经标准化的公差与偏差制度称为极限制,它是一系列标准的孔、轴公差数值和极限偏差数值。配合制则是同一极限的孔和轴组成配合的一种制度。极限与配合的国家标准主要由基准制、标准公差系列和基本偏差系列组成。
一、基准制
基准制是指以两个相配合的零件中的一个零件为基准件,并确定其公差带位置,而改变另一个零件(非基准件)的公差带位置,从而形成各种配合的一种制度。国家标准中规定有基孔制和基轴制。
1.基孔制
基本偏差为一定的孔公差带,与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度,如图1-22(a)所示。
基孔制配合中的孔称为基准孔,基准孔的最小极限尺寸与基本尺寸相等,即孔的下偏差为0,其基本偏差代号为H,基本偏差为EI=0。
2.基轴制
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公差带形成各种配合的一种制度,如图1-22(b)所示。
图1-22 基准制
(a)基孔制;(b)基轴制
基轴制配合中的轴称为基准轴,基准轴的最大极限尺寸与基本尺寸相等,即轴的上偏差为0,其基本偏差代号为h,基本偏差为es=0。
二、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数值,如表1-5所示。从表中可知,标准公差取决于公差等级和基本尺寸两个因素。
确定尺寸精确程度的等级称为公差等级,标准公差数值见表1-5。
三、基本偏差代号
1.基本偏差
基本偏差是指确定零件公差带相对零线位置的上偏差或下偏差,它是公差带位置标准化的唯一指标,一般为靠近零线的那个偏差。当公差带位置在零线以上时,其基本偏差为下偏差;当公差带位置在零线以下时,其基本偏差为上偏差。以孔为例,如图1-23所示。
图1-23 基本偏差
2.基本偏差代号
图1-24所示为基本偏差系列图。基本偏差的代号用拉丁字母(按英文字母读音)表示,大写字母表示孔,小写字母表示轴。在26个英文字母中去掉易与其他学科的参数相混淆的五个字母I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)后,国家标准规定采用21个,再加上7个双写字母CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC(cd、ef、fg、js、za、zb、zc),共有28个基本偏差代号,构成孔(或轴)的基本偏差系列。它反映了28种公差带相对于零线的位置。
3.最特殊的几个基本偏差
H的基本偏差为EI=0,公差带位于零线之上;h的基本偏差为es=0,公差带位于零线之下;J(j)与零线近似对称;JS(js)与零线完全对称。
对于孔,A~H的基本偏差为下偏差EI,其绝对值依次减小;J~ZC的基本偏差为上偏差ES(J、JS除外),其绝对值依次增大。
对于轴,a~h的基本偏差为上偏差es,其绝对值依次减小;j~zc的基本偏差为下偏差ei(j,js除外),其绝对值依次增大。
由图1-24可知,公差带一端是封闭的,而另一端是开口的,其封闭、开口公差带的长度取决于公差等级的高低(或公差值的大小),这正体现了公差带包含标准公差和基本偏差两个因素。
图1-24 基本偏差系列图
轴的基本偏差数值可查表1-6,孔的基本偏差数值可查表1-7。(www.xing528.com)
四、公差带与配合
根据国家标准提供的20个公差等级与28种基本偏差,可以组合成:孔为20×28=560(种),轴为20×28=560(种),但由于28个基本偏差中,J(j)比较特殊,故孔仅与3个公差等级组合成为J6、J7、J8,而轴也仅与4个公差等级组合成为j5、j6、j7、j8。这7种公差带逐渐被JS(js)所代替,故孔公差带有20×27+3=543(种),轴公差带有20×27+4=544(种)。
若将上述孔与轴任意组合,就可获得近30万种配合,不但繁杂,不利于互换性生产,而且许多公差带的配合使用率极低,形同虚设。为了减少定值的刀具、量具和工艺装备的品种及规格,必须对公差带与配合加以选择和限制。
根据生产实际情况,国标对常用尺寸段推荐了孔与轴的一般、常用、优先公差带。图1-25所示为孔的一般、常用、优先公差带,孔有105种一般公差带,其中方框中为44种常用公差带,带圈的为13种优先公差带。图1-26所示为一般、常用、优先轴的公差带,轴有119种一般公差带,其中方框中为59种常用公差带,带圈的为13种优先公差带。
图1-25 一般、常用、优先孔的公差带
图1-26 一般、常用、优先轴的公差带
选用公差带时,应按优先、常用、一般、任意公差带的顺序选用,特别是优先和常用公差带,它反映了长期生产实践中积累的较丰富的使用经验,应尽量选用。
GB/T1801—2009又规定基孔制常用配合59个,优先配合13个;对基轴制规定了常用配合47个,优先配合13个,如表1-8和表1-9所示。
表1-8 基孔制优先、常用配合
续表
表1-9 基轴制优先、常用配合
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