电动工具五金《公差与配合》.ppt

公差与配合,华南理工大学机械工程学院黄镇昌,几何产品公差标准介绍,一、标准的发展简介,1、尺寸公差标准1）根据ISO标准，在1979年制定了新一代的公差标准：公差与配合有：GB1800180479（术语、规定、数值、未注公差）、GB317782（检测）2）19972000年跟随国际标准的发展裱画，对上述标准进行了修订改名为：极限与配合有：GB/T1800、1800.1.4、GB/T18011999（术语、规定、数值）；GB/T18042000（一般公差）；GB/T31771997（检测）；GB/T18032003（小尺寸公差带）,2、形状与位置公差标准1）根据ISO标准，在1980年制定了新一代的形状与位置公差标准形状和位置公差有：GB1182118480（代号注法、术语定义、未注公差）、195880（检测规定）2）19962000年跟随国际标准的发展变化，对上述标准进行了修订。有：GB/T11821996（通则、定义、符号、表示法）；GB/T11841996（未注公差）；GB/T42491996（公差原则）；GB/T166711996（相关要求）；GB/T133192003（位置度公差注法）；GB/T168921997（非刚性件）；GB/T177731999（延伸公差）；GB/T178511999（基准体系）；GB/T178521999（轮廓尺寸）；,3、表粗糙度标准1）根据ISO标准，在1983年制定了新一代的表面粗糙度标准有：30351983（术语、参数）、195880（检测规定）2）2000年跟随国际标准的发展变化，对上述标准进行了修订。有：GB/T35052000（术语、参数）；,二、形状和位置公差标准简介,1、标注方法1）示例,标注要点：（）被测要素的标注指引线公差框格用指引线与被测要素联系起来。指引线由细实线和箭头构成，它从公差框格的一端引出，并保持与公差框格端线垂直，引向被测要素时允许弯折，但不得多于两次。箭头的位置和方向标注被测要素时，要特别注意公差框格的指引线箭头所指的位置和方向，箭头的位置和方向的不同将有不同的公差要求解释，因此，要严格按国家标准的规定进行标注。,箭头的位置当被测要素为轮廓要素时，指示箭头应指在被测表面的可见轮廓线上，也可指在轮廓线的延长线上，且必须与尺寸线明显地错开。对视图中的一个面提出形位公差要求，有时可在该面上用一小黑点引出参考线，公差框格的指引线箭头则指在参考线上。,当被测要素为中心要素如中心点、圆心、轴线、中心线、中心平面时，指引线的箭头应与尺寸线严格对齐，即与尺寸线的延长线相重合。若指引线的箭头与尺寸线的箭头方向一致时，可合并为一个。,箭头的方向指引线的箭头应指向公差带的宽度方向或径向。（特殊除外）,公差带概念、公差带的种类（形状）,（）基准要素的标注与被测要素的标注类似,基准代号的字母单一基准要素的名称用大写拉丁字母A、B、C表示，为不致引起误解，字母E、F、I、J、L、M、O、P、R不得采用。基准代号字母的书写方向始终为竖直方向,位置度标注要有理论正确尺寸多要素简化同一要素多个要求,（3）现在不允许的标注,（4）存在错误的标注例,读图：文字叙述例1：f80mm直径的圆柱面其圆度公差为为0.006mm。在任一轴截面上，其上素线对另一素线B的平行度公差为0.01mm。例2：fxxmm直径的圆锥面对f80mm直径孔的轴线C的斜向圆跳动公差为0.012mm；该锥面素线的直线度公差为0.002mm，并要求只允许向材料外凸起。,2、形状位置公差标注解释,公差带解释：要完整描述公差带的四个要素：形状、大小、方向、位置形状公差只叙述形状、大小例1：半径差为公差值0.01mm的两同心圆之间的区域。例2：距离为公差值0.05mm且平行于基准平面A的两平行平面之间的区域。,标注实例解释：图形表达文字描述（）形状公差标注解释,形状公差,标注实例解释：形状或位置公差带基准则为位置公差,此时公差带要有基准,此时公差带要有基准,标注实例解释：（）定向位置公差标注解释,标注实例解释：（）定位位置公差标注解释,公共轴线的体现：,三基面体系基准的标注顺序：要遵守第一、二、三顺序,标注实例解释：（）跳动公差标注解释,标注实例解释：公差带相同的公差标注可相互代换,三、相关要求的解释,问题的提出：、局部实际尺寸在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离。它不能控制形状。、按独立原则设计不能保证配合性质。、按独立原则设计会把一些可用的零件浪费掉。,本图例是按独立原则设计，即不带任何相关要求的符号。按独立原则设计本身不能控制形状误差，如弯曲、不圆等。因此在尺寸最大而又弯曲时会造成体外作用尺寸大于最大实体尺寸，会使如20H7/h6的配合成为过渡配合。,存在问题：,按图要求会出现的实际情况：当直径做成20.00mm，弯0.01mm合格当直径做成19.97mm，弯0.01mm合格当直径做成19.99mm，弯0.02mm不合格当直径做成20.01mm，不弯曲不合格当直径做成19.96mm，弯0.01mm不合格当直径做成19.98mm，弯0.03mm不合格第一种情形，若用以有严格配合要求则不合用。原因是体外作用尺寸超出了最大实体尺寸，改变了配合的性质。第三、六种情形，体外作用尺寸未超出了最大实体室小尺寸。若只要求满足装配性，这两种情形(此时要加M)是可用的。因为，该图的实际效果：是要求此轴装进直径为20.01mm的孔。它的最大实体实效尺寸是：MMVS=MMS+T形位=20.00+0.01=20.01所以，按独立原则设计会造成浪费。,假若相关要求来设计，检验时是用边界来检验，若按最大实体要求设计（加M）则可以收回上述的零件。,（1）局部实际尺寸（Dai，dai）在实际要素的任意正截面上，两对应点之间测得的距离。（2）体外作用尺寸（Dfe，dfe）在被测要素的给定长度上，与实际内表面体外相接触的最大理想面或与实际外表面体外相接触的最小理想面的直径或宽度。对于关联要素，该理想面的轴线或中心平面，必须与基准要素保持图样上给定的几何关系。（3）体内作用尺寸（Dfi，dfi）在被测要素的给定长度上，与实际内表面体内相接触的最小理想面，或与实际外表面体内相接触的最大理想面的直径或宽度。对于关联要素，该理想面的轴线或中心平面，必须与基准要素保持图样上给定的几何关系。,、术语定义：,必须指出：作用尺寸是零件加工完成后才有的，它由实际尺寸和形位误差综合形成的，对于每个零件各不相同，但是每个实际的轴或孔只有一个作用尺寸。（）最大实体状态和最小实体状态（MMC，LMC）最大（小）实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大（小）时的状态。（5）最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS）最大（小）实体尺寸是实际要素在最大（小）实体状态下的极限尺寸。对于外表面为最大（小）极限尺寸，对于内表面为最小（大）极限尺寸。,图示,最大(小)实体状态最大(小)实体极限局部实际尺寸体外(内)作用尺寸,（6）最大实体实效状态（MMVC）和最小实体实效状态（LMVC）在给定长度上，实际要素处于最大实体状态，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态，称最大实体实效状态。在给定长度上，实际要素处于最小实体状态，且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态，称最小实体实效状态。（7）最大实体实效尺寸（MMVS）和最小实体实效尺寸（LMVS）最大实体实效尺寸是指最大实体实效状态下的体外作用尺寸。最小实体实效尺寸是指最小实体实效状态下的体内作用尺寸。,最大实体实效尺寸：即在给定长度上，当实际要素处处等于最大实体尺寸，且中心要素的形状和位置误差等于给定公差值时综合极限状态下的体外作用尺寸。可用下式计算：MMVSMMSt形,位式中，外表面取十号，内表面取一号。最小实体实效尺寸：即在给定长度上，当实际要素处处等于最小实体尺寸，且中心要素的形状和位置误差等于给定公差值时的综合极限状态下的体内作用尺寸。可用下式计算：LMVSLMSt形,位式中，内表面取十号，外表面取一号。,（8）边界由设计给定的具有理想形状的极限包容面称为边界。（9）最大实体边界（MMB）和最小实体边界（LMB）尺寸为最大实体尺寸的边界称为最大实体边界。尺寸为最小实体尺寸的边界称为最小实体边界。（10）最大实体实效边界（MMVB）和最小实体实效边界（LMVB）尺寸为最大实体实效尺寸的边界称为最大实体实效边界。即是：直径或距离尺寸为最大实体实效尺寸，且具有理想形状和位置的极限圆柱面或平行平面。尺寸为最小实体实效尺寸的边界称为最小实体实效边界。即是：直径或距离尺寸为最小实体实效尺寸，且具有理想形状和位置的极限圆柱面或平行平面。,（11）。包容要求（ER）被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种要求。（12）最大实体要求（MMR）被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最大实体状态下给出的公差值的一种要求。（13）最小实体要求（LMR）被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最小实体状态下给出的公差值的一种要求。（14）可逆要求（RR）中心要素的形位误差值小于给出的形位公差值时，允许在满足功能要求的前提下扩大尺寸公差。,形状要求：实际轮廓表面不得超出最大实体边界，可表达为：dfeMMS（尺寸为20.00mm，即不超MMB）尺寸要求：LMS（19.97mm）daiMMS（20.00mm）但当被测要素是内表面如孔时，检验时应满足：形状检验：DfeMMS；（严格说是：不得超出最大实体边界）尺寸检验：LMSDaiMMS。,、包容要求：此时零件有形状要求，但不是用公差带控制中心轴线，而是用边界控制整个外形轮廓。,该轴应该满足：形状检验：实际轮廓表面不得超出最大实体实效边界，可表达为：dfeMMVS（20.01mm）严格说是：不得超出MMVB。边界尺寸：MMVS=MMS+t形,位尺寸检验：LMS（19.97mm）daiMMS（20.00mm）即用两点法测量线性尺寸（不考虑形状），不超出极限尺寸,、最大实体要求：图中的形状要求同样是用边界控制整个外形轮廓。（不是用公差带）,图中的直线度要求，检验时是用边界来检验。其边界是用最大实体实效尺寸（直径为20.01mm）做的圆柱形的理想孔，检验时，只要套得进便为形状合格。,把按独立原则设计时不合格的零件得到利用,孔工件的设计：,该轴应该满足：形状检验：实际轮廓表面不得超出最小实体实效边界，可表达为：dfiLMVS（19.96mm）严格说是：不得超出LMVB。边界尺寸：LMVS=LMSt形,位尺寸检验：LMS（19.97mm）daiMMS（20.00mm）即用两点法测量线性尺寸（不考虑形状），不超出极限尺寸,、最小实体要求：图中的形状要求同样是用边界控制整个体内轮廓。（不是用公差带）,图中的形状要求同样是用边界控制整个外形轮廓。（不是用公差带）,当被测要素是内表面如孔时，检验时应是：形状检验：DfiLMVS；（即不得超出最小实体实效边界）孔的边界尺寸：LMVS=LMSt形,位尺寸检验：MMSDaiLMS。（即不超出极限尺寸）,一般用于孔零件：,其位置要求同样也是用边界控制整个外形轮廓。该孔应满足：位置公差检验：DfiLMVS（8.65mm）（不得超出边界）；尺寸公差检验：,MMS（8mm）DaiLMS（8.25mm）（不超出极限尺寸）。从而保证了孔到基准A的最小距离1.675mm。,实例：,形状要求同样是用最大实体实效边界控制整个外形轮廓。（不是用公差带）,该轴应该满足：形状检验：实际轮廓表面不得超出最大实体实效边界，可表达为：dfeMMVS（20.01mm）严格说是：不得超出最大实体实效边界。边界尺寸：MMVS=MMS+t形,位尺寸检验：LMS（19.97mm）daiMMVS（20.01mm）即用两点法测量线性尺寸，不超出最小极限尺寸即可，最大极限一侧不用再加极限尺寸限制，而由检验形状的边界同时控制，能套得进零件表面，形状合格，尺寸也认为不超大。,5、可逆要求：,体内形状要求同样是用最小实体实效边界控制整个体内轮廓。（不是用公差带）,该孔应该满足：形状检验：实际轮廓表面（材料内看）不得超出最小实体实效边界，可表达为：DfiLMVS（20.04mm）边界尺寸：LMVS=LMS+t形,位尺寸检验：LMS（20,00mm）DaiLMVS（20.04mm）即用两点法测量线性尺寸，不超出最小极限尺寸即可，最大极限一侧不用再加极限尺寸限制，而由检验形状的边界同时控制，想象的圆柱面能在体内套得住孔表面，此时，形状合格，尺寸也认为不超大。,用于最小实体要求：,相关要求的应用场合：1、包容要求用以保证配合性质的场合。2、最大实体要求用以仅满足装配性的场合。3、最小实体要求用以仅满足保证最小壁厚的场合。非相关要求的应用场合：(即按独立原则设计)用以满足、保证特别的功能要求，零件的使用功能要求要多平、多直、多圆，或者要素之间的关系要求平行、垂直、同轴等，就得给以满足，否则，机器性能达不到要求。例如：轧钢机的轧辊，要求一定要圆柱，既圆又直，且素线要平行，设计时要给出独立的行位公差。不能用相关要求。,四、一般公差、未注公差值,未注公差值在图样上是不直接表示出来的，为明确图样中的各要素未注公差值应遵循标准中规定的某一个等级，1、标注方法：在标题栏附近或在技术要求中注出标准号及公差等级号。如：GB/T1804m（尺寸）GB/T1184K（形位）在一张图样中，未注公差值应采用同一个等级。未注公差值也可技术文件（如企业标准）规定在企业标准中。形位公差未注公差值当图样上不注出形位公差时，国家标准规定了不注公差时仍然必须遵守的公差值。,未注公差值是中等制造精度所能达到的值。不直接在图中注出。但对于低精度的要求，若其公差大于未注公差值，则可用两种处理方式：一是不标注公差；二是若标出公差会给生产带来经济效益的，则要求标注，此情况较少见。3、工厂、企业必须做到：测量、评估工厂、企业的常用精度值抽样检查以保证车间精度不被降低只接受一般公差等于或大于通常车间精度的图样。,4、不设未注公差值的公差项目线轮廓度、面轮廓度、倾斜度与位置度的未注公差值在标准中均未作具体规定。因为线、面轮廓度误差直接与该线、面轮廓的尺寸公差有关，可用尺寸公差控制。倾斜度误差由其角度公差控制。位置度误差是一项综合误差，是各项误差的综合反映，其未注公差值不需另作规定5、圆柱度公差也未作未注公差的规定5.、圆柱度公差也不设未注公差值因为：圆柱度误差由圆度、轴线直线度和素线直线度、素线平行度组成。其中每一项误差均已由它们的注出公差或未注公差控制。如因功能要求，需要圆柱度小于圆度、轴线直线度、素线直线度、素线平行度的综合反映时，应在图样中用框格直接注出圆柱度公差。,6、测量检验未注形位公差值一般不进行检验。必要时，可进行首检或抽检。当检验结果超出标准中所规定的未注公差值时，应视其是否损害零件功能来决定是否合格。如损害功能，则应拒收，否则不能拒收。根据GB/T4249的规定，未注形位公差的测量应遵循独立原则，采用两点法测量相关尺寸。,五、表面粗糙度和波纹度,GB/T35052000产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数代替GB/T35051983表面粗糙度术语表面及其参数主要区别：1.有原始轮廓、粗糙度轮廓、波纹度轮廓之分2.参数项又变，取消了原来微观不平度十点高度Rz增加了轮廓的总高度Rt轮廓的最大高度原符号Ry改为Rz,六、几何产品技术规范,简称GPSGPS为国际标准化组织ISO/TC213对“GeometricalProductSpecificationandVerification”的简称，即几何产品的技术规范与认证，是国际上最具影响力的标准与计量信息体系。不同于：全球定位系统GlobalPositioningSystem（GPS）。国际标准例：ISO/TS17450-12001GeometricalProductSpecifications(GPS)GeneralconceptsPart1:Modelforgeometricalspecificationandverification中国标准例：GB/T3505-2000(eqvISO4287:1997)产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数2000-12-1实施,技术规范中体系,例：（见参考资料）GB/T133192003(eqvISO5458:1998)产品几何量技术规范（GPS）几何公差位置度公差注法2003-11-1实施代替：GB/T133191991,