冲压中心。 模具制造现状 模具制造精度：尺寸精度 （ 外表面 ） 3m， （ 内 表面 ） 5m 定位精度： （ 外表面 ） 5mm ； （ 内表面 ） 100万 次；进口模具钢 800万次 钢结硬制合金： （ 国产 ） 1000万次；进口 8000 万次 二、冲压原理： 1、冲裁机理： 2、 弯曲原理 ： 3、 拉深原理 4、 冷挤压 原理 1、冲裁 1 1冲裁变形的特点： 冲裁由凸模和凹模完成 ， 凸模和凹模 组成一组刀口 ， 把材料压在中间 ， 凸模 逐步靠近凹模 ， 使材料受拉压力 ， 最终 材料分离 。 整个过程可分为三个阶段 。 弹性变形阶段： 由于凸模施力的作用 ， 材料的应力状况处于 弹性阶段 s达到塑 性变形点（屈服点 s），这时凸模挤入 材料，同时材料也挤 入凹模，此时卸载， 材料的变形并不消失。 剪裂阶段： 继续施力 ， 在靠近凹模 刀口处材料所受应力首 先达到并超过强度极限 b到达 ， 同时由于尖 点处的应力集中 ， 使凹 模刀口处材料发生裂纹 。 裂缝扩展与重合 随着凸模继续挤入凸 模刀口处材料应力随 之达到并超过 b 最终 到达抗剪强度 ， 当凸 模 、 凹模间隙 Z/2合适 时 ， 凸 、 凹模刀口处 出现的裂缝扩展重合 而使材料分离成零件 与废料 。 冲裁零件端面构成部分 冲裁所得的零件表面（端 面）有几部分构成，微园 角部分（塌角）、光亮带 部分（挤压带）、断裂部 分（断裂带或粗糙带）。 冲裁的力学原理 使材料受拉压力的弹 性阶段；变形发生的 塑性阶段；最终材料 分离剪裂强度阶段 。 整个过程可分为三个 阶段 。 1.2 间隙 冲裁凸模的横断面 ， 一般都小于凹模孔 ， 凸模和 凹模间有适当的空隙 ， 即间隙 。 间隙值的大小直接影响冲裁表面质量状况 。 选择适当的间隙可以使凸模 ， 凹模刀口处产生的 上下裂纹正好重合 ， 获得良好切口断面的零件 。 间隙过小或过大裂纹都不能正好重合 ， 间隙过 小时产生由上下裂纹保卫的部分 ， 即在刀口处产 生二次剪切面 （ 挤压 ） 间隙过大 ， 断裂面倾斜度 变大 。 不同间隙值与冲裁表面关系 间隙对冲裁力和卸料力的影响 间隙对冲裁力和卸料力有明显影响，特别 是卸料力的影响更大，有试验表明随着间 隙值的增加，冲裁力和卸料力明显减小， 但增至一定值则基本趋于一个稳定值。 间隙与冲裁件的尺寸精度的影响， 间隙与冲裁件的尺寸精度 也是有影响 ， 由于冲裁加 工时凸模 、 凹模的弹性变 形 ， 加工中材料的弯曲和 轴向力引起的变形及回弹 等原因 ， 冲裁件的尺寸不 一定与规定的模具尺寸一 致 ， 随着间隙和被加工材 料等加工条件而发生变化 。 间隙值t % 间隙大小对模具寿命的影响 间隙大小对模具的使用寿命影响很大 ， 由 于间隙直接影响冲裁力的大小和冲裁件的 尺寸 ， 使得凸模 、 凹模的受力大小发生变 化 ， 应力大小和方向产生复杂化 ， 导致侧 向交变应力等诸多不正常应力产生 。 冲裁 件尺寸的变化导致凸模 、 凹模磨损状况的 发生和变化 ， 一般情况间隙加大 ， 模具的 寿命明显延长 。 1.3模具工作刀口尺寸的确定： 凸 、 凹模刀口部分计算方 法与尺寸分类有关 ， 其主 要考虑工作刀口在实际工 作中磨损走向而早晨的产 品零件尺寸变化趋势 ， 兼 顾模具的使用寿命和制造 工艺 。 为此大体可分为三类： A 外形尺寸； B内形尺寸； C 中心距尺寸 . 模具尺寸的影响因素 1.3.2外形尺寸 其尺寸变化趋势是随着模具磨损 ， 零件尺寸变 大 ， 所以模具尺寸在强度设计上常将产品尺寸 取下差作为其设计基点 1.3.3内形尺寸 其尺寸变化趋势是随着模具磨损 ， 零件尺寸变 小 ， 所以模具尺寸在给定设计上常将产品尺寸 取下差作为其设计基点 。 1.3.4中心距尺寸： 其尺寸变化趋势是随着模具磨损 ， 零件尺寸基 本不变 ， 所以模具尺寸在给定设计上常将产品 尺寸取中差作为其设计基点 。 2、 弯曲 ： 2.1弯曲变形的特点： 弯曲是冲压工序的一种，它利用压力使材 料产生塑性变形，从而被弯成有一定角度， 一定曲率的形状，弯曲工作可利用模具在 普通压力机上进行，也可在其他专用设备 上进行。 弯曲的形式 最简单的 V形件弯曲过程如下： 在弯曲的开始阶段 ， 毛胚自由弯曲 ， 凸模下压毛胚的直边与凹模工作 表面 靠拢 。 凸模继续下压到一定位置毛胚因变形 与凸模三点接触，此后弯曲区继续缩 小，半成形弯曲件的两边反弹向凸模， 又被凸模向外撑开，逐步贴向凹模工 作表面。在此阶段形成三个变形区， 其变形的回弹大小最终决定于三个变 形区弯曲角度的回弹方向和大小。在 凸模的行程终了，由凸模、凹模对毛 胚进行校正，使弯曲件的园角、直边 与凸模、凹模全部紧贴，但此校正功 效最终取决于三个变形区的回弹结果。 变形区应力形式 如果在毛胚的端面画上正 方形网格，然后弯曲，则 可以看到弯形区的网格形 状发生了明显的变化。 进一步分析变形区网格变 形又可发现沿 o o线内侧 网格是受到压缩，外侧受 到拉伸，而在压缩的内侧 和拉伸的外侧必然有一条 线是处于保持长度不变的， 即中性层，其位置不一定 在材料中线上。 材料弯曲带变形应力和结果 由于材料弯曲的应力性质 不同和受应力作用，从而 产生了材料弯曲带横剖面 的畸变，此变化对于窄板 b1/2(do-d)。 在拉深中材料的应力分布 在拉深中，凸缘部分材料 是小单元面积由扇形变为 矩形，其过程可以想象为 扇形毛胚被拉着通过一个 楔形槽，在切线方向被压 缩，半径方向被拉长，其 应力状态为切向受压应力 3达到作用，径向受拉应 1的作用。 凸缘材料受压应力作用， 一旦失去稳定，就会拱弯 曲，其情况与压杆受压失 稳相似，凸缘失稳拱起形 成的波纹折皱，叫起皱。 3.2拉深件的展开计算原理 拉深件的展开计算是 依据拉深过程中假设 材料厚度不改变，拉 深前后体积不变，厚 度不边，从而面积不 边的原理，进行推导 出毛胚展开尺寸。 拉深出工件的顶端不整齐 由于板材的各向异性， 厚度不均匀以及定位 不准或拉深间隙不均 匀等原因，通常拉深 出工件的顶端是不整 齐，须在拉深后进行 修边，因此在毛胚尺 寸计算时也应考评率 这一部分修边量。 3.3拉深工艺 拉深件材料的变形程度， 即拉深件高度与材料的 性质和厚度、工件的大 小和形状、模具的结构 尺寸参数、间隙、拉深 速度、润滑及模工作部 位的光洁度等诸多原因 有关，往往无法一次拉 深完成工件的形状要求， 需通过多次拉深方可完 成，且每次拉深均比后 一工序拉深多 5%的面积。 4冷挤压 当中空的筒形件高径比大于 3倍关系时，若以采用拉深 方法即必须经多道工序方可 完成，这样一来势必造成冲 压成本上升、效率低、工艺 复杂化，但是若采用冷挤压 工艺，则可一次完成，并可 获得大的高径比零件。冷挤 压是将材料置于模具形腔中， 在凸、凹模的压力作用下， 材料处于静压力的状态下， 表现出一定的超塑性能，材 料塑性变形性能增加，材料 在凸模的压力下、沿间隙挤 出形成筒形件。 冷挤压工艺按金属流 向与凸模运动方向可 分为，同向为正挤压， 反向为负挤压和双向 流的正反挤压。 三、冷冲压模具结构 1冲裁模具： 冲裁模具主要有连接部件，冲裁工作刀 口部件，导向定位部件，脱料部件和辅助 部件等组件。 模具的零部件 连接部件：有上、下模板、正板、垫块和 模柄等零件组成。 冲裁工作刀口部件：有凸模、凹模、废 料刀口和等工作刀口零件。 导向定位件：有导柱、导套、定位板、定 位销、导板导向性零件。 脱料类零件：卸料板、顶件板、弹簧。 辅助零部件：有螺钉、销钉、限位块。 模具的类型 1.1单工序模具： 单工序模具是在压力机一次行程中在一工位上完 成一道或更多工序内容的冲模。材料随压力机行 程逐次送进到工位。 2多工序模具 (复合模、连续模 )： 完成两个或更多工序内容的模具，材料随压力机 行程逐次送进一工位，从而使冲件逐步成形，或 在机床一行程中完成多个工序 级进模 1.3精密冲裁模具： 精密冲裁 精密冲裁是光洁冲裁的一种，它利用有带 齿轮圈压料板约束材料而产生静压力延迟 裂纹产生，使冲压件整个断面全部或基本 全部光洁。 2弯曲模具 弯曲模具的基本结构见图示，零件各功 能与冲裁类形模具大体相同，最大的不 同在于间隙值的大小和回弹措施选择， 弯曲模的间隙值一般按材料厚度 Z/2=t选 择，同时并依据零件的结构要求进行适 当调整。 对于弯曲件回弹的克服有多种方法，其 常用的有如图所列出的。 弯形模 3、拉深类模具： 拉深类模具依据拉深 工艺要求可分为正拉 深和反拉深。 四冲压件的工艺性 1、 1 冲裁件的结构工艺性 （ 1） 冲裁件的形状应能符合材料合理排样 ， 减少废料 。 （ 2） 冲裁件的各直线和曲线的连接处 ， 应有适当的圆角 ， 只有其 结构适于采用少切削 ， 无废料排样时或拼装模具结构时不要圆 角 。 （ 3） 冲裁件的凸出或凹入部分宽度不宜太小 ， 并应避免过长的悬 臂与狭槽 。 （ 4） 冲孔时 ， 由于受到凸模强度的限制 ， 孔的尺寸不宜太小 d2t。 （ 5） 孔与孔间的距离或孔与边缘的距离 ， 由于受模具强度的限制 ， 其值也不宜过小 ， 一般大于 2.5t， 并不得小于 3 4mm。 （ 6） 在弯形件或拉深件上冲孔时 ， 其孔壁与零件直壁间的距离不 能过小 ， 尽可能不进入圆角区 。 1. 2 冲裁件的精度和毛刺 （ 1） 精度 冲裁精度一般可分为精密级和经济级 ， 精密级是冲压工艺 技术上所允许能达到精度 ， 但其经济性差 ， 而经济级精度 是以较经济的手段达到的精度 。 经济级一般以 IT10以上 ， 精度级 IT10以下 。 （ 2） 毛刺 由于冲裁工艺的特性 ， 普通冲裁是不可避免毛刺的存在 ， 毛刺的大小除了冲裁间隙影响外 ， 还与所冲裁的材料有关 ， 而一般强度越高 b大 ， 毛刺相对要小 ， 过高的毛刺要求一 方面增加成本 ， 另一方面极大缩短模具的使用寿命 。 以我公司产品经济性角度，一般控制在 0.15左右为宜。 2弯曲件的工艺性： 1. 1弯曲件的结构工艺性 （ 1） 弯曲件的圆角半径不宜小于最小半径 ， 但也不应过大 ， 否则会因回弹的影响 ， 弯曲角度和圆角都无法保证 ， 另外 ， 当弯曲线与材料轧制纹平行时 ， 易产生裂纹 。 （ 2） 弯曲件的弯边长度不宜过小 ， 否则在模具上的支撑过 小无法得到确定的形状 。 （ 3） 弯曲线不应在位于零件宽度突变处 ， 以免撕裂 ， 如必 须在宽度处弯曲 ， 则应先冲工艺孔或槽 。 （ 4） 孔 、 槽应尽可能不在弯曲范围内 ， 否则在弯曲形时 ， 孔 、 槽将会变形 。 （ 5） 对称的弯曲件 ， 左右弯曲半径应一致 ， 否则弯曲过程 受力将不平衡 ， 零件易产生滑动 。 切舌和弯曲同时进行时，舌应有一斜度，以便脱模。 2.2 弯曲件的精度： 弯曲件的精度与很多因素有关 ， 材料的机 械性能 、 厚度 、 模具结构和模具精度 ， 工 序的多少和工序的次序以及弯曲件本身的 结构性质和尺寸 ， 精度一般在 IT11 IT17 之间分出精密级与经济级 。 3拉深件、成形件的工艺性。 1. 1结构工艺性： （ 1） 拉深件侧壁与底面或凸缘连接处圆角 R1、 R2应尽可能 放大 ， 尤其是凸缘处圆角 ， 放大这些圆角半径 ， 能够减少 拉深次数 ， 或使零件容易拉深成形 。 （ 2） 矩形拉深件四周的圆角也应放大 ， 过小的圆角在较深 拉深时以致无法完成拉深件 。 （ 3） 除非在结构上有特殊要求 ， 必须尽量避免 ， 异常复杂 非对称形状的拉深件对于半敞开的空心件 ， 应考虑设计成 对的拉深件 ， 然后剖切开比较有利 。 应尽可能避免曲面空心零件的尖底形状，尤其是高度大时， 其工艺性差 3.2拉深件成形件的精度 由于拉深件的形状和尺寸获得 ， 除决定于 模具的形状和尺寸精度外 ， 也与模具的安 装和调整 ， 工序的先后顺序等有关 ， 所以 其精度情况大致与弯曲件相似 。 第二部分 常用金属材料知识 一、金属材料概述 ： 二、模具用材料： 三、产品零件用材料： 一 金属材料概述 ： 日常生产所用金属材料可分为黑色金属和有色金 属 。 有色金属 除黑色金属以外的所有金属及其合 金 。 黑色金属 铁和以铁为基的合金 （ 钢 、 铸铁和 铁合金 ） 。 目前应用最广的是黑色金属，以铁为基材的合金 材料占整个结构材料和工具材料的 90%以上。 随铁及铁中含碳量不同将铁合金可分为三类： 工业纯铁 (C0.0218%C) 亚共析钢 0.0218% C0.77% 钢 （ 0.0218% C2.11） 共析钢 C 0.77% 过共析钢 0.77% C2.11% 亚共晶白口铸铁 2.11C 4.3% 白口铸铁 （ 0.0218% C 6.69%） 共晶白口铸铁 C=4.3% 过共晶铸铁 4.3 C6.69% 根据含碳量及含有合金元素钢的分类 按是否含有合金元素分：合金钢和碳钢 低碳钢 按钢的含碳量分 中碳钢 高碳钢 普通碳素钢 按钢的质量分 优质碳素钢 高级优质碳素钢 合金结构钢 结构钢 碳素结构钢 按用途 碳素 工具钢 合金 国产钢牌号的编制原则： 1）、碳素钢 ： 普通碳素钢 ：以字母 Q加钢材的屈服极限值及质量等级或 冶炼方法简称代号表示钢号； 如 Q235-AF：表示屈服极 限值 235N/mm2、 A级质量等级 、 沸腾钢 。 优质碳素结构钢：钢号用阿拉伯数字表示 ， 用两位数字表 示钢中含碳量 （ 以万分之几计 ） ， 字数后面加质量等级或 用途或冶炼方法简称代号 。 如：结构钢号中碳含量万 分之二十碳的沸腾钢 。 碳素工具钢： 钢号用 “ T”和阿拉伯数字表示 ， 含碳量以千 分之几数表示 。 如 T8A：钢中碳含量千分之八 ， “ A”表示 含杂质较少的高级优质钢 。 2）、合金钢 合金结构钢： 前面两位数字表示钢中含碳量 （ 以万分之 几计 ） ， 数字后面加化学元素符号表示含主要合金元素的 含量 。 如 38CrMOALA：合金结构钢号中碳含量万分之三 十八 、 含合金元素铬 、 钼 、 铝 ， “ A”表示含杂质较少的高 级优质钢 。 合金工具钢： 一般不标出含碳量数字 ， 若平均含碳量小 于 1%时可用一位数字表示含碳量 （ 含碳量以千分之几 计 ） ， 平均合金含量小于 1.5%不标出含量 , 平均合金含量 为 1.5%2.49%,2.5%3.49% 。 相应的写成 2 ， 3 。 二、模具用材料： 模具用钢依据成分 ， 性能和用途不同可分为： 按合金元素含量不同分为碳素工具 、 低合金模具钢 、 中合金模具钢和高合金模具钢 。 按用途又可分为：冷作模具钢 、 热作模具钢 、 塑胶模 具钢 按性能分：耐磨韧性钢 、 微变形钢 、 高温模具钢 、 耐 蚀镜面钢 、 高速切削用钢 。 常用的冷作模具用钢主要有： T7A、 T8A 、 T10A 、 CrWMn、 9Mn2V、 Cr12MoV、 W6Mo5Cr4V2和 YG20等 等 。 塑料模具用钢有： 45、 40Cr、 T7A、 T8A、 CrWMn、 9Mn2V、 3Cr2Mo、 3Cr2NiMo和 4Cr13等等 。 三、产品零件用材料： 按产品结构性能方面 ， 以强度和刚度要求最为突出 ， 在选 材上主要以碳素结构钢为主要用材范围 ， 由于产品的刚度 要求和成形关系密切 、 产品形状变化大 ， 将对材料的成形 性能提出更高的要求 ， 目前公司常用钢号有： Q235A、 Q215A、 Q195A、 08F、 08Al。 另外 、 由于对材料的防蚀 性能要求 ， 故在上述性能牌号基础上增加了防蚀方法的牌 号 ， 如热镀锌 、 电镀锌 、 光整锌和合金化板 ， 其中合金化 板 、 电镀锌板是只作为生产中临时性防蚀用板 ， 不可做最 终防蚀功能板 ， 必须进行涂装处理 ， 而光整锌板则即可作 最终防蚀性用械反也可做涂装要求用材 ， 热镀锌板一般用 作最终无需涂装的场合 。 不锈钢 在一些特殊要求防蚀性能场合 ， 常用材料涂装处 理无法满足时 ， 则应考虑选用不锈钢类材料 。 常 用不锈钢类材料分两类：铬不锈钢 （ 1Cr13、 2Cr13 、 3Cr13 、 4Cr13 ） 和 铬 镍 不 锈 钢 （ 1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti、 0Cr18Ni9） 不锈钢的特性 铬不锈钢： （ 3Cr13、 4Cr13） 可淬火至较高硬度 （ HRC50） 适合于医疗工具 、 量具 、 弹性件 。 铬镍不锈钢： 呈现非磁性 ， 淬火后为单相奥氏体 ， 硬度比退火还低 。 ， 适合于在腐蚀性介质中使用 的容器 。 热镀锌材料 电镀锌材料 第三部分 公差与配合 一、尺寸公差： 二、形位公差： 一、尺寸公差： 1、定义 其本尺寸：设计给予定的尺寸 。 实际尺寸：通过测量所得的尺寸 。 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值 ， 它以基 本尺寸为基数来确定 。 尺寸偏差：某一尺寸减基本尺寸所得的代数差 。 尺寸公差：允许尺寸的变动量 。 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。 公差带 公差带名称定义 公差带定义 标准公差：标准表中列出，用以确定公差 带大小的任一公差。 公差等级：确定尺寸精度程度的等级。 基本偏差：标准表中列出，用以确定公差 带相对位置的上偏差或下偏差，一般为靠 近零线的那个偏差。 配合性质定义 间隙或过去时盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺 寸所得的代数差此差值为正时是间隙，为负时是 过盈。 配合：基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差 带之间的关系。 间隙配合：具有间隙（包括最小间隙等于零）的 配合。 过盈配合：具有过盈（包括最小过盈等于零）的 配合。 过渡配合：可能具有间隙和过盈的配合。 公差带与配合性质的关系（间隙与 过盈 ) 公差带与配合性质的关系（过渡 ) 孔、轴配合的基制 基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与 不同基本偏差的轴的公差带形成的各种配 合的一种制度。标准规定的基准孔，其下 偏差为零。 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与 不同基本偏差的孔的公差带形成的各种配 合的一种制度。标准规定的基准轴，其上 偏差为零。 作用尺寸 孔和轴的作用尺寸：在配合面的全长上， 与实际孔内接的最大理想轴尺寸，称为孔 的作用尺寸：与实际轴外接的最大理想孔 尺寸，称为轴的作用尺寸 直线度误差的作用尺寸 椭圆度误差的作用尺寸 圆柱度误差的作用尺寸 2配合制度 标准规定有基孔制和基轴制，在一般情况下，优 先采用基孔制，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，分母为轴，如： H8/f7 在精度的选定上，在一般情况下孔的精度等级要 低于轴的精度等级。 标准配合分类有三类：即间隙配合，过渡配合和 过盈配合，属于那一种配合取决于孔，轴公差带 的相互关系。 3、 尺寸链 定义： 按一定的顺序连接成封闭形式，并相互联系的尺寸系统叫 尺寸链。组成尺寸链的每个尺寸均称为尺寸链的环。 尺寸链可分零件尺寸链与装配尺寸链。 若尺寸链中所有尺寸都在同一零件上，这种尺寸链称为零 件尺寸链；若这些尺寸不在同一零件上，则称为装配尺寸 链。 零件尺寸链表示一个零件上表面或轴线间的尺寸联系；装 配尺寸链则表示一个装配单元中几个零件、部件之间的尺 寸联系。 装配尺寸链中的封闭环 在每一个尺寸链中，都有一个特殊环，而且也只 有一个特殊环，它的实际尺寸是受其他尺寸所支 配的，这个环叫做封闭环，常用字母表示。在装 配尺寸链中，封闭环很容易确定。装配过程中最 后形成的一环，即为封闭环。在零件尺寸链中， 封闭环必须在加工顺序确定后才能判断。加工顺 序改变，封闭环也随之改变，按加工顺序，最后 得到的一环，即为封闭环。 除去封闭环以外的各环都叫做组成环。在一个尺 寸链中，组成环可能有很多个，属于同一尺寸链 的组成环用同一字母表示。 尺寸链图形 装配尺寸链中的组成环 在尺寸链的组成环中又可分为增环和减环 两种。当某个能组成环的尺寸增大时，封 闭环的尺寸随之增大，这样的组成环称为 增环；若某个组成环的尺寸增大时，封闭 环的尺寸反而减小，这样的组成环则称为 减环。 各组成环极限尺寸 所有尺寸链的计算，可分为两种，即计算封闭环 尺寸和组成环尺寸。 若已知各组成环极限尺寸，求封闭环的环极限尺 寸，称之为正计算；若已知封闭环的极限尺寸和 各组成环公称尺寸，求各组成环极限尺寸，称之 为反计算；若已知封闭环的极限尺寸和各组成环 极限尺寸，求一个组成环极限尺寸，称之为中间 计算； 解尺寸连的原则 解尺寸连的方法很多，但常用的是极限法： 用极限法计算尺寸链，是从各环的最大与最小极限尺寸出发的。封闭 环的公称尺寸，等于所有增环公称尺寸之和，减去所有减环公称尺寸 之和。 当所有增环皆为最大极限尺寸，减环皆为最小极限尺寸时，封闭环必 为最大极限尺寸。 当所有增环皆为最小极限尺寸，减环皆为最大极限尺寸时，封闭环必 为最小极限尺寸。 极限偏差间的关系： 封闭环的上偏差：等于所有增环上偏差之和，减去所有减环下偏差之 和。 封闭环的下偏差：等于所有增环下偏差之和，减去所有减环上偏差之 和。 封闭环的公差：等于所有组成环的公差之和。 尺寸量的计算 在进行反计算时，已知封闭环的公称尺 寸及极限偏差，和组成环的公称尺寸， 计算各组成环的极限偏差，为了确定各 个未知数的大小，可以采用两种方法， 即等公差法和等精度法。 公差法和等精度法。 等公差法：这种方法系先假定各组成环的尺寸公 差相等，在满足公式（封闭环的公差：等于所有 组成环的公差之和）的条件下，求出各组成环的 平均公差，然后按照各环尺寸的大小及加工的难 易程度加以调整。 等精度法：此法系先假定各组成环尺寸按同一精 度级制造成，由此求出平均公差单位数，然后确 定各组成环的尺寸公差，最后调整个别组成环的 尺寸公差。 在工艺计算尺寸中用的最多的是中间计算：已知 封闭环和其他组成环的公称尺寸及极限偏差，计 算一个组成环的公称尺寸及极限偏差。 二形位公差 零件质量精度的高低除由尺寸精度衡量外 还有形状精度和位置精度。 形状精度用形状公差表示，它是零件构成 要素（点、线、面）对实际形状与理想形 状的允许变动量。 位置精度用位置公差表示，它是零件构成 要素（点、线、面）对实际位置与理想位 置的允许变动量。 形位公差和位置公差项目的分类 形位公差包括的项目有：直线度、平面度、圆度、圆 柱度、线轮廓度和面轮廓度等。 位置公差包括的项目有：定向公差（平行度、垂直度、 倾斜度），定位公差（同轴度、对称度、位置度）和 跳动（圆跳动、全跳动）。 在形位公差标注时，当形位公差带为圆或圆柱时；应 在公差数值前加注符号“ ”或“ R”。 当形位公差带为 圆球时；应在公差数值前加注符号“球 ”或“球 R”。， 对形位公差有附加要求时，则应在相应的公差数值后 加注附加要求符号。 2、形位公差的相关性 形位公差与尺寸公差是两类不同性质的公差， 但是在一定条件下可以相互影响、互相 补偿。 形位公差的相关性定义 独立公差：其公差值即为图纸上给定的数 值，与零件有关表面的实际尺寸无关。 独立性相关公差：其公差值不仅与图纸上 给定的数值有关，而且与零件有关表面的 实际尺寸有关。 最大实体状态：其代表被测要素是在材料 最多的状态条件。 形位公差相关性作用原理 当形位公差为相关公差时，即使误差超过了给定值，但没 有达到一定数值，仍是可保证其装配性。其原因在于相关 的形位公差值是从最不利于装备的条件下给定的。即在最 大实体条件下给定，并考虑零件的可装备性。 相关公差的补偿值为零件有关表面的尺寸公差值，其补偿 量一般为尺寸公差值。 相关公差通常用在无严格要求的非运动部件、静止配合部 件部位上，且相关公差的检验一般是用综合量规检查的， 独立公差通常用在直接影响产品性能和使用要求的运动部 位、配合部件的部位上，否则会影响到装配和工作间隙或 过盈的均匀性及运动精度。 3、形位公差相关时标识要求： 当形位公差为最大实体状态下的相关公差 时，应加注最大实体状态符号“ M ”。 理论尺寸加方框的数字；表示该尺寸不附 加公差用以确定形位公差的理想形状和理 想位置 形位公差的相关性标注举例说明 形位公差的相关性标注举例说明