1、公差與協(xié)作教案 1互換性概念互換性定義互換性是指從一批相同的零件中任取一件,不經(jīng)修配就能裝配到機(jī)器或部件中,并滿意產(chǎn)品的性能要求；互換性意義零件具有互換性有利于組織協(xié)作和專業(yè)化生產(chǎn),對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本及便利裝配,修理有重要意義；尺寸公差的術(shù)語(yǔ)和定義1）基本尺寸 設(shè)計(jì)給定的尺寸；如圖a 中的 30mm；2）實(shí)際尺寸 零件制成后,通過(guò)測(cè)量所得的尺寸；3）極限尺寸 答應(yīng)零件實(shí)際尺寸變化的兩個(gè)界限值,其中較大 的一個(gè)尺寸稱為 最大極限尺寸 ,較小的一個(gè)尺寸稱為 最小極限尺寸；如圖 b 示出了軸 30mm 的最大極限尺寸為,最小極限尺寸為；實(shí)際尺寸 只要 在這兩個(gè)極限尺寸之間 均為合格 ；）尺寸偏

2、差 （簡(jiǎn)稱 偏差 ）某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù) 差；尺寸偏差有上偏差、下偏差（統(tǒng)稱極限偏差）和實(shí)際偏差；上偏差最大極限尺寸- 基本尺寸 下偏差最小極限尺寸- 基本尺寸 如上圖所示的軸 : 上偏差 mm下偏差 mm國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定：用代號(hào) ES和 es 分別表示 孔和軸的上偏差； 用代 號(hào) EI 和 ei 分別表示 孔和軸 的下偏差；偏差可以為正,負(fù)或零值；實(shí)際尺寸減去基本尺寸的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差 ；零件尺寸的 實(shí)際偏差 在上、下偏差之間 均為合格；5）尺寸公差 （簡(jiǎn)稱 公差）答應(yīng)尺寸變動(dòng)的量；即： 公差最大極限尺 寸-最小極限尺寸 或：公差上偏差 -下偏 差 如上圖所示的軸 公差 mm或：

3、公差 mm由于最大極限尺寸總是大于最小極限尺寸,所以公 差總是正值,且不能為零；在零件圖 上,凡有公差要求的尺寸, 通常 不是標(biāo)注兩個(gè)極限尺 寸,而 是標(biāo)注出 基本尺寸 和上、下偏差 ,見上圖 a；6）尺寸公差帶 （簡(jiǎn)稱 公差帶 ）公差帶是表示公差大小和相對(duì) 于零線位置的一個(gè)區(qū)域；上圖 a 表示了一對(duì)相互結(jié)合的孔與軸的基本尺寸、極限尺寸、偏 差、公差的相互關(guān)系；為簡(jiǎn)化起見,一般只畫出孔和軸的上、下偏差圍成的方框簡(jiǎn)圖,稱為公差帶圖 ,見上圖 b；在公差帶圖中, 零線 是表示基本尺寸的一條直線；當(dāng)零線畫成水平線時(shí),正偏差位于零線的上方,負(fù)偏差位于零線的下方,標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差偏差值的單位 為微米；

4、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公差與協(xié)作規(guī)定了 公差帶 由標(biāo)準(zhǔn)公差 和基本偏差兩個(gè)要素組成；標(biāo)準(zhǔn)公差 確定公差帶的大小 ,而基本偏差 確定公差帶的位置 ,見下圖；1）標(biāo)準(zhǔn)公差（ IT）標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值 由基本尺寸 和公差等級(jí) 來(lái)打算 ；其中公差等級(jí)是確定尺寸精確程度的等級(jí)；標(biāo)準(zhǔn)公 差分為 20 級(jí),即 IT01,IT0,IT1,ITI8；其尺寸精確程度從IT01到 ITI8 依次降低；標(biāo)準(zhǔn)公差的具體數(shù)值可查表得到；2）基本偏差 基本偏差 一般是指上下兩個(gè)偏差中 靠近零線的那個(gè) 偏差 ；即當(dāng) 公差帶位于零線上方時(shí),基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶位于零線 下方時(shí),基本偏差為上偏差,見上圖；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸均 規(guī)定了 28 個(gè)

5、不同的 基本偏差 ；基本偏差代 號(hào)用拉丁字母表示,大寫字母表示孔,小寫字母表示軸；下圖是 孔和軸的 28 個(gè)基本偏差系列圖；從基本偏差系列圖可知, 軸的基本偏差從 a 到 h 為上偏差（es）,且是負(fù)值,其肯定值依次減?。粡?j 到 2c 為下偏差（ ei）,且是正值,其肯定值依次增大；孔的基本偏差從 A 到 H 為下偏差（ E1）,且是正值,其肯定值依次減小,從 J 到 ZC為上偏差（ Es）,且是負(fù)值,其肯定值依次增大；其中 H 和 h 的基本偏差為零； JS和 js 對(duì)稱于零線,沒有基本偏差,其上,下偏差分別為 +IT/2 和-IT/2；基本偏差系列圖只表示了公差帶的各種位置,所以只畫出

6、屬 于基本偏差的一端,另一端就是開口的,即公差帶的另一端取決 于標(biāo)準(zhǔn)公差（ IT）的大小；公差帶代號(hào)孔、軸的公差帶代號(hào)由 基本偏差代號(hào) 和公差等級(jí)代號(hào) 組成 ；例：試說(shuō)明 50H8、50f7 的含意；協(xié)作基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系,稱為 協(xié)作；依據(jù)使用的要求不同,孔和軸之間的協(xié)作有松有緊,因而 國(guó)標(biāo)規(guī)定：協(xié)作分三類,即間隙協(xié)作、過(guò)盈協(xié)作、過(guò)渡協(xié)作（見 下圖）；間隙協(xié)作孔與軸裝配時(shí),有間隙（包括最小間隙等于零）的協(xié)作；如下 圖所示,孔的公差帶在軸的公差帶之上；過(guò)渡協(xié)作 孔與軸裝配時(shí),可能有間隙或過(guò)盈的協(xié)作；如下圖所示,孔的公差帶與鈾的公差帶相互交疊；過(guò)盈協(xié)作 孔與軸裝配時(shí)有

7、過(guò)盈（包括最小過(guò)盈等于零的協(xié)作； 如圖 c 所示,孔的公差帶在軸的公差帶之下；國(guó)標(biāo)對(duì)協(xié)作規(guī)定了 基孔制 和基軸制 兩種基準(zhǔn)制；基孔制基本偏差為肯定的孔的公差帶,與不同基本偏差的軸的公差帶基軸制形成各種協(xié)作的一種制度（下圖 a）；基準(zhǔn)孔的下偏差為零,并用代號(hào) H 表示；基本偏差為肯定的軸的公差帶,與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種協(xié)作的一種制度（下圖 b）；基準(zhǔn)軸的上偏差為零,并用代號(hào) h 表示；協(xié)作代號(hào) 協(xié)作代號(hào)由孔和軸的公差帶代號(hào)組成,寫成分?jǐn)?shù)形式,分子為 孔的公差帶代號(hào),分母為軸的公差帶代號(hào)；凡是分子中含 H 的為基孔制協(xié)作,凡是分母中含h 的為基軸制協(xié)作；例 試說(shuō)明 的含意；該協(xié)作的基本

8、尺寸為25mm、基孔制的間隙協(xié)作,基準(zhǔn)孔的公差帶為 H7,（基本偏差為 H公差等級(jí)為 7 級(jí)）,軸的公差帶為 為 g,公差等級(jí)為 6 級(jí)）；公差與協(xié)作的標(biāo)注零件圖上的標(biāo)注方法g6 （基本偏差零件圖上的尺寸公差可按下面三種形式之一標(biāo)：1）在基本尺寸右邊注出公差帶代號(hào),見下圖 a；2）在基本尺寸右邊注出極限偏差,見上圖 b；3）在基本尺寸右邊注出公差帶代號(hào)和相應(yīng)的極限偏 差；但極限偏差應(yīng)加上括號(hào),見上圖 c；當(dāng)標(biāo)注極限偏差時(shí), 上、下偏差的小數(shù)點(diǎn)必需對(duì)齊,小數(shù)點(diǎn)后 的位數(shù)也必需相同 ；當(dāng)上偏差或下偏差為 “零”時(shí)用數(shù)字 “ 0”標(biāo)出（不加正、負(fù)號(hào)）,并與上偏差或下偏差的小數(shù)點(diǎn)前的個(gè)位數(shù)對(duì)齊；當(dāng)公差

9、帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱配置,即兩個(gè)偏差肯定值相同時(shí),偏差只需注寫一次,并應(yīng)在偏差與基本尺寸之間注出符號(hào)“士”,且兩者數(shù)字高度相同；裝配圖上的標(biāo)注方法裝配圖上兩結(jié)合零件有協(xié)作要求時(shí),應(yīng)在基本尺寸右邊注出相 應(yīng)的協(xié)作代號(hào),其注寫形式為下圖中的三種形式之一；外形和位置公差外形和位置公差的基本概念零件經(jīng)加工后,不僅會(huì)存在尺寸的誤差,而且會(huì)產(chǎn)生幾何外形及相互位置的 誤差；如下圖所示的圓柱體,即使在尺寸合格時(shí),也有可能顯現(xiàn)一端大、另一 端小或中間細(xì)兩端粗等情形,其截面也有可能不圓,這屬于外形方面的誤差；再如下圖所示的階梯軸、加工后可能顯現(xiàn)各軸段不同軸線的情形,這屬于位置 方面的誤差；所以,外形公差是指實(shí)際外

10、形對(duì)抱負(fù)外形的答應(yīng)變動(dòng)量；位置公差是指實(shí)際位 置對(duì)抱負(fù)位置的答應(yīng)變動(dòng)量；兩者簡(jiǎn)稱形位公差；形位公差各項(xiàng)目的名稱和符號(hào)形位公差代號(hào) 1代號(hào)的組成形位公差代號(hào)見下圖,它由如下內(nèi)容組成2代號(hào)的畫法公差框格用 細(xì)實(shí)線 繪制,并依據(jù)需要分為兩格或多格,框格中的數(shù)字和字母的高度應(yīng)與圖樣中尺寸數(shù)字的高度相同,指引線和基準(zhǔn)符號(hào)連線用細(xì)實(shí)線繪制, 基準(zhǔn)符號(hào)用加粗 （2b）的短畫表示,框格長(zhǎng)度可按需要確定,見下圖；形位公差的標(biāo)注（ 1）代號(hào)中的指引線前頭與被測(cè)要素的連接方法當(dāng)被測(cè)要素為線或表面時(shí),指 引線的箭頭應(yīng)指在該要素的輪廓線或其延長(zhǎng)線上,并應(yīng)明顯地與尺寸線錯(cuò)開,見下圖 a；2當(dāng)被測(cè)要素為軸線或中心平面時(shí),指

11、引線的箭頭應(yīng)與該要素的尺寸線對(duì)齊,見右圖 b當(dāng)被測(cè)要素為各要素的公共軸線、中心線上,見右圖 c；公共中心平面時(shí), 指引線的前頭可以直接指在軸線或（2） 對(duì)于位置公差仍需要用基準(zhǔn)符號(hào)及連線說(shuō)明被測(cè)要素的基準(zhǔn)要素,此時(shí)基準(zhǔn)符號(hào)與基準(zhǔn)要素連接的方法：當(dāng)基準(zhǔn)要素為素線及表面時(shí),基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)靠近該要素的輪廓線或其引出線標(biāo)注,并應(yīng)明顯地與尺寸線錯(cuò)開,見下圖 a；當(dāng)基準(zhǔn)要素為軸線或中心平面時(shí),基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)與該尺寸線對(duì)齊,見上圖 b；當(dāng)基準(zhǔn)要素為各要素的公共軸線、公共中心平面時(shí),基準(zhǔn)符號(hào)可以直接靠近公共軸線或中心線標(biāo)注,見上圖 c；（ 3）當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)不便直接與框格相連時(shí),就采納基準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)注,其標(biāo)注方法與采納基準(zhǔn)

12、符號(hào)時(shí)基本相同,只是此時(shí)公差框格應(yīng)為三格或多格,以填寫基準(zhǔn)代號(hào)的字母,見下圖；（ 4）當(dāng)位置公差的兩要素,被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素答應(yīng)互換時(shí),即為任選基準(zhǔn)時(shí),就不再 畫基準(zhǔn)符號(hào),兩邊都用箭頭表示,見下圖；（ 5）當(dāng)同一個(gè)被測(cè)要素有多項(xiàng)形位公差要求,其標(biāo)注方法又是一樣時(shí),可以將 這些框格畫在一起,共用一根指引線箭頭,見下圖；（6）如多個(gè)被測(cè)要素有相同的形位公差（單項(xiàng)或多項(xiàng)）要求時(shí),可以在 從框格引出的指引線上繪制多個(gè)箭頭并分別與各被測(cè)要素相連,見下圖；（7）如需給出被測(cè)要素任一長(zhǎng)度（或范疇）的公差值時(shí),其標(biāo)注 方法見圖 a；如不僅給出被測(cè)要素汪一長(zhǎng)度（或范疇）的公差值,仍需給出被測(cè)要素全長(zhǎng)（或整個(gè)要素

13、）內(nèi)的公差值,其標(biāo)注方法見下圖 b；課題四形位誤差和形位公差A(yù) 實(shí)例引入,承上啟下AA 一、外形誤差和外形公差1、 外形誤差：被測(cè)實(shí)際要素對(duì)抱負(fù)要素的變動(dòng)量；說(shuō)明概念,2、 外形公差：?jiǎn)我粚?shí)際要素的外形所答應(yīng)的變動(dòng)全量；明確內(nèi)容二、位置誤差和位置公差1、 位置誤差：關(guān)聯(lián)被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其抱負(fù)要素的變動(dòng)量；2、 位置公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)所答應(yīng)的變動(dòng)全量；位置公差按幾何特點(diǎn)分：*定向公差： 具有確定方向的功能, 即確定被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)基準(zhǔn)要素的方向精 度；*定位公差：具有確定位置功能,即確定被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)基準(zhǔn)要素的位置精度；*跳動(dòng)公差： 具有綜合掌握的才能, 即確定被測(cè)實(shí)際要素的外形和位

14、置兩方面的 綜合精度；零件的形位到底是多少,該如何評(píng)定呢提出問題,三、形位誤差的評(píng)定引導(dǎo)摸索形位誤差是指被測(cè)要素對(duì)其抱負(fù)要素的變動(dòng)量；形位誤差值小于或等于相應(yīng)的形位公差值,就認(rèn)為合格；1、外形誤差的評(píng)定（1） 外形誤差的評(píng)定準(zhǔn)就最小條件 所謂最小條件,是指被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)于抱負(fù)要素的最大變動(dòng)量為 最小,此時(shí),對(duì)被測(cè)實(shí)際要素評(píng)定的誤差值為最??；（2） 外形誤差值的評(píng)定 評(píng)定外形誤差時(shí), 外形誤差數(shù)值的大小可用最小包涵區(qū)域（簡(jiǎn)稱最 小包涵區(qū)域）的寬度或直徑表示；3 個(gè)區(qū) 域 比 較 , 引 出 最 小 條 件 、最 小 區(qū) 域 的 概 念 , 用 以 評(píng) 定 形 狀 誤 差；2、 位置誤差的評(píng)定

15、*定向誤差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)一具有確定方向的抱負(fù)要素的變動(dòng)量,該抱負(fù)要素 的方向由基精確定；定向誤差值用定向最小包涵區(qū)域（簡(jiǎn)稱定向最小區(qū)域）的寬度或直徑表示；定向最小區(qū)域是指按抱負(fù)要素的方向包涵被測(cè)實(shí)際要素時(shí),具有最小寬度或直 徑的包涵區(qū)域；通 過(guò) 定 向 誤 差 的 評(píng)定分析,比較定向最小區(qū)域與最小區(qū)域的差別；*定位誤差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)一具有確定位置的抱負(fù)要素的變動(dòng)量；該抱負(fù)要素 的位置由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定；定位誤差用定位最小包涵區(qū)域（簡(jiǎn)稱定位最小區(qū)域）的寬度或直徑表示；定 位最小區(qū)域是指以抱負(fù)要素定位來(lái)包涵被測(cè)實(shí)際要素時(shí),具有最小寬度或直徑的包涵區(qū)域；明確定位最小區(qū)域,引出基準(zhǔn)的概念*

16、跳動(dòng)是當(dāng)被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí),以指示器測(cè)量被測(cè)實(shí)際要素表面來(lái)反 映其幾何誤差,它與測(cè)量方法有關(guān),是被測(cè)要素外形誤差和位置誤差的綜合反 映；跳動(dòng)的大小由指示器示值的變化確定,例如圓跳動(dòng)即被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸 線作無(wú)軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn)一周時(shí),由位置固定的指示器在給定方向上測(cè)得的最大與最小示值之差；跳動(dòng)先給出概念,在跳動(dòng)公差中再具體介紹*基準(zhǔn) 基準(zhǔn)是具有正確外形的抱負(fù)要素,在實(shí)際運(yùn)用時(shí),就由基準(zhǔn)實(shí)際要素來(lái)確定；由于實(shí)際要素存在形位誤差,因此,由實(shí)際要素建立基準(zhǔn)時(shí),應(yīng)以該基準(zhǔn)實(shí)際 要素的抱負(fù)要素為基準(zhǔn),抱負(fù)要素的位置應(yīng)符合最小條件；* 三基面體系：確定被測(cè)要素在空間的抱負(fù)位置所采納的基準(zhǔn)由三個(gè)相互垂 直

17、的基準(zhǔn)平面組成,這三個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)平面組成的基準(zhǔn)體系稱為三基面體 系；第一基準(zhǔn)平面 三基面體系（含三個(gè)基準(zhǔn)平面） ：其次基準(zhǔn)平面 第三基準(zhǔn)平面 零件的基準(zhǔn)數(shù)量和次序的確定：依據(jù)零件的功能要求來(lái)確定,一般零件上面積 大、定位穩(wěn)的表面作為第一基準(zhǔn)；面積較小的表面作為其次基準(zhǔn)；面積最小的 表面作為第三基準(zhǔn)；留意： 在加工或檢測(cè)時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)所確定的基準(zhǔn)表面和次序不行隨便更換,以保 證設(shè)計(jì)時(shí)提出的功能要求；、外形誤差的檢測(cè)、評(píng)定舉例：直線度誤差的檢測(cè)：典型分析,一般自學(xué),操作試驗(yàn),把握技能；1） 按最小條件求直線度誤差f =f 1+f2=2）按兩端點(diǎn)連線法求直線度誤差：外形公差的特點(diǎn)：可將其分成兩組 1

18、、直線度、平面度、園度、圓柱度：特點(diǎn)：都是單一要素； 沒有基準(zhǔn)；公差帶位置是浮動(dòng)的；公差 帶方向?yàn)樾挝徽`差安最小區(qū)域法所形成的方向一樣；2、線輪廓度、面輪廓度：特點(diǎn)：1、當(dāng)線、面輪廓度是用來(lái)掌握外形時(shí), 它是單一要素,沒有基準(zhǔn),公差帶位置是浮動(dòng)的；2、 當(dāng)線、面輪廓度是用來(lái)掌握外形和位置時(shí),它是關(guān)聯(lián)要素,有基準(zhǔn),公差帶位置是固定的；3、當(dāng)線輪廓度是封閉外形時(shí), 它是單一要素, 沒有基準(zhǔn),公差帶位置是固定的；一、外形和位置公差帶 形位公差帶定義：用以限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域；有外形、大小、方向、位置；形位公差帶的主要外形： （十種）形位公差帶大小用以表達(dá)形位精度的高低,是由給定的形位公 差 t 所

19、確定；一般指形位公差帶的寬度或直徑,且為全值；（一）外形公差帶 特點(diǎn)： 只對(duì)要素有外形要求,無(wú)方向、位置約束；直線度：用以限制被測(cè)實(shí)際直線對(duì)其抱負(fù)直線變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)；被限制的直線有平面內(nèi)的直線,回轉(zhuǎn)體的素線,平面與平面交線和軸線等；（1）在給定平面內(nèi)的直線度（2）在任意方向上的直線度 空間2 平面度：用以限制實(shí)際表面對(duì)其抱負(fù)平面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)；公差帶： 是距離為公差值 t 的兩平行平面之間的區(qū)域；1、 圓度：用以限制實(shí)際圓對(duì)其抱負(fù)圓變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)；職能： 它是對(duì)圓柱面（圓錐面）的正截面和球體上通過(guò)球心的任一截面上提出的外形精度要求；公差帶： 是指在同一正截面上,半徑差為公差值t 的兩同心

20、圓之間的區(qū)域；留意：標(biāo)注圓度時(shí)指引線箭頭應(yīng)明顯地與尺寸線箭頭錯(cuò)開；標(biāo)注圓錐面的圓 度時(shí),指引線箭頭應(yīng)與軸線垂直,而不該指向圓錐輪廓線的垂直方向；提出難點(diǎn),進(jìn)行剖析2、 圓柱度：限制實(shí)際圓柱面對(duì)其抱負(fù)圓柱面變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)；它是對(duì)圓柱 面全部正截面和縱向截面方向提出的綜合性外形精度要求；職能：圓柱度公差可以同時(shí)掌握?qǐng)A度、 素線直線度和兩素線平行度等項(xiàng)目的 誤差；公差帶： 是指半徑為 t 的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域；表面粗糙度的概念零件表面經(jīng)加工后,看起來(lái)很光滑,見下圖a,如用放大鏡觀察、就會(huì)看到表面有明顯高低不平的粗糙痕跡,見下圖 b；這種零件加工表面上所存在的較小間距的峰谷組成的微觀幾何特性 稱為表面粗糙度 ；表面粗糙度 反映了零件表面