企业培训教程之公差与配合.ppt

培训内容 1 公差与配合2 形状与位置公差3 表面粗糙度4 螺纹公差 几个基本概念 误差 是实际状况和理想状况的差别1 误差是普遍存在的 不可消除的2 误差过大影响互换性公差 为了不影响互换性而规定的误差范围换言之 公差是允许的最大误差互换性 规格相同的零部件任取其一 不需挑选和修配就装配并能满足使用要求 有关尺寸的术语定义 尺寸 用特定单位表示长度值的数字 基本尺寸 设计给定的尺寸 实际尺寸 测得的尺寸 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限 尺寸偏差和公差的术语及定义 尺寸偏差 某一尺寸减去基本尺寸的代数差 尺寸公差 允许尺寸的变化量 有关尺寸的术语定义 计算题 求轴 50mm的最大 最小极限尺寸及公差 知识点1 如何正确理解基本尺寸 实际尺寸 作用尺寸 极限尺寸 基本尺寸 指由设计给定的尺寸 设计时可根据零件的使用要求 通过计算 试验或类比相似零件的方法确定 基本尺寸应尽量采用标准尺寸 通过它应用上 下偏差可算出极限尺寸 有配合关系的孔 轴基本尺寸相同 实际尺寸 指通过测量所得的尺寸 由于存在测量误差 实际尺寸并非尺寸的真值 由于零件的同一表面存在形状误差 被测表面各部位的实际尺寸不尽相同 作用尺寸 分为孔的作用尺寸和轴的作用尺寸 孔的作用尺寸是指在配合面全长上 与实际孔内接的最大理想轴的尺寸 轴的作用尺寸是指在配合面全长上 与实际轴外接的最小理想孔的尺寸 作用尺寸是零件完工后综合实际尺寸和形状误差的一个假想的理想圆柱体 不是实际存在的轮廓 但它确实影响着装配和配合的性质 对于一批合格零件中的每一个具体零件 作用尺寸是唯一的确定值 轴的作用尺寸大于或等于轴的实际尺寸 孔的作用尺寸小于或等于孔的实际尺寸 极限尺寸 指允许尺寸变化的两个界限值 分为最大极限尺寸和最小极限尺寸 公差带图 标准公差系列 标准公差 在国家标准中用表格列出的 用以确定公差带大小的任一公差公差等级 是指确定尺寸精度的等级 由于零件和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 易标准公差与公差等级和基本尺寸有关 基本偏差 靠近零线的偏差 标准公差 大小 和基本偏差 位置 公差带配合图 配合 公差带之间的关系 基本尺寸相同 孔 轴 其差值为正是间隙 其差值为负是过盈 计算题 有一孔 轴配合为过渡配合 孔尺寸为 70mm 轴尺寸 70 0 015mm 求最大间隙 最大过盈 基孔制 是指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所形成的各种配合的一种制度 基轴制 是指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所形成的各种配合的一种制度 基准制示例1 基准制示例2 知识点2 有几种性质的配合制 如何选择配合制 基孔制配合 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一种制度称为基孔制配合 基孔制的孔为基准孔 代号为 并规定基准孔的基本偏差即下偏差为零 基轴制配合 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一种制度称为基轴制配合 基轴制的轴为基准轴 代号为 并规定基准轴的基本偏差即上偏差为零 配合制的选用原则1 一般情况下 设计时优先选用基孔制 2 有些情况下采用基轴制配合 零件采用外径不需加工的 具有一定精度等级的型材时 如直接用作轴 在同一基本尺寸的轴上装配几个具有不同性质的零件时 应选用基轴制配合 800S24型泵结构图 3 与标准件相配合的孔或轴 应以标准件为基准来确定配合制 如滚动轴承的外圈与轴承座的配合即属于基轴制配合 又如定位销与孔的配合为基轴制的配合等 知识点3 公差等级的选择公差等级选择的基本原则是 在满足使用性能的前提下 尽量选择较低的精度等级 1 应遵循工艺等价的原则 即相互结合的零件 其加工的难易程度应基本相当 2 相配合的零 部件的精度应相匹配 如 与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约 与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配 3 过盈 过渡和较紧的间隙配合 精度等级不能太低 一般孔的公差等级应不低于IT8级 轴的不低于IT7级 这是因为公差等级过低 使过盈配合的最大过盈过大 材料容易受到损坏 使过渡配合不能保证相配的孔 轴既装卸方便又能实现定心的要求 使间隙配合产生较大的间隙 不能满足较紧配合的要求 4 在非配合制的配合中 当配合精度要求不高 为降低成本 允许相配合零件的公差等级相差2 3级 知识点4 配合种类的选择1 间隙配合有A H a h 共十一种 其特点是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形 安装误差 弹性变形等所引起的误差 生产中应用广泛 不仅用于运动配合 加紧固件后也可用于传递力矩 不同基本偏差代号与基准孔 或基准轴 分别形成不同间隙的配合 主要依据变形 误差需要补偿间隙的大小 相对运动速度 是否要求定心或拆卸来选定 2 过渡配合有JS N js n 四种基本偏差 其主要特点是定心精度高且可拆卸 也可加键 销紧固件后用于传递力矩 主要根据机构受力情况 定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择 定心要求高 受冲击负荷 不常拆卸的 可选较紧的基本偏差 如N n 反之应选较松的配合 如 K k 或JS js 3 过盈配合有P ZC p zc 13种基本偏差 其特点是由于有过盈 装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小 产生弹性变形 在结合面上产生一定的正压力和摩擦力 用以传递力矩和紧固零件 选择过盈配合时 如不加键 销等紧固件 则最小过盈应能保证传递所需的力矩 最大过盈应不使材料破坏 故配合公差不能太大 所以公差等级一般为IT5 IT7 基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取 知识点5 滚动轴承滚动轴承的精度根据什么分 共有几级 根据国家标准的规定 向心滚动轴承按其尺寸公差和旋转精度分为五个公差等级 用0 6 5 4 2表示 精度依次提高 0级公差轴承精度最低 2级公差精度最高 滚动轴承内圈与外壳孔的配合分别采用何种基准制 有什么特点 由于轴承是标准部件 为便于互换和大量生产 轴承外圈外径和外壳孔的配合采用基轴制 内圈内径与轴颈的配合采用基孔制 所以 外圈外径是基准轴 内圈内径是基准孔 但基准孔的公差带与一般基准孔H不同 其上偏差ES 0 下偏差EI为负值 轴承内圈通常与轴一起旋转 为防止结合面间相对滑动而产生磨损 应选用小过盈的配 为此 滚动轴承国家标准将内圈内径的公差带规定在零线的下方 使它与形成标准过渡配合的公差带 j is k m n 相配时 得到较紧的配合 轴承外圈安装在外壳孔中 通常不旋转 考虑到工作时温度升高会使轴热胀伸长而产生轴向移动 因此两端轴承中有一端应是浮动支承 配合应较松 不然 轴会弯曲使轴承内部有可能卡死 为此 标准将外圈外径公差带规定在零线的下方 它与基本偏差h的公差带位置相同 但公差值是根据轴承特别需要 依其公差等级另行规定的 机械式量仪 常用游标量具有 游标卡尺 高度游标卡尺 深度游标卡尺 分度值常用的有0 05 0 02mm 常用的测微量具有外径千分尺 内径千分尺 深度千分尺等 其中外径千分尺在生产中应用广泛 其分度值为0 01mm 测量范围有0 25 25 50 50 75 75 100 100 125 125 150等 形位误差的评定准则 最小条件 定义为 被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小应满足 必须包容实际要素 必须是最小包容区 轴线的理想位置 形位公差 直线度 它是控制零件上被测要素的不直程度 被限制的直线有 平面内的直线 回转体的素线 平面等的交线 轴线等 a 给定平面内的直线度 素线 公差带 两条平行直线t b 给定方向的直线度 1 一个方向 两平行平面t b 给定方向的直线度 2 两个方向 两组平行平面t1 t2 3 任意方向上的直线度 空间 公差带为直径为 t的圆柱面 定向公差 是关联要素对基准在方向上的变动全量 包括 分为 直线和平面被测和基准之间有 线对线 线对面 面对线 面对面公差带的特点 a相对于基准有确定的方向 b具有综合控制被测要素的方向和形状的能力 平行度 控制被测相对于基准的平行程度 有给定一个方向的平行度有给定两个方向的平行度还有给定任意方向的平行度 a 给定方向 1 一个方向 两平行平面且平行于基准 2 二个方向 以t1 t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准 b 任意方向 以 t为直径的小圆柱且平行于基准测量 线对线 X向 Y向 2 垂直度 限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量 a 给定方向 1 一个方向 两平行平面且平行于基准 2 二个方向 以t1 t2为尺寸的两组平行平面且平行于基准b 任意方向 以 t为直径的小圆柱且平行于基准 3 倾斜度 控制被测相对于基准方向在0 90 之间 它的被测对基准的倾斜的理想方向由理论正确角度确定测量 线对线 线对面 面对面 定位公差 公差带特点 a 相对于基准有确定的位置b 具有综合限制被测要素的位置 方向和形状的职能 同轴度 控制圆柱面 圆锥面 与圆柱面 圆锥面 轴线间的同轴程度 此时 轴线可能发生平移 倾斜或弯曲 或同时发生公差带 以 t为直径的圆柱面 且与基准同轴注意 单一和组合基准测量 用刃口状V形块 图23同轴度 全屏显示 对称度 它是用来限制轴线或中心面偏离基准直线或中心平面的一项指标公差带 对称于基准平面的两个平行平面之间的区域测量 打表法 位置度 限制被测要素的实际位置对其理想位置偏离的程度分类 点 线 面 点的位置度 平面点 公差带 以 t为直径的圆球 线的位置度 空间孔位 公差带 以 t为直径的小圆柱且垂直A 平行于B C 跳动公差 以测量方法定义的位置公差 是限制一个圆要素的形位误差的综合指标其特点 1 公差带相对于基准轴线有确定的位置2 可综合控制被测要素的位置 方向和形状 1 圆跳动 关联实际要素绕基准回转一周时可允许的最大跳动量 最大与最小尺寸之差 a 径向圆跳动 检测方向垂直于基准轴公差带 在测量面上的两个同心圆 b 端面圆跳动 检测方向平行于基准轴线公差带 在测量圆柱面上公差值为t的一段距离 c 斜向圆跳动 既不垂直也不平行于基准轴线 此时标注必须是法向方向公差带 在测量圆锥面上半径差为t的圆环 动画演示 2 全跳动 关联实际要素绕基准连续迴转可允许的最大跳动量 a 径向全跳动 指示器运动方向与基准轴线平行公差带 两同轴圆柱 以基准轴线为基准 b端面全跳动 指示器的运动方向与基准轴线相垂直公差带 两平行平面且垂直于基准轴线 3D叶轮叶轮工程图3D泵联轴器泵联轴器工程图 知识点6 形状公差有哪些有直线度 平面度 圆度和圆柱度定向公差有哪些有平行度 垂直度和倾斜度定位公差有哪些有同轴度 对称度 位置度 圆跳动和全跳动 包容要求 EPR envelopeprinciplerequirement 它是要求实际要素处处位于具有理想形状包容面内 该理想形状为MMS 此时它应遵守MMC边界 即 作用尺寸不超出最大实体尺寸 局部实际尺寸不超过最小实体尺寸 孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸 即对于孔 其作用尺寸应不小于最小极限尺寸 对于轴 其作用尺寸应不大于最大极限尺寸 孔或轴在任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸 即对于孔 其实际尺寸应不大于最大极限尺寸 对于轴 其实际尺寸应不小于最小极限尺寸 极限尺寸判断原则告诉我们 对于存在形状误差的孔和轴配合时 如要求装配后达到要求的配合性质 除满足实际尺寸在极限尺寸范围内这个条件外 还必须对作用尺寸加以控制 量规光滑极限量规的检验原则 依照极限尺寸判断原则设计的量规 称为光滑极限量规 简称量规 检验孔用的量规称为塞规 检验轴用的量规叫环规或卡规 量规由通规 通端 和止规 止端 所组成 通规和止规是成对使用的 检验时 通规通过被检轴 孔则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界 而止规不通过 则说明该工件实际尺寸也正好没有超越最小实体尺寸 故零件合格 塞规环规卡规 螺纹 普通螺纹结合的基本要求 1 可旋入性 不费力 易旋入 2 连接可靠性 接触均匀 螺距误差对螺纹旋合性的影响为了便于分析设 内螺纹具有基本牙型且 2 2d2 D2只有P P P理 P 外螺纹 此时旋合 发生干涉 为了旋入 使d2 fp fp 1 732 P 图螺距误差对螺纹旋合性的影响 全屏显示 普通螺纹的基本牙型和基本参数 1 大径D或d公称直径2 小径D1或d13 中径D2或d24 单一中径 实际中径5 螺距P6 牙型角 60 7 牙型半角 2 30 8 原始三角形高度H9 牙型高度h 5 8H10 旋合长度L 知识点7 什么是螺纹的旋合长度与精度等级 其关系如何 该如何选用 螺纹中径公差包含实际中径公差 补偿螺距偏差影响的公差 以及补偿牙型半角偏差影响的公差三部分 而螺距偏差与螺纹的旋合长度有关 在同等制造条件下 旋合长度愈长 螺距偏差越大 为了满足普通螺纹不同使用性能的要求 按螺纹公称直径和螺距基本尺寸规定了三组旋合长度 即短旋合长度 S 中等旋合长度 N 和旋合长度长 L 螺纹精度不仅取决于螺纹直径的公差等级 而且与旋合长度有关 当公差等级一定时 旋合长度越长 则加工时产生的螺距累积偏差和牙型半角偏差就可能越大 加工就越困难 因此公差等级相同而旋合长度不同时 螺纹精度就有所不同 为此 按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种精度级 分别称为精密级 中等级和粗糙级 其中精密级的精度最高 粗糙级的精度最低 精密级用于精密螺纹以及要求配合性质稳定和保证定位精度的螺纹 如航空宇航机械中的螺纹连接常用4H 4h和5H等 中等级广泛用于一般用途的螺纹 如机床和汽车上的螺纹 常用6H 6h和6g 粗糙级用于要求不高或制造上比较困难的螺纹 如热轧棒料加工的螺纹或较深的不通孔螺纹常用7H和8g等 表面粗糙度 1 表面粗糙度 零件被加工表面具有微小峰谷组成的微观几何形状误差 与加工方法有关微观几何形状误差 波距小于1mm表面波度 波距在1 10mm间形状误差 波距在10mm以上2 影响 耐磨性 稳定性 疲劳强度 抗腐蚀性 密封性等 表面粗糙度的评定 一 基本术语和定义1 取样长度l基准线的一段长度 主要清除表面波度对SR的影响 一般有5个以上的波峰 波谷 2 评定长度ln基准线长度 ln 5l 评定某表面最短长度 3 基准中线m最小二乘中线 算术平均中线 表面粗糙度评定参数 1 轮廓算术平均偏差 RaRa值越大 表面越粗糙2 微观不平度的十点高度 Rz3 轮廓的最大高度 Ry4 轮廓微观不平度的平均间距 Sm5 轮廓单峰平均间距 S6 轮廓支撑长度率 tp 评定表面粗糙度参数值的选用 参数值 m轮廓算术平均偏差Ra 0 0120 0250 050 10 20 40 81 63 26 312 52550微观不平度的十点高度Rz 0 0250 050 10 20 40 81 63 26 312 52550100200 表面粗糙度的标注 a1 a2 表面粗糙度的高度参数代号及其数值 单位um b 加工要求 镀覆 涂覆或其他说明c 取样长度或波纹度d 加工纹理方向符号e 加工余量f 粗糙度间距参数值 a1 a2 b c f d e a1 这是我们最常见的标注方式 表面粗糙度的检测 一 比较法二 光切法三 干涉法四 轮廓法 最常见的表面粗糙度检测 是检验人员目测 凭经验进行判别