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公差与配合介绍及应用解析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-21所示为公差示意图。图8-21 公差示意图图8-22 公差分类国家标准规定,在图样中形位公差一般要用框格代号标注。形位公差框格中,不仅要表达形位公差的特征项目、基准代号和其它符号,还要正确给出公差带的大小、形状等内容。被测要素是指图样上给出了形位公差要求的要素,它是被检测的对象。被测要素的带箭头的指引线将形位公差框格与被测要素相连。

公差与配合介绍及应用解析

1.公差

公差是指允许尺寸的变动量,等于上极限尺寸与下极限尺寸代数差的绝对值,也等于上极限偏差与下极限偏差的代数差的绝对值。

机械和仪器制造工业中,零部件的互换性是指在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(如钳工修理)就能装在机器上,达到规定的性能要求。为满足机械制造中零件所具有的互换性,要求生产零件的尺寸应在允许的公差范围之内。这就必须对一种零件的形式、尺寸、精度、性能等规定一个统一的标准。同类产品还需按尺寸大小合理分档,以减少产品的系列,这就是产品标准化。互换性是现代化生产的重要技术经济原则。

对于机械制造来说,制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数,使其变动量在一定的范围之内,以便达到互换或配合的要求。图8-21所示为公差示意图

在日常的生产流程中不允许对给定的完全精确的几何特性进行维护(或测量),生产的零件的实际表面区别于图面中描述的理想曲面,实际曲面的公差分为以下三组来评估,用以描述和检查生产中允许的误差。图8-22所示为公差的分类。

☑尺寸公差:某一尺寸减去基本尺寸的代数差称为尺寸偏差,上极限尺寸减去基本尺寸所得的代数值称为上极限偏差;下极限尺寸减去基本尺寸所得的代数值称为下极限偏差。

☑形状公差:允许实际形状对理想形状的变动量。这个变动量就是实际得到的误差值。它是用来表示零件表面的一条线,或一个面,加工后所产生的误差,是实际测得值。测量时理想形状相对于实际形状的位置,应按最小条件来确定。

☑位置公差:允许实际位置对理想位置的变动量,它是用来表示零件上的两个或两个以上的线或面加工后本身所产生的误差,是实际测得值。测量时,理想位置是相对于基准的理想形状位置面确定的,基准的理想位置应符合最小条件。

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图8-21 公差示意图

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图8-22 公差分类

国家标准规定,在图样中形位公差(注:在新国标中已改称为几何公差,但由于本软件界面仍为形位公差放,故此处不作更新)一般要用框格代号标注。形位公差框格中,不仅要表达形位公差的特征项目、基准代号和其它符号,还要正确给出公差带的大小、形状等内容。

☑形位公差框格由两格或多格组成,框格中的主要内容从左到右按以下次序填写:公差特征项目符号;公差值及有关附加符号;基准符号及有关附加符号。框格的高度应是框格内所书写文字高度的两倍。框格的宽度应是:第一格等于框格的高度;第二格应与标注内容的长度相适应;第三格以后各格须与有关字母的宽度相适应。

☑被测要素是指图样上给出了形位公差要求的要素,它是被检测的对象。被测要素的带箭头的指引线将形位公差框格与被测要素相连。当被测要素为中心孔的角度时,框格指引线应与角度尺寸线对齐。

☑基准要素是指用来确定被测要素方向或位置的要素。在图样上一般用基准符号标出。

在对图形进行相关标注时,因为空间布局的原因,不可能将各种公差的的形式、要求等等都详细地写在图纸上,这就产生了几何特征项目符号,通过在图上标注相关的几何特征项目符号,使读图者能很快明白该公差是是何种类型的形位公差。

各公差符号的含义如下所示:

直线度:符号为一短横线(-),是限制实际直线对理想直线变动量的一项指标。它是针对直线发生不直而提出的要求。

☑平面度:符号为一平行四边形978-7-111-50433-7-Chapter08-44.jpg),是限制实际平面对理想平面变动量的一项指标。它是针对平面发生不平而提出的要求。

☑圆度:符号为一圆(○),是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标。它是对具有圆柱面(包括圆锥面、球面)的零件,在一正截面(与轴线垂直的面)内的圆形轮廓要求。

☑圆柱度:符号为两斜线中间夹一圆(/○/),是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标。它控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差,如圆度、素线直线度、轴线直线度等。圆柱度是圆柱体各项形状误差的综合指标。

☑线轮廓度:符号为一上凸的曲线(⌒),是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。它是对非圆曲线的形状精度要求。

☑平行度:符号为两条倾斜的平行线(∥),用来控制零件上被测要素(平面或直线)相对于基准要素(平面或直线)的方向偏离0°的要求,即要求被测要素对基准等距。

☑垂直度:符号为两条互相垂直的直线(⊥),用来控制零件上被测要素(平面或直线)相对于基准要素(平面或直线)的方向偏离90°的要求,即要求被测要素对基准成90°。

☑倾斜度:符号为两条呈一夹角的直线(∠),用来控制零件上被测要素(平面或直线)相对于基准要素(平面或直线)的方向偏离某一给定角度(0°~90°)的程度,即要求被测要素对基准成一定角度(除90°外)。

☑同轴度:符号为两个同心圆(◎),用来控制理论上应该同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。

☑对称度:符号是中间一长横的三条横线(978-7-111-50433-7-Chapter08-45.jpg),一般用来控制理论上要求共面的被测要素(中心平面、中心线或轴线)与基准要素(中心平面、中心线或轴线)的不重合程度。

☑位置度:符号是带互相垂直的两直线的圆(978-7-111-50433-7-Chapter08-46.jpg),用来控制被测实际要素相对于其理想位置的变动量,其理想位置由基准和理论正确尺寸确定。

☑圆跳动:符号为一带箭头的斜线(978-7-111-50433-7-Chapter08-47.jpg),圆跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动、回转一周中,由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。(www.xing528.com)

☑全跳动:符号为两带箭头的斜线(978-7-111-50433-7-Chapter08-48.jpg),全跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的连续回转,同时指示器沿理想素线连续移动,由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

2.配合

配合是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。

它决定结合的松紧程度。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差为正时称间隙,为负时称过盈,有时也称过盈为负间隙。

按孔、轴公差带的关系,即间隙、过盈及其变动的特征,配合可以分为3种情况,如图8-23所示。

☑间隙配合:孔的公差带在轴的公差带之上,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。间隙的作用为贮藏润滑油、补偿各种误差等,其大小影响孔、轴相对运动程度。间隙配合主要用于孔、轴间的活动联系,如滑动轴承与轴的联接。

☑过盈配合:孔的公差带在轴的公差带之下,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。过盈配合中,由于轴的尺寸比孔的尺寸大,故需采用加压或热胀冷缩等办法进行装配。过盈配合主要用于孔轴间不允许有相对运动的紧固联接,如大型齿轮的齿圈与轮毂的联接。

☑过渡配合:孔和轴的公差带互相交叠,可能具有间隙、也可能具有过盈的配合(其间隙和过盈一般都较小)。过渡配合主要用于要求孔轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配的定位联接,如滚动轴承内径与轴的联接。配合中允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它等于相互配合的孔、轴公差之和,表示配合松紧的允许变动范围。

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图8-23 配合分类

在零件的配合中,会产生许多相关的专业术语,这些配合术语通过图形表达出来如图8-24所示。

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图8-24 配合的相关尺寸术语

允许间隙或过盈的变动量称为配合公差,其计算公式如下:

☑间隙配合:配合公差=最大间隙-最小间隙;

☑过盈配合:配合公差=最大过盈-最小过盈;

☑过渡配合:配合公差=最大间隙-最大过盈;

☑配合公差=轴公差+孔公差。

3.基本偏差

因为任何加工不可能完全达到要求的尺寸,总会有偏差。问题是允许偏差有多大,偏差可以标注,也可以对加工指定加工精度等级,该精度等级规定允许的偏差称基本偏差,基本偏差是指用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般是指靠近零线的那个偏差。

基本偏差用拉丁字母表示,大写字母代表孔,小写字母代表轴。当公差带在零线上方时,基本偏差为下偏差;当公差带在零线下方时,基本偏差为上偏差。

基本偏差值分为28种,分别用字母来表示。其中没有I、L、O、Q和W,而增加CD、EF、FG、JS、ZA、ZB和Ze七个双子母系列。

在基本偏差系列中,上半部分为孔的公差带,用大写字母表示,在H左边均以下偏差为基本偏差;在P的右边均以上偏差为基本偏差;JS、J、K、M和N为特殊情况。下半部分为轴的公差带,用小写字母表示,在h左边均以上偏差为基本偏差;在k的右边均以下偏差为基本偏差;js和j为特殊情况。

常用的配合制有基孔制和基轴制两种,如图8-25所示。

☑基孔制: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各种配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔,其下偏差为零,基本偏差代号为H。

☑基轴制: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各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴,其上偏差为零,基本偏差代号为h。

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图8-25 基孔制和基轴制

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