1.尺寸公差的概念
从一批相同的零件中任取一个,不经过任何修配就能装到机器(或部件)上,并能保证使用性能的要求,零件的这种性质称为互换性。零件具有互换性,对于机械工业现代化协作生产、专业化生产和提高劳动效率,提供了重要保证。
零件的尺寸是保证零件互换性的重要几何参数,为了使零件具有互换性,并不要求零件的尺寸加工得绝对准确,而是允许零件尺寸有一个变动量,这个允许的尺寸误差变动量称为尺寸公差。有关常用术语(图6-13)如下:
图6-13 尺寸公差
公称尺寸:设计给定的尺寸。
极限尺寸:允许尺寸变化的两个界线值,它以公称尺寸为基数来确定,分为上极限尺寸和下极限尺寸。
实际尺寸:通过测量零件所得的尺寸。
尺寸偏差:某一尺寸(实际尺寸、极限尺寸)减去公称尺寸所得的代数差。
极限偏差:国家标准规定,孔的上极限偏差用ES表示,下极限偏差用EI表示;轴的上极限偏差用es表示,下极限偏差用ei表示,即
上极限偏差=上极限尺寸-公称尺寸
下极限偏差=下极限尺寸-公称尺寸
尺寸公差(简称公差):允许尺寸的变动量。公差等于上极限尺寸减下极限尺寸,也等于上极限偏差减下极限偏差,即
公差=上极限尺寸-下极限尺寸=上极限偏差-下极限偏差
零线:在公差带图中,确定偏差的一条基准直线;零线常表示公称尺寸。
尺寸公差带(简称公差带):在公差带图中,由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的一个区域。它是由公差大小(标准公差)和其相对零线的位置(基本偏差)来确定,如图6-14所示。
图6-14 孔、轴公差带图
图6-15 标准公差与基本偏差
2.标准公差与基本偏差
国家标准规定,公差带由标准公差和基本偏差组成。标准公差确定公差带的大小,基本偏差确定公差带的位置,如图6-15所示。
1)标准公差
标准公差是标准所列的、用以确定公差带大小的任一公差。标准公差分为IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18共20个等级。IT01公差值最小,IT18公差值最大。标准公差反映了尺寸的精确程度,其值可从国家标准和相应的手册中查得。常用公称尺寸500 mm以内的各级公差的数值可查阅表6-4。
表6-4 标准公差数值(摘自GB/T 1800.2—2009)
2)基本偏差(GB/T 1800.1—2009)
基本偏差是标准所列的、用以确定公差带相对零线的上极限偏差或下极限偏差,一般为靠近零线的那个偏差。如图6-16所示,孔和轴的基本偏差系列共有28种,大写为孔、小写为轴。当公差带在零线的上方时,基本偏差为下偏差,反之则为上偏差,其值可从国家标准和相应的手册中查得。
图6-16 基本偏差系列
特别指出,孔的基本偏差代号为H时,其下极限偏差为零,孔的下极限尺寸为公称尺寸;轴的基本偏差代号为h时,其上极限偏差为零,轴的上极限尺寸为公称尺寸。优先选用的轴的极限偏差(摘自GB/T 1800.2—2009)见表6-5,优先选用的孔的极限偏差(摘自GB/T 1800.2—2009)见表6-6。
表6-5 优先选用的轴的极限偏差(μm)
(续表)
表6-6 优先选用的孔的极限偏差(μm)
(续表)
3)尺寸公差组成(www.xing528.com)
轴和孔的尺寸公差带代号组成如图6-17所示。
图6-17 尺寸公差带代号
3.配合
公称尺寸相同的、两个相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合(图6-18)。
图6-18 孔和轴的配合
1)配合类型
根据使用要求不同,国家标准规定配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三类。
(1)间隙配合。即孔与轴配合时具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合,如图6-19a所示。由图6-19b、c可见,间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上。
(2)过盈配合。即具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合,如图6-20a所示。由图6-20b、c可见,过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下。
(3)过渡配合。即可能具有间隙或过盈的配合,如图6-21a所示。由图6-21b、c、d可见,过渡配合孔的公差带与轴的公差带相互交叠。
图6-19 间隙配合
图6-20 过盈配合
在孔和轴的28个基本偏差中,A~H(a~h)用于间隙配合;P~ZC(p~zc)用于过盈配合;J~N(j~n)用于过渡配合。
2)配合制度
为便于选择配合,减少零件加工的专用刀具和量具,国家标准对配合规定了两种基准制。
(1)基孔制。即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,如图6-22所示。基准孔的下极限偏差为零,并用代号H表示。
(2)基轴制。即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,如图6-23所示。基准轴的上极限偏差为零,并用代号h表示。
图6-21 过渡配合
图6-22 基孔制配合
图6-23 基轴制配合
4.公差与配合的标注
1)零件图中尺寸公差的标注
零件图中尺寸公差有三种标注形式:
(1)只注写上、下偏差值,上、下偏差字高为尺寸数字高度的2/3,且下偏差的数字与基本尺寸数字在同一水平线上,如图6-24a所示;
(2)既注公差带代号,又注上、下偏差值,但偏差值要加括号,如图6-24b所示;
(3)只注公差带代号(由基本偏差代号与标准公差等级组成),如图6-24c所示。
图6-24 零件图中尺寸公差的注法
2)装配图中极限与配合的标注
在装配图上标注极限与配合时,一般采用配合代号,代号必须在公称尺寸的右边,用分数形式注出,分子为孔的公差带代号,分母为轴的公差带代号,其标注形式如图6-25所示。
图6-25 装配图中配合代号的标注方法
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