公差与配合教材(新版)

目录

课题一互换性与标准化概念

任务一互换性的基本概念 (1)

任务二标准化概念 (1)

任务三形位公差 (11)

任务四表面粗糙度 (29)

课题二尺寸链

任务一尺寸链基础 (36)

任务二工艺尺寸链 (40)

任务三装配尺寸链 (58)

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课题一互换性与标准化概念

任务一互换性的基本概念

在工厂的装配车间经常看到这样的情况，装配工人任意从一批相同规格的零件中取出其中一个装配到机器上，装配后机器就能正常工作。在生活中也有不少这样的例子，如轿车、自行车、手表的某个零件损坏后，买一个相同规格的零件，装好后就能照常使用，显得十分方便快捷。这些都是零件互换性的具体体现。

互换性就是指机器零部件相互之间可以替换，而且保证使用要求的一种特性。

互换性在现代化大规模生产中有着十分重要的意义。

在设计方面，按互换性进行设计可以最大限度地采用标准件和通用件，从而减少设计绘图的工作量，也有利于计算机辅助设计；

在制造方面，有利于组织大规模专业化生产；

在使用方面，便于维修和售后服务。

按互换性的程度又可把互换性分为完全互换和有限互换。

完全互换:对于同一规格的零件，若不加挑选和修配就能装配到机器上去，并且能满足使用要求，这种互换就称为完全互换。

完全互换一般用于大批量生产的标准零部件，如普通紧固螺纹制件、滚动轴承等。

有限互换:有时虽然是同一规格的零件，但在装配时需要进行挑选或修配才能满足使用要求，这种互换称为有限互换。

有限互换多用于生产批量小和装配精度要求高的情况。

任务二标准化概念

标准化是社会生产的产物，反过来它又能推动社会生产的发展。

标准是指对重复性事物和概念所做的同一规定。

标准化包含了标准制订、贯彻和修订标准的全部过程。

在机械制造中，标准化是实现互换性的必要前提。

技术标准(简称标准)即技术法规，是从事生产、建设工作以及商品流通等的一种共同技术依据，它以生产实践、科学试验及可靠经验为基础，由有关方面协调制订，由主管部门批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。

标准可以按不同级别颁布。

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我国技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准4级。

此外，从世界范围看，还有国际标准和区域性标准。

尺寸公差

要实现零件的互换性，除统一其结构和尺寸外，还应统一规定公差与配合，这是保证互换性的基本措施之一，而公差与配合标准是基本的互换性标准。

完工的零件和产品是否满足公差要求，要靠正确的测量检验来保证。因此，尺寸检测是保证互换性生产的又一基本技术措施。

一、公差与配合的基本术语和定义

为了正确理解和应用公差配合标准，必须了解以下术语和定义。

1、基本尺寸

设计给定的尺寸。它是根据零件的强度、刚度、结构和工艺性等要求确定的。设计时应尽量采用标准尺寸，以减少加工所用刀具、量具的规格。基本尺寸的代号：孔用D，轴用d 表示。

2、实际尺寸

通过测量所得的尺寸。由于存在测量误差，所以实际尺寸并非尺寸的真值。同时由于形状误差等影响，零件同一表面不同部位的实际尺寸往往是不等的。实际尺寸的代号：孔用Da，轴用da表示。

3、极限尺寸

允许尺寸变化的两个界限值。两个极限尺寸中较大的一个称最大极限尺寸，孔用D max,轴用d max表示。较小的一个称最小极限尺,孔用D min,轴用d min表示。

极限尺寸可大于、小于或等于基本尺寸。合格零件的实际尺寸应在两极限尺寸之间。

二、与公差偏差有关的术语和定义

1、尺寸偏差

某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差，简称偏差。

实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为实际偏差。

极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为极限偏差。极限偏差有两个：

上偏差: 最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

孔的上偏差代号ES，ES=D max一D

轴的上偏差代号es，es=d max一d

下偏差:最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

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孔的下偏差代号El, El=D min一D

轴的下偏差代号ei, ei=d min一d

为方便起见，通常在图样上标注极限偏差而不标极限尺寸。

偏差可以为正、负或零值。当极限尺寸大于、小于或等于基本尺寸时，其极限偏差便分另为正、负或零值。

2、尺寸公差

允许尺寸的变动量，称为尺寸公差，简称公差。以代号T表示。

公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差。也等于上偏差与下偏差的代数差。

孔公差：T h= D ma x一D min= ES—EI

轴公差：T s= d max一d min= es—ei

由上述可知，公差总为正值。

关于尺寸、公差与偏差的概念可用如图1-2-1所示的公差与配合示意图表示。

图1-2-1公差与配合示意图

3、公差带

在分析公差与配合时，需要作图。但因公差数值与尺寸数值相差甚远，不便用同一比例。

因此，在作图时，只画出放大的孔和轴的公差图形，这种图形称为公差带图。也称为公差与配合图解。

如图1-2-1所示的公差与配合示意图可作成如图1-2-2所示的公差与配合图解。在作图时，

先画一条横坐标代表基本尺寸的界线，作为确定偏差的基准线，称为零线。再按给定比例画两条平行于零线的直线，代表上偏差和下偏差。这两条直线所限定的区域称为公差带，线间距即为公差。正偏差位于零线之上，负偏差位于零线之下。在零线处注出基本尺寸，在公差带的边界线旁注出极限偏差值，单位用“um或mm”皆可。

公差带由“公差带大小”和“公差带位置”两个要素组成。

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