,绪 言,1. 互换性概述 2. 公差与配合标准发展简介 3. 计量技术发展简介 4. 优先数和优先数系,1. 互换性概述,一、互换性的含义 互换性 同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求 例 灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承 汽车、自行车、缝纫机、手表 日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品 互换性应该同时具备两个条件： 不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换 装配或更换后的整机能满足其使用性能要求,1. 互换性概述,三、达到互换性的方法 几何参数 尺寸大小，几何形状（宏观、微观）以及相互的位置关系 （本课程） 机械性能 硬度、强度 完全一致不可能 达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是允许保持在一定的范围内变动 公差 允许零件尺寸和几何参数的变动量 互换性的分类 按可换性的程度 完全互换(绝对互换) 不需选择、辅助加工和修配 不完全互换(绝对互换) 当装配精度要求较高，为降低成本而采用其他技术手段来满足装配要求，如分组装配法,2. 公差与配合标准发展简介,标准化是实现互换性的基础，是组织现代化生产的重要手段之一 可简化多余的产品品种 节约原材料、减少浪费、信息交流，提高产品可靠性 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 （GB3935.1-1996） 标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯彻、修订，循环往复，不断提高 制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务 在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节 标准化在深度上是没有止境的 一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生产上,2. 公差与配合标准发展简介,要使零部件具有互换性，就要求制订统一的公差与配合标准 1902，英国伦敦以生产剪羊毛机为主的钮瓦（Newall） 极限表 1906，英国国标B.S.27。1924，英国国标B.S.164。1925，美国标准A.S.A.B 4a 德国标准DIN 基孔制、基轴制、公差单位等概念，标准温度20 1926，成立了国际标准化协会ISA ，由第三技术委员会负责制定公差与配合标准 1929，苏联 公差与配合标准 1940，正式颁布了国际公差标准ISA 1947年2月国际标准化组织重建，改名为国际标准化组织ISO，仍由第三技术委员会负责制定公差与配合标准 中国 1955，一机部 第一个公差与配合的部颁标准 1959，国家科委 第一个公差与配合的国家标准GB159174-59 随着我国经济建设的发展，陆续制订、修订标准,3. 计量技术发展简介,长度计量在我国具有悠久的历史 长度基准的发展 档案米尺，国际米原器，铂铱合金， ，激光 米是光在真空中于1/299 792 458秒时间间隔内的行程长度 计量器具不断改进 隧道显微镜 分辨率0.01钠米，可测原子或分子的尺寸或形貌 Bining和Rohrer 1986诺贝尔奖 我国紧跟世界先进水平，已拥有一批骨干检测仪器制造厂,4. 优先数和优先数系,在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品种同一参数还要从大到小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列 例：普通车床加工最大直径 320，400，500，630 形成产品系列 本身的零部件 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能 防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨道 优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准 目前我国数值分级的国家标准 GB321-80,4. 优先数和优先数系,优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为 Rr 基本系列 R5 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3,10 R10 1, 1.25, 1.6, 2.0, 2.5, 3.15, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10 R20 R40 补充系列 R80 倒数系列 R10的倒数系列 1, 0.8, 0.63, 0.5, 0.4, 0.315, 0.25, 0.2, 0.16, 0.1 变形系列 Rr/p R10/3 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, ,4. 优先数和优先数系,优先数系的主要特征,R5系列的项值包含在R10系列之中， R10系列的项值包含在R20系列之中， R20系列的项值包含在R40系列之中， R40系列的项值包含在R80系列之中 Rr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用于比值r/p等于整数的派生系列Rr/p 同一系列中任意相邻两优先数常用值的相对差近似不变。其中R5系列约为60%， R10系列约为25%， R20系列约为12%， R40系列约为6%， R80系列约为3% R10/3，R20/6，R40/12的理论等比数列十分接近于公比为2的倍数系列 标注派生系列时，除含有项值 1 的可用简化符号Rr/p外，其它的均需表明系列中含有的一个项值如 R10/3( 2.5 ) 例：试写出R10/3从0.012到100的优先数系的派生数系 解： 该数系为 0.016，0.0315，0.063，0.125，0.25，0.5， 1，2，4，8，16，31.5，63,第一章 圆柱公差与配合,互换性与技术测量,第一章 圆柱公差与配合,1. 概述 2. 公差与配合的基本术语及定义 3. 公差与配合国家标准 4. 国标规定的公差带与配合 5. 公差与配合的选用 6. 一般公差 线性尺寸的未注公差,1.1 概 述,圆柱结合的使用要求 用作相对运动副 如：滑动轴承与轴颈的结合，导轨与滑块的结合，有一定的配合间隙 用作固定连接 整体零件拆成两件如：齿轮轴齿轮与轴、蜗轮轮缘与轮毂的结合 必须保证一定的过盈，以在传递足够的扭矩或轴向力时不打滑 用作定位可拆连接 主要用于保证有较高的同轴度和在不同修理周期下能拆卸的一种结构 如：一般齿轮与轴、定位销和销孔的结合等，必须保证一定的过盈，但也不能太大 公差 协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾 配合 反映机器零件之间有关功能要求的相互关系 GB15917459，GB1800180479， GB/T180492 GB/T1800.1 1997， GB/T1800.2 1998， GB/T1800.3 1998， GB/T1800.4 1999， GB/T18011999， GB/T180379， GB/T18042000,1.2 公差与配合基本术语及定义 1,有关孔、轴的定义 孔 通常指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面） 轴 通常指圆柱形外表面，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）,也包括非圆柱形内表面 从装配关系看 从加工过程看 在极限与配合制中，孔、轴的概念是广义的，且都是由单一尺寸构成的,1.2 公差与配合基本术语及定义 2,有关尺寸的术语和定义1 尺寸 用特定单位表示长度值的数字 工程上规定，图样上的尺寸数字的特定单位为 mm 基本尺寸 设计给定的尺寸 计算偏差的起始尺寸 孔、轴的基本尺寸代号分别为 D 和 d 实际尺寸 零件加工后通过测量获得的尺寸 并非被测尺寸的真值 孔、轴的实际尺寸代号分别为 Da 和 da 极限尺寸 允许尺寸变化的两个极限值，设计时给定 孔、轴的最大、最小极限尺寸代号分别为 Dmax、 Dmin和 dmax、 dmin,1.2 公差与配合基本术语及定义 3,有关尺寸的术语和定义2 最大实体状态（MMC） 具有材料量最多时的状态 最大实体尺寸（MMS） 孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸 最小实体状态（LMC） 具有材料量最少时的状态 最小实体尺寸（MMS） 孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸 作用尺寸 实际孔、轴都有形位误差，当两者结合时，实际起作用的孔显得小了，轴显得大了 孔 在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸 轴 在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸,1.2 公差与配合基本术语及定义 4,有关尺寸偏差与尺寸公差的术语与定义1 尺寸偏差（偏差） 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差 上偏差 最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔 ES, 轴 es 下偏差 最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔 EI, 轴 ei 极限偏差 上偏差和下偏差统称 实际偏差 实际尺寸减其基本尺寸的代数差 尺寸公差（公差） 允许尺寸的变动量 最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值 上偏差与下偏差的代数差的绝对值,1.2 公差与配合基本术语及定义 5,1.2 公差与配合基本术语及定义 6,有关尺寸偏差与尺寸公差的术语与定义2 尺寸公差带图 由零线和公差带两部分组成 公差及偏差的数值与基本尺寸数值相比差别甚大，不便用同一比例表示 零线 零偏差线 表示基本尺寸 公差带 由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域 在国标中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数。 基本偏差 靠近零线的那个偏差 标准公差 用以确定公差带大小的任一公差,前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定,1.2 公差与配合基本术语及定义 7,有关配合的术语与定义1 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 基本条件： 孔和轴的基本尺寸必须相同 具有包容和被包容的特性，即孔和轴的结合 配合是指一批孔和轴的装配关系，用公差带相互位置关系反映配合比较确切 配合的两种基准制： 基孔制 是基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度 基本偏差即下偏差=0 基准孔代号：H 基轴制 是基本偏差为一定的轴公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度 基本偏差即上偏差=0 基准轴代号：h,1.2 公差与配合基本术语及定义 8,有关配合的术语与定义2 配合公差 允许间隙或过盈的变动量，表示装配后的配合精度 Tf 间隙 孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得差值为正 最大间隙 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差 X max 最小间隙 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差 X min 间隙公差 允许间隙的变动量，最大间隙与最小间隙的代数差 间隙配合 孔的公差带完全在轴的公差带之上，即具有间隙的配合 （包括 X min =0） 例2,1.2 公差与配合基本术语及定义 9,有关配合的术语与定义3 过盈 孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得差值为负 最大过盈 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差 Y max 最小过盈 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差 Y min 过盈公差 允许过盈的变动量，最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值 过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下，即具有过盈的配合 （包括Y min =0） 例3,1.2 公差与配合基本术语及定义 10,有关配合的术语与定义4 过渡配合 孔的公差带与轴的公差带相互交迭 配合公差 最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值 极限情况 X max Y max 例4,1.3 公差与配合国家标准,1.3.1 标准公差系列 公差单位，公差等级，基本尺寸分段,1.3.1 标准公差系列,标准公差 国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值 公差等级系数和公差单位的乘积值 IT ISO Tolerance 公差单位 i 计算标准公差的基本单位，是制定标准公差系列表的基础 尺寸D500 第一项主要反映加工误差，呈抛物线规律 第二项用于补偿与直径成正比的误差，包括测量误差 D500 3150 大尺寸 i 采用线性关系 温度 公差等级 基本尺寸一定，公差等级系