机械零件的几何精度尺寸精度精选文档.ppt
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1、机械零件的几何精度尺寸精度本讲稿第一页,共四十六页第一节第一节 互换性概念互换性概念 一、互换性 1互换性概念 指同一规格的一批零、部件中,任取其中一件,不需要任不需要任何挑选或附加加工何挑选或附加加工(如钳工修理)就能进行装配,并能满足使用性能要求的一种特性。例如手表、自行车等的零件损坏后,只要换上同样规格的零件,就能恢复手表和自行车的功能。本讲稿第二页,共四十六页2实现互换性的意义实现互换性的意义 凡重复生产、分散制造、集中装配的产品都应当具有互换性。(1)便于组织生产协作,进行专业化生产,提高生产效率,降低产品成本(2)便于及时更换失效的零件,方便维修,从而延长了机器的使用寿命(3)便于
2、简化设计计算、制图工作,缩短设计周期,并有利于用计算机进行辅助设计,这对发展系列产品、改进产品性能都有重大作用。零部件的互换性,通常包括几何参数、机械性能、物理化学性能的互换。本章仅讨论几何参数的互换。本讲稿第三页,共四十六页3互换性分类互换性完全互换性不完全互换性 零件在装配时允许有附加的选择或调整但不允许修配,装配后能满足预定的使用性能要求 零件在装配或更换时,不需任何选择、调整和修配,就能满足预定的使用性能要求 零件加工完后再用测量器具将零件按实际尺寸的大小分为若干组(通常分为24组),使每组零件间的实际尺寸差别减少,然后按相应组进行装配(例如大孔与大轴相配,小孔与小轴相配)分组装配法是
3、典型的不完全互换性 分组装配法既保证装配精度和使用要求,又解决加工困难的问题。本讲稿第四页,共四十六页二、标准化、系列化及通用化 1.标准化标准化:为在一定的范围内获得最佳秩序,对实际的或潜 在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动3.通用化:对不同规格的同类产品或不同类产品规定采用同 一结构和尺寸的零件、部件 2.系列化:对某些零、部件的技术参数协调、简化和统一,制定其技术参数的标准,如齿轮的模数等本讲稿第五页,共四十六页我国标准国家标准企业标准行业标准地方标准 由国务院标准化行政主管部门制定,适用于需要在全国范围内统一的技术要求 由国务院有关行政主管部门制定(如机械行业标准JB),适用于没
4、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 由由省、自治区和直辖市标准化行政主管部门制定,适用于对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的有关要求 由企业自己制定,适用于对没有国家标准、行业标准和地方标准而需要在企业内部统一的相关要求本讲稿第六页,共四十六页2轴第二节第二节 尺寸精度尺寸精度一、孔和轴的定义 1孔孔 孔通常指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面,即由两平行平面或切平面形成的包容面。轴通常指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)孔轴 从加工制造过程来看,孔是越做越大的,而轴是越做小的;从装配关系来讲,孔是包
5、容面,轴是被包容面。本讲稿第七页,共四十六页2基本尺寸基本尺寸 通过它并应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。是设计者通过计算或根据经验而确定的,可以是一个整数或一个小数值。(示意图)孔-D 轴-d3实际尺寸实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。由于存在测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值;由于形状误差,同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等,因此实际尺寸只是接近真值的一个随机尺寸。真值是客观存在的未知量,故只能以测得的尺寸作为实际尺寸。二、有关尺寸的术语及定义1尺寸尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等本讲稿第八页,共四十六页
6、4极限尺寸极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。实际尺寸应位于其中,也可达到极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸;孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸。(示意图)孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax表示,最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。尺寸合格条件尺寸合格条件:D DminminDDa aDDmaxmax d dminmindda addmaxmax本讲稿第九页,共四十六页三、偏差、公差、公差带的术语及定义三、偏差、公差、公差带的术语及定义尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差:某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差上偏差:最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。用代
7、号ES(孔)、es(轴)表示。即 ES=Dmax-Des=dmax-d极限偏差极限偏差极限偏差极限偏差:极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。(示意图)1.1.尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差实际偏差实际偏差实际偏差实际偏差:实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。下偏差:下偏差:最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。用代号EI(孔)、ei(轴)表示。即EI=Dmin-Dei=dmin-d实际偏差在极限偏差范围内即为合格实际偏差在极限偏差范围内即为合格。说明:偏差可为正、负、零偏差可为正、负、零偏差可为正、负、零偏差可为正、负、零。本讲稿第十页,共四十六页例:已知某孔和轴的基本尺寸均为40mm,孔的最大
8、极限尺寸为40.038mm,最小极限尺寸为40.007mm,轴的最大极限尺寸为40.015mm,最小极限尺寸为39.987mm。求孔和轴的极限偏差,若某一轴实际尺寸为 39.98mm,判断其合格性。解 孔的上偏差ES=Dmax-D=40.038-40=+0.038 mm 孔的下偏差EI=Dmin-D=40.007-40=+0.007 mm 轴的上偏差es=dmax-d=40.015-40=+0.015 mm轴的下偏差ei=dmin-d=39.987-40=-0.013 mm 轴的实际偏差=39.98-40=-0.02mm,不合格本讲稿第十一页,共四十六页2.2.尺寸公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差
9、:允许尺寸的变动量。孔和轴的公差分别用Th、Ts表示。计算:TD=Dmax-Dmin=ES-EITd=dmax-dmin=es-ei说明:公差值始终为正公差值始终为正公差值始终为正公差值始终为正。公差大小反映零件加工的难易程度,尺寸的精确程度公差大小反映零件加工的难易程度,尺寸的精确程度公差大小反映零件加工的难易程度,尺寸的精确程度公差大小反映零件加工的难易程度,尺寸的精确程度。基本尺寸相同的零件,公差值越大,精度要求越低,加工越容易,基本尺寸相同的零件,公差值越大,精度要求越低,加工越容易,反之,精度要求越高,加工越困难。反之,精度要求越高,加工越困难。计算上例的孔、轴的公差孔的公差Th=D
10、max-Dmin=40.038-40.007=0.031 mm或 Th=ES-EI=+0.038-(+0.007)=0.031 mm轴的公差Ts=dmax-dmin=40.015-39.987=0.028 mm或 Ts=es-ei=+0.015-(-0.013)=0.028 mm可标注为孔 ,轴 本讲稿第十二页,共四十六页*公差与偏差的区别:公差与偏差的区别:()从数值看()从数值看公差是一个没有正、负符号的绝对值,不能为零公差是一个没有正、负符号的绝对值,不能为零偏差是代数量,可能正、负或零偏差是代数量,可能正、负或零极限偏差用于限制实际偏差,实际偏差取决于机床的极限偏差用于限制实际偏差,实
11、际偏差取决于机床的调整,不反映加工难易程度。单个零件能测出。调整,不反映加工难易程度。单个零件能测出。()从作用看()从作用看公差表示制造精度要求,反映加工难易程度,限制误公差表示制造精度要求,反映加工难易程度,限制误差,对单个零件无公差可言差,对单个零件无公差可言本讲稿第十三页,共四十六页3.公差带公差带(2)(2)公差带图解:公差带图解:用图示方法表示的公差带(其实就是画放大了的孔、轴公差带)a)a)零线:零线:公差带图解中,表示基本尺寸的一条公差带图解中,表示基本尺寸的一条直线。通常将零线水平绘制,其左下方画上直线。通常将零线水平绘制,其左下方画上带单箭头的尺寸线,并注上基本尺寸值。左带
12、单箭头的尺寸线,并注上基本尺寸值。左端注上相应端注上相应“0”、“+”、“-”,正偏差位,正偏差位于零线上方,负偏差位于零线下方。于零线上方,负偏差位于零线下方。(1)(1)公差带公差带公差带公差带:零件的尺寸相对其基本尺寸所允 许变动的范围。(示意图)本讲稿第十四页,共四十六页 b)画法:)画法:1)零线。零线。2)确定公差带大小、位置。确定公差带大小、位置。3)孔孔 、轴、轴 (或或 )或在公差带里写孔、轴。或在公差带里写孔、轴。4)作图比例基本一致,单位作图比例基本一致,单位 m、mm均可。均可。5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。
13、画法演示画法演示c)c)公差带特性:公差带特性:大小大小 T T 标准公差标准公差 位置位置 极限偏差极限偏差 基本偏差基本偏差标准化标准化标准化标准化两个要素两个要素本讲稿第十五页,共四十六页例:画尺寸公差带图:轴25孔25本讲稿第十六页,共四十六页4基本偏差基本偏差确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。一般为靠近零线的那个偏差(偏差绝对值较小的那个偏差),它可以是上偏差或下偏差。eies 基本尺寸基本偏差为下偏差基本偏差为上偏差EIES孔轴轴孔0+-基本偏差基本偏差公差带在零线上方,基本偏差为下偏差。公差带在零线下方,基本偏差为上偏差。本讲稿第十七页,共四十六页四、极限制四、极限制1 极限
14、与配合国家标准极限与配合国家标准 国家标准极限与配合(GB/T1800)分别规定了“标准公差系列”(公差大小)和“基本偏差系列”(公差带位置),从而使公差值和基本偏差标准化。2标准公差系列标准公差系列 标准公差系列是国家标准制定出的一系列标准公差标准公差系列是国家标准制定出的一系列标准公差数值。国家标准所规定的任一公差值称为标准公差,数值。国家标准所规定的任一公差值称为标准公差,用以确定公差带的大小。用以确定公差带的大小。极限制:标准化的公差与偏差的制度 标准公差系列由不同标准公差等级和不同基本尺寸段的标不同标准公差等级和不同基本尺寸段的标准公差准公差构成,如表所示。本讲稿第十八页,共四十六页
15、 国家标准将标准公差等级规定为20个等级,依次为 IT01 IT0 IT1 IT18等级 高 低公差值 小 大 标准公差等级标准公差等级是指确定尺寸精度的等级 对于相同的基本尺寸,标准公差等级是决定标准公差大小的唯一参数,即同一公差等级的所有基本尺寸具有同等的精度和加工难易程度。IT7 称为低于IT7级IT7称为 高于IT7级本讲稿第十九页,共四十六页精度高低加工难度相当本讲稿第二十页,共四十六页3基本偏差系列(1)基本偏差代号 国标对孔和轴分别规定了28种基本偏差,分别用一个或两个拉丁字母按一定的顺序表示(按英文读音),孔大写、轴小写。本讲稿第二十一页,共四十六页(a)分布简图如下图 孔和轴
16、同字母的基本偏差相对于零线基本呈对称分布孔轴a零线基本尺寸hAZCzcH(2)特点本讲稿第二十二页,共四十六页b)对于轴,a至h的基本偏差为上偏差es,除h的基本偏差为零外,其余均为负值,其绝对值依次逐渐减小;j至zc的基本偏差为下偏差ei,除j和k外,其基本偏差为正值,其绝对值依次逐渐增大。本讲稿第二十三页,共四十六页 对于孔,A至H的基本偏差为下偏差EI,除H的基本偏差为零外,其余均为正值,其绝对值依次逐渐减小;J至ZC的基本偏差为上偏差ES,除J、K、M外,其基本偏差为负值,其绝对值依次逐渐增大 本讲稿第二十四页,共四十六页(c)Js完全对称,完全对称,J基本对称基本对称(孔(孔ES,只
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