《互换性与技术测量》PPT教学课件

*绪言1.互换性概述2.公差与配合 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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.互换性概述二、互换性在机械制造生产中的作用 使用方面提供备件，维修方便（保证了机器工作的连续性和持久性，延长了机器的使用寿命，提高了机器的使用价值） 制造方面提高生产水平，进行文明生产（1.为生产的专业化、协作化、自动化创造了条件2.装配方便，组织装配流水线） 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 方面缩短了机器设计周期（采用公差标准，标准零、部件，CAD） 互换性是重要的生产原则和有效技术 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，提高产品质量和可靠性**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.B4a 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GB159~174-59 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1/299792458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Rohrer1986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φ320，φ400，φ500，φ630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R51,1.6,2.5,4,6.3,10R101,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0,10R20R40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/pR10/31,2,4,8,16,31.5,……**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 GB159~174—59，GB1800~1804—79，GB/T1804—92 GB/T1800.1—1997，GB/T1800.2—1998，GB/T1800.3—1998，GB/T1800.4—1999，GB/T1801—1999，GB/T1803—79，GB/T1804—2000**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 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 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Xmax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Xmin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Xmin=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Ymax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Ymin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Ymin=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XmaxYmax 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ITISOTolerance 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D≤500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D>500~3150大尺寸i采用线性关系温度 公差等级基本尺寸一定，公差等级系数唯一决定公差大小公差等级分为20级IT01,IT0,IT1,…,IT18依次降低，系数依次增大 基本尺寸分段D≤180ISO一致，不均匀递增数系D>180优先数系主段落R10中间段落R20**1.3.2基本偏差系列基本偏差靠近零线的那个偏差，使公差带位置标准化的唯一指标 基本偏差系列用拉丁字母表示，按顺序排列，除i,l,o,q,w外的21字母加上cd,ef,fg,za,zb,zc,js共有28个代号 孔用大写字母表示，轴用小写字母表示 H和h的基本偏差为0，H为基准孔，h为基准轴 JS和js是对称分布，基本偏差为+IT/2或-IT/2，逐渐取代近似对称偏差J和j 另一极限偏差由公差等级决定 基本偏差字母与公差等级数字并列，且大小相同，如H7不能写成H7，因为基本偏差和公差等级是组成公差带的两个独立要素，二者地位等同**1.3.2基本偏差系列2 轴的基本偏差计算公式，是根据使用要求、生产实践经验和科学试验，经数理统计分析整理出来的，是以基孔制配合为基础来考虑的a~h用于间隙配合，基本偏差的绝对值等于最小间隙j~n主要用于过渡配合，保证孔轴配合时对中，拆卸不困难p~zc过盈配合，基本偏差为下偏差，保证足够连接强度，正常传递扭矩轴的另一个偏差ei=es–IT或es=ei+IT 孔的基本偏差 是以轴的基本偏差换算得来的 换算的前提是：保证按基轴制形成的配合和按基孔制形成的同名配合相同φ25H8/f8φ25F8/h8φ25F7/h6φ25H7/f6通用规则用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反孔A~H:EI=-esJ~ZC:ES=-ei特殊规则孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差Δ因为在较高公差等级中，孔比同级的轴加工困难，常采用孔比轴低一级相配孔的另一个偏差EI=ES–IT或ES=EI+IT**表1－10基本尺寸至500mm国标轴的基本偏差**表1－10基本尺寸至500mm国标轴的基本偏差**表1－11基本尺寸至500mm国标孔的基本偏差**表1－11基本尺寸至500mm国标孔的基本偏差**1.4国标规定的公差带与配合对选用的公差带与配合要标准化，要有限制 按国标提供的标准公差和基本偏差，可以组成很多种公差带标准公差20等级，基本偏差28种，孔和轴 公差带种数太多，对生产不利，零件、定值刀、量具和工艺装备 根据我国生产实际情况，考虑各种产品的特点，兼顾今后发展的需要，分别推荐了孔和轴的一般、常用和优先的轴公差带以及常用、优先配合 表1-13一般、常用和优先的轴公差带 表1-14一般、常用和优先的孔公差带 表1-15基孔制常用、优先配合 表1-16基轴制常用、优先配合 优先采用优先公差带、优先配合 其次采用常用公差带、常用配合 再次一般公差带 必要时可自行组合**1.4国标规定的公差带与配合2表1-13一般、常用和优先的轴公差带（尺寸≤500mm）1195913 表1-14一般、常用和优先的孔公差带（尺寸≤500mm） 105 44 13**1.4国标规定的公差带与配合3表1-15基孔制常用、优先配合常用59、优先13种，轴的标准公差≤IT7，与低一级的孔相配合，其余同级**1.4国标规定的公差带与配合4表1-16基轴制常用47、优先13种配合常用47、优先13种，孔的标准公差≤IT7、8，与高一级的轴相配合**1.5公差与配合的选用确定基准制、公差等级、配合种类1.5.1基准制的选用 一般情况下，应优先选用基孔制减少孔加工用的定尺寸刀、量具 基轴制仅用于有明显经济效果的情况 用冷拉钢材作轴，外圆不经加工 在同一基本尺寸的轴上，需装上不同配合的零件 与标准件配合时，依标准件而选 允许采用任一孔、轴公差带组成配合**1.5公差与配合的选用21.5.2公差等级的选用 尺寸≤500mm，公差标准高于IT8的，孔比轴低一级 保证产品质量条件下，尽可能选择较低的精度等级**1.5公差与配合的选用31.5.2公差等级的选用表1-21各种加工方法的合理加工精度**1.5公差与配合的选用41.5.3配合的选用 计算法根据一定的理论公式计算出所需的间隙和过盈 试验法可靠但成本较高 类比法广泛应用工作情况对过盈或间隙的影响**1.5公差与配合的选用51.5.3配合的选用各种基本偏差的应用说明**1.5公差与配合的选用61.5.3配合的选用各种基本偏差的应用说明**1.5公差与配合的选用71.5.3配合的选用优先配合选用说明**1.5公差与配合的选用8**1.6一般公差线性尺寸的未注公差一般公差车间一般加工条件下可以保证的公差 不单独注出极限偏差 当允许公差更为经济时，应在尺寸后直接注出极限偏差表1-25线性尺寸的极限偏差的数值 表1-26倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差的数值**第二章长度测量基础互换性与技术测量**第二章长度测量基础 测量的基本概念 计量器具和测量方法 测量误差及数据处理*2.1测量的基本概念一、测量、检验与检定测量为确定被测对象的量值而进行的实验过程q=L/E被测量值L等于计量单位E与测量值q的乘积 测量对象主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及形位误差等 计量单位我国基本计量制度是米制（即公制）长度m,mm,μm,nm角度弧度(rad),度(°),分(′),秒(″) 测量方法测量时所采用的计量器具和测量条件的综合 测量的精确度测量结果与真值的一致程度检验判断被检对象是否合格，可用计量器具也可用量规、样板等专用定值量具，不能得出具体的量值检定为评定计量器具的精度指标是否合乎该计量器具的检定规程的全部过程，如用量块来检定千分尺的精度指标等**2.1测量的基本概念2二、测量基准和尺寸传递系统 实际生产和科学研究中，用各种计量器具进行测量 为了保证零件在国内外具有互换性，必须保证量值的统一 长度尺寸基准和传递系统 由长度的最高基准过渡到国家基准、工作基准、工作器具、被测对象 米是光在真空中于1/299792458秒时间间隔内的行程长度 机械制造中实用的长度基准是量块和线纹尺，其中量块应用较广**2.1测量的基本概念3二、测量基准和尺寸传递相系统2角度尺寸基准和传递系统**2.1测量的基本概念4三、定值的长度和角度基准量块无刻度的标准端面量具，主要用作尺寸传递系统中的中间标准量具，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，也可用来直接测量零件 形状长方形平面六面体，2个测量面和4个非测量面 标称长度两相互平行的测量面之间的距离 材料特殊合金钢量块的研合性量块的一个测量面与另一量块的测量面或另一经精密加工的类似的平面，通过分子吸力作用而粘合的性能量块的工作面是经过超精研磨制造的。测量表面留有一层极薄的油膜（约0.02μm），切向推合力作用，牢固联接**2.1测量的基本概念5三、定值的长度和角度基准2量块的精度级以量块的标称长度为工作尺寸，忽略制造误差 等以量块经检定后所给出的实际中心尺寸作为工作尺寸，忽略检定时的测量误差**2.1测量的基本概念6三、定值的长度和角度基准3GB6093-85规定：量块共有17种套别 例：83块一套的量块组成所需尺寸51.995**2.1测量的基本概念7三、定值的长度和角度基准4多面棱体用特殊合金钢或石英玻璃经精细加工制成，常见的有4,6,8,12,24,36,72面体等**2.2计量器具和测量方法一、计量器具分类测量仪器和测量工具的统称 基准量具 通用计量器具 极限量规类一种没有刻度的用于检验被测量是否处于给定的极限偏差之内的专用量具，如光滑极限量规、螺纹量规、功能量规等 检验夹具专用的检验工具度量指标 分度值相邻两刻线所代表的量值之差 刻度间距相邻两刻线中心距离 示值范围计量器具所指示或显示的最低值到最高值的范围 测量范围在允许误差限内，计量器具所能测量零件的最低值到最高值的范围 灵敏度计量器具示数装置对被测量变化的反应能力**2.2计量器具和测量方法2二、测量方法分类及其特点 直接测量用计量器具直接测量被测量的整个数值或相对于标准量的偏差间接测量测量与被测量有 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数关系的其他量，再通过函数关系式求出被测量 绝对测量在计量器具的示数装置上可表示出被测量的全值相对（比较）测量在计量器具的示数装置上只表示出被测量相对已知标准量的偏差值 单项测量和综合测量 静态测量和动态测量 接触测量和非接触测量 等精度测量在测量过程中，影响测量精度的各因素不改变 不等精度测量在测量过程中，影响测量精度的各因素全部或部分有改变**2.3测量误差和数据处理测量误差测量结果与被测量的真值之差       误差分类 系统误差在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持恒定或按一定规律变化的误差 随机误差在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差 粗大误差超出在规定条件下预计的误差 精度 精密度表示测量结果中随机误差的影响程度 正确度表示测量结果中系统误差的影响程度 精确度(准确度)表示测量结果中随机误差和系统误差综合的影响程度**2.3测量误差和数据处理2随机误差特点 对称性绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等 单峰性绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多 有界性在一定的条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度 抵偿性当测量次数n增大时，算术平均值愈趋近于真值评定随机误差的尺度——标准偏差概率论原理正态分布曲线 不存在系统误差时，测量方法精密度的高低可用标准偏差σ的大小来表示**2.3测量误差和数据处理3评定随机误差的尺度——标准偏差2 极限误差是单次测量标准偏差的3倍，或称谓概率为99.73%的随机不确定度，即随机误差绝对值不会超过的限度 算术平均值 当测量次数n增大时，算术平均值愈趋近于真值 用算术平均值作为最后测量结果比用其它任一测量值作为测量结果更可靠**2.3测量误差和数据处理4由残余误差求标准偏差 判断系统误差的残余误差观察法 不存在系统误差系列残余误差大体正负相同，无显著变化规律 存在线性系统误差系列残余误差有规律地递增或递减 存在周期性系统误差系列残余误差有规律地逐渐由负变正或由正变负 该方法不能发现定值系统误差 判断粗大误差拉依达准则（3σ准则，服从正态分布的误差且重复测量次数较多） 算术平均值的标准偏差****第三章形状和位置公差及检测互换性与技术测量**第三章形状和位置公差及检测1.概述2.形状公差3.位置公差4.公差原则5.形位公差的选择6.形位误差的检测*3.1概述一、形位误差的产生及其影响机床—夹具—刀具间几何误差+受力变形+热变形+振动+磨损等零件在加工过程中产生的误差包括尺寸偏差、形状偏差、位置偏差对零件的使用功能有较大影响 功能要求机床导轨表面的直线度、平面度，齿轮箱上各轴承孔的位置误差 配合性质间隙、过盈 自由装配性形位公差限制零件的形状和位置误差保证零件的装配要求、保证产品的工作性能**3.1概述一、形位误差的产生及其影响**3.1概述2二、形位误差的研究对象－几何要素几何要素构成零件几何特征的点、线、面按存在的状态分 理想要素具有几何意义的要素 实际要素零件上存在的要素，在测量时，由测得的要素代替实际要素按检测关系分 被测要素图样上给出了形状或位置公差要求需要研究和测量的要素 基准要素图样上规定用来确定被测要素的方向或位置的要素理想的基准要素成为基准按功能要求分 单一要素对要素本身提出形状公差要求的被测要素 关联要素相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给出位置公差要求的被测要素按结构特征分 轮廓要素构成零件轮廓的点、线或面的要素 中心要素轮廓要素对称中心点、线、面或轴线的要素**3.1概述3三、形位误差特征项目和符号GB/T1182－1996**3.1概述4四、形位误差的标注公差框格**3.1概述5四、形位误差的标注被测要素的表示法**3.1概述6四、形位误差的标注基准要素的表示法**3.2形状公差形状公差单一实际要素的形状所允许的变动全量用形状公差带表达：形状、方向、位置和大小等其公差值用公差带宽度或直径来表示直线度   用于限制给定平面内或空间直线、轴线的形状误差根据零件功能分为给定平面内、给定方向上、任意方向上**3.2形状公差2平面度   用于限制被测实际平面的形状误差 圆度   用于限制回转表面的径向截面轮廓的形状误差 圆柱度   用于限制被测实际圆柱面的形状误差 **3.2形状公差3线轮廓度   用于限制平面曲线的形状误差理论正确尺寸   用于确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸设计时对被测要素的理想要求，不附带公差 **3.2形状公差4面轮廓度   用于限制一般曲面的形状误差**3.2形状公差5**3.3位置公差位置公差关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量   位置公差带是限制关联实际要素变动的区域 根据关联要素对基准功能要求的不同，分为定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量分为给定一个方向、给定两个方向和任意方向上的三种   包括①平行度②垂直度③倾斜度定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量   包括①同轴度②对称度③位置度跳动公差是基于特定的测量方法规定的具有综合性质的公差项目，分为圆跳动与全跳动      **3.3位置公差2平行度用于限制被测要素对基准要素相平行的误差 **3.3位置公差3垂直度用于限制被测要素对基准要素相垂直的误差 **3.3位置公差4倾斜度用于限制被测要素对基准要素有夹角（0°～90°）的误差 **3.3位置公差5同轴度用于限制被测要素的轴线对基准要素的轴线的同轴位置误差对称度用于限制被测要素中心线（或平面）对基准要素中心线（或平面）的共线（或面）的误差 位置度用于限制被测点、线、面的实际位置对其理想位置的变动**3.3位置公差6圆跳动被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转一周时，由固定的指示表在给定方向上测得的最大与最小读数之差包括径向圆跳动、端面圆跳动、斜向圆跳动 **3.3位置公差7全跳动被测实际要素绕基准轴线作若干次旋转，同时指示表作平行或垂直于基准轴线的直线移动时，在整个表面上允许的最大跳动量包括径向全跳动、端面全跳动 **3.4公差原则公差原则确定形位公差与尺寸公差之间相互关系所遵循的原则独立原则图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关，分别满足要求相关要求图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的要求 包容要求要求实际要素遵循最大实体边界，加注符号E 最大实体要求要求其实际轮廓处处不得超越最大实体实效边界，加注符号M 最小实体要求要求其实际轮廓处处不得超越最小实体实效边界，加注符号L 可逆要求可逆要求是一种反补偿要求，在符号(M,L)后加注符号R**3.4公差原则2一、术语和定义最大实体尺寸孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸 最小实体尺寸孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸 体外作用尺寸 孔在配合面的全长上，与实际孔体外相接的最大理想轴的尺寸 轴在配合面的全长上，与实际轴体外相接的最小理想孔的尺寸**3.4公差原则3一、术语和定义2 体内作用尺寸孔在配合面的全长上，与实际孔体内相接的最小理想轴的尺寸轴在配合面的全长上，与实际轴体内相接的最大理想孔的尺寸 最大实体实效尺寸在配合面的全长上，孔、轴为最大实体尺寸，且其轴线的形位误差等于给出公差值时的体外作用尺寸 最小实体实效尺寸在配合面的全长上，孔、轴为最小实体尺寸，且其轴线的形位误差等于给出公差值时的体内作用尺寸**3.4公差原则4已知：测得直径尺寸都为φ16，直线度为φ0.02，垂直度误差为φ0.2**3.4公差原则5二、独立原则图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关，分别满足要求尺寸公差控制局部实际尺寸的变动量一般用于对零件的形位公差有其独特的功能要求的场合**3.4公差原则6三、包容要求实际要素应遵守其最大实体边界（即尺寸为最大实体尺寸的边界），其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸仅用于单一要素（形状公差），主要应用于有配合要求，且其极限间隙或极限过盈必须严格得到保证的场合**3.4公差原则7三、包容要求实际要素应遵守其最大实体边界（即尺寸为最大实体尺寸的边界），其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸**3.4公差原则8四、最大实体要求适用于中心要素有形位公差的情况，控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界（即尺寸为最大实体实效尺寸的边界）之内当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出给出的公差值，主要应用于有配合要求，且其极限间隙或极限过盈必须严格得到保证的场合 应用于被测要素**3.4公差原则9四、最大实体要求 应用于基准要素**3.4公差原则10最大实体要求零形位公差被测要素采用最大实体要求，且形位误差为零**3.4公差原则11五、最小实体要求适用于中心要素有形位公差的情况，控制被测要素的实际轮廓处于其最小实体实效边界（即尺寸为最小实体实效尺寸的边界）之内当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出给出的公差值，仅用于中心要素，以保证零件的最小壁厚和设计强度**3.4公差原则12最小实体要求**3.4公差原则13六、可逆要求当形位误差值小于其给定公差值时，允许其实际尺寸超出极限尺寸。但两者综合所形成的实际轮廓，仍然不允许超出其相应的控制边界可用于最大实体要求，也可用于最小实体要求。主要应用于对尺寸公差及配合无严格要求，仅要求保证装配互换的场合**3.5形位公差的选择   确定形位公差值的方法有类比法和计算法。通常使用类比法。类比法参考现有手册和资料，参照经过验证的类似产品的零部件，通过对比分析，确定其公差值总的原则在满足零件功能要求的前提下选取最经济的公差值   各种形位公差的值分为1～12级，其中圆度、圆柱度公差值，为了适应精密零件的需要，增加了一个0级。P93:表3－6～3－10**3.5形位公差的选择2一、形位公差特征项目的选用依据是零件的工作性能要求、零件在加工过程中产生形位误差的可能性，以及检验是否方便等 机床导轨的直线度或平面度公差要求，保证工作台运动时平稳和较高的运动精度 轴承座、与轴承相配合的轴颈，规定圆柱度公差和轴肩的端面圆跳动公差，保证轴承的装配和旋转精度 齿轮箱体上的轴承孔规定同轴度公差，控制在对箱体镗孔加工时容易出现的孔的同轴度误差和位置度误差 对轴类零件规定径向圆跳动或全跳动公差，既可控制零件的圆度或圆柱度误差，又可控制同轴度误差，检测方便 端面圆跳动公差在忽略平面度误差时，可代替端面对轴线垂直度的要求**3.5形位公差的选择3二、公差原则和公差要求的选用 独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则，应用较为普遍 对重要的配合常采用包容要求 对于仅需保证零件的可装配性，而为了便于零件的加工制造时，可以采用最大实体要求和可逆要求等 为保证最小壁厚可选用最小实体要求**3.5形位公差的选择4三、形位公差的选用 未注公差值的规定 在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值 圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外）一般情况下应小于其尺寸公差值 平行度公差值应小于其相应的距离公差值 考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的要求下，可适当降低1到2级选用，如孔相对于轴、细长比较大的轴或孔、距离较大的轴或孔、宽度较大的零件表面等**3.6形位误差的检测形状误差及其评定被测实际要素对其理想要素的变动量理想要素的位置应符合最小条件。最小条件分为两种情况： 轮廓要素理想要素位于零件实体之外与实际要素接触，并使被测要素对理想要素的最大变动量为最小 中心要素理想要素应穿过实际中心要素，并使实际中心要素对理想最大变动量为最小**3.6形位误差的检测2形状误差及其评定2最小包容区域包容被测实际要素且具有最小宽度或直径的区域。其形状与形状公差带相同，而其大小、方向及位置则随实际要素而定按近似方法评定的误差值通常大于最小区域法评定的误差值，更能保证质量位置误差及其评定形状公差应小于或等于定向公差定向公差应小于或等于定位公差**3.6形位误差的检测3基准的建立和体现在位置公差中，基准是指理想基准要素，被测要素的方向或（和）位置由基准确定 由基准实际要素建立基准时，基准平面为处于实体之外与基准实际表面相接触，并符合最小条件的理想平面 由实际轮廓线建立基准直线时，是以处于实体外与实际线接触，且符合最小条件的理想直线作为基准直线 由实际轴线或中心线建立基准时，应以穿过该实际线，且使实际线到该线的最大偏离量为最小的理想直线为基准轴线 公共基准轴线则为包容两条或两条以上基准实际轴线，且直径为最小的圆柱面轴线，即为这些基准实际轴线所公有的理想轴线 三基准体系中，第一基准面按最小条件建立，第二基准面按定向最小条件建立**3.6形位误差的检测4在位置误差测量中，基准要素可用下列方法： 模拟法采用形状精度足够高的精密表面来体现基准 分析法通过对基准实际要素进行测量，然后经过数据处理求出符合最小条件的理想要素作为基准 直接法当基准实际要素形状精度足够高时，就以其自身为基准，其误差对测量结果的影响可忽略不计 目标法就是以基准实际要素上规定的若干点、线和面构成基准。它主要用于铸、锻或焊接等粗糙表面或不规则表面，以保证基面的统一**3.6形位误差的检测5形位误差检测原则一、与理想要素比较原则   （1）平面度误差的测量       ①最小区域法三角形准则、交叉准则、直线准则       ②对角线法       ③三点法**3.6形位误差的检测6一、与理想要素比较原则2   （2）圆度误差的测量       ①最小区域法       ②最小外接圆法       ③最大内接圆法       ④最小二乘圆法**第四章表面粗糙度及检测互换性与技术测量**第四章表面粗糙度及检测1.表面粗糙度的国家标准2.零件表面粗糙度参数值的选择3.表面粗糙度的测量*第四章表面粗糙度及检测表面粗糙度加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度波距<1mm，即微观几何形状误差1≤波距≤10属于表面波度，即中间几何形状误差波距>10属于形状误差，即宏观几何形状误差 对零件的使用有重要影响 配合影响测量的准确性，使配合性质不稳定 摩擦和磨损增大摩擦系数，越容易磨损 接触刚度降低 疲劳 抗腐蚀性 结合密封性、美观**4.1表面粗糙度的国家标准GB/T3505—2000（GB3505—83）表面粗糙度—术语、表面及其参数GB/T1031—1995表面粗糙度参数及其数值GB/T131—1993机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法（1）主要术语及定义 取样长度lr是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，至少包含5个以上轮廓峰和谷为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响 评定长度ln是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度，在测量或评定时所规定的一段最小长度，可包含一个或几个取样长度。一般情况下，取ln=5lr**4.1表面粗糙度的国家标准2GB/T3505—2000（GB3505—83）表面粗糙度—术语、表面及其参数（1）主要术语及定义2 中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线**4.1表面粗糙度的国家标准3（2）评定参数及数值评定参数由幅度（高度）参数、间距参数和混合（形状）参数组成高度参数共三个，是基本的评定参数： 轮廓算术平均偏差Ra在取样长度l内，轮廓偏距绝对值的算术平均值 微观不平度十点高度Rz在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值和5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 由于测量点不多，故在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分**4.1表面粗糙度的国家标准4（2）评定参数及数值2 轮廓算术平均偏差Ra 微观不平度十点高度Rz 轮廓最大高度Ry在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离**4.1表面粗糙度的国家标准5（2）评定参数及数值2 轮廓算术平均偏差Ra 微观不平度十点高度Rz 轮廓最大高度Rz**4.1表面粗糙度的国家标准6间距参数共两个： 轮廓单峰平均间距S 轮廓微观不平度的平均间距Sm综合参数，与形状特征有关: 轮廓支承长度率tp间距参数、综合参数均为附加的评定参数。一般情况下应从三个基本评定参数中选取，只有少数零件的重要表面有特殊使用要求时才选用附加的评定参数**4.1表面粗糙度的国家标准7间距参数： 轮廓单元的平均宽度RSm在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值混合参数（形状参数） 轮廓支承长度率Rmr(c)**4.1表面粗糙度的国家标准8表面粗糙度的符号GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准9表面粗糙度代号注法GB/T131—93 当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过固定值的个数少于总数的16％时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值 当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值或最小值**4.1表面粗糙度的国家标准10表面粗糙度基本参数的标注GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准11表面粗糙度基本参数的标注2GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准12表面粗糙度附加参数的标注GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准13表面粗糙度其他项目的标注GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准14加工纹理方向的符号GB/T131--93**4.1表面粗糙度的国家标准15表面粗糙度图样上的标注方法GB/T131--93**4.2零件表面粗糙度参数值的选择幅度参数的选用 一般情况下可从Ra和Rz中任选一个 在常用值范围内（Ra为0.025~6.3μm），优先选用Ra 粗糙度要求特别高或低时，选用Rz，用于测量部位小或有疲劳强度要求的零件表面的评定 少数零件的重要表面，有特殊要求时才附加选用 间距参数的选用 RSm主要在对涂漆性能，冲压成形时抗裂纹、抗振、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时选用 形状参数的选用 Rmr(c)主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合附加选用**4.2零件表面粗糙度参数值的选择2零件表面粗糙度参数值既要满足零件功能要求，也要考虑到经济性。类比法一般选择原则如下: 在满足表面功能要求的情况下，尽可能选用较大的零件表面粗糙度参数值 同一零件上，工作表面的零件表面粗糙度参数值小于非工作表面的 摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度零件表面粗糙度参数值要小；滚动表面比滑动表面零件表面粗糙度参数值要小；高速运动，单位压力大的摩擦表面粗糙度参数值较小 受循环载荷的表面积及易引起应力集中的部分，零件表面粗糙度参数值较小 配合性质要求高的结合表面，间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载荷的过盈配合表面等都应取较小的粗糙度参数值 配合性质相同，零件尺寸越小，则零件表面粗糙度参数值越小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸，轴比孔零件表面粗糙度参数值要小**4.2零件表面粗糙度参数值的选择3**4.2零件表面粗糙度参数值的选择4轴和孔的表面粗糙度参数推荐值**4.2零件表面粗糙度参数值的选择5 通常尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小 但并不存在确定的函数关系 表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系    T≌0.6IT   Ra≤0.05IT   Rz≤0.2IT    T≌0.4IT   Ra≤0.025IT   Rz≤0.1IT    T≌0.25IT   Ra≤0.012IT   Rz≤0.05IT    T<0.25IT   Ra≤0.015T   Rz≤0.6T**4.3表面粗糙度的测量测量方法：比较法：一般只用于粗糙度参数值较大的近似评定光切法：光切原理，对大零件的内表面可以采用干涉法：通常用于测定0.8～0.025μm的Rz值针描法：利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度**4.3表面粗糙度的测量针描法：利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度电动轮廓仪**第五章光滑极限量规互换性与技术测量**第五章光滑极限量规1.基本概念2.泰勒原则3.量规公差带4.量规设计*5.1基本概念成批或大量生产中工件尺寸的检验光滑极限量规一种无刻度的专用检验工具，只能确定工件是否在允许的极限尺寸范围内，不能测量工件的实际尺寸塞规检验孔径的光滑极限量规通规按被测孔的最大实体尺寸制造使用时通过被检验孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸止规按被测孔的最小实体尺寸制造使用时塞不进被检验孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸**5.1基本概念2检验轴径的光滑极限量规叫环规或卡规通规按被测轴的最大实体尺寸制造使用时能顺利滑过被检验轴，表示被测轴径小于最大极限尺寸止规按被测轴的最小实体尺寸制造使用时滑不过去，表示被测轴径大于最小极限尺寸塞规和卡规一样，把通规和止规联合起来使用（成对使用），就能判断被测孔径和轴径是否在规定的极限尺寸范围内**5.1基本概念3光滑极限量规光滑塞规和卡规根据量规不同用途，分为：工作量规工人在制造过程中，用来检验工件时使用的量规通T止Z验收量规检验部门和用户代表验收产品时使用的量规通T止Z校对量规用来检验轴用量规在制造中是否符合制造公差，在使用中是否已达到磨损极限时所用的量规 校通—通TT检验轴用量规通规的校对量规 校止—通ZT检验轴用量规止规的校对量规 校通—损TS检验轴用量规通规磨损极限的校对量规光滑极限量规国标GB1957-81**5.2泰勒原则泰勒原则孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，实际尺寸不允许超过最小实体尺寸 孔的作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸，并在任何位置上孔的最大实际尺寸应小于或等于孔的最大极限尺寸 轴的作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸，并在任何位置上轴的最小尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸光滑极限量规 通规用于控制工件的作用尺寸全形量规测量面应具有与孔或轴相应的完整表面尺寸等于孔或轴的最大实体尺寸，长度等于配合长度 止规用于控制工件的实际尺寸不全形量规两点接触式尺寸等于孔或轴的最小实体尺寸**公差与配合基本术语及定义有关尺寸的术语和定义 极限尺寸判断原则（泰勒原则）根据极限尺寸判断孔、轴是否合格作用尺寸不允许超过最大实体尺寸孔D作用≥Dmind作用≤dmax任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸孔Da≤Dmaxda≥dmin**5.3量规公差带量规制造公差其大小决定了量规制造的难易程度形位公差应在工作量规制造公差范围内，其公差为量规制造公差的50％通规制造公差带对称于Z值（公差带中心到工件最大实体尺寸间的距离）磨损公差—使用寿命磨损极限与工件的最大实体尺寸重合止规制造公差带从工件的最小实体尺寸起，向工件的公差带内分布磨损公差未规定校对量规的公差带分布规定如下：TT校通—通防止通规尺寸过小TS校通—损防止通规超出磨损极限尺寸ZT校止—通防止止规尺寸过小制造公差为被校对的轴用量规制造公差的50％，其形状公差应在校对量规制造公差范围内**5.3量规公差带2校对量规的公差带分布规定如下：TT防止通规尺寸过小应通过被校对的轴用量规公差带是从通规的下偏差起，向轴用量规通规公差带内分布TS防止通规超出磨损极限尺寸校对量规若通过了应予废弃公差带是从通规的磨损极限起，向轴用量规通规公差带内分布ZT防止止规尺寸过小应通过被校对的轴用量规公差带是从止规的下偏差起，向轴用量规止规公差带内分布**5.4量规设计量规型式的选择**5.4量规设计2量规工作尺寸的计算 由GB1800.4--1998或表1-10、1-11查出孔与轴的上、下偏差 由表5-2查出工作量规制造公差T和位置要素Z值，确定量规的形状公差和校对量规的制造公差 计算各种量规的极限偏差或工作尺寸**5.4量规设计3**5.4量规设计4量规的技术要求量规测量面的材料淬火钢和硬质合金在测量面上镀以厚度大于磨损量的镀铬层、氮化层等耐磨材料量规测量面的硬度淬火钢硬度应为HRC58~65量规测量面的粗糙度表5－3工作量规工作尺寸的标注 **第六章滚动轴承的公差与配合互换性与技术测量**第六章滚动轴承的公差与配合1.概述2.滚动轴承的精度等级3.滚动轴承内径与外径的公差带及其特点4.滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择*6.1概述滚动轴承是机器上广泛应用的一种作为传动支承的标准部件配合的公称尺寸外径D、内径d按承受负荷的方向：向心、向心推力、推力按滚动体形状：球、滚柱（圆柱或圆锥体）完全互换性：滚动轴承配合尺寸不完全互换性：滚动轴承组成零件间 GB4199—84《滚动轴承公差定义》 GB/T307.1—94《滚动轴承向心轴承公差》 GB/T307.4—94《滚动轴承推力球轴承公差》 GB/T275—93《滚动轴承与轴和外壳的配合》 GB/T4604—84《滚动轴承径向游隙》**6.2滚动轴承的精度等级滚动轴承等级按公称尺寸（基本尺寸）精度和旋转精度分为5个精度等级0、6、5、4、2G、E、D、C、B圆锥滚子轴承0、6x、5、4，推力轴承0、6、5、4滚动轴承精度基本尺寸精度轴承内径d、外径D、内圈宽度B、外圈宽度C的制造精度及圆锥滚子轴承的装配高度T等旋转精度轴承内、外圈径向跳动、轴承内、外圈的端面对滚道的跳动、轴承内圈端面对内孔的跳动、轴承外径母线对基准端面的倾斜度的变动量等滚动轴承的应用 0（普通）级轴承用在中等精度、中等转速和旋转精度要求不高的一般机构 6（中等）级轴承用在旋转精度和转速较高的旋转机构 5、4（精密）级轴承用在旋转精度和转速高的旋转机构 2（超精）级轴承用在旋转精度和转速很高的旋转机构**6.3滚动轴承内径与外径的公差带及其特点滚动轴承内、外径公差带轴承内、外圈的单一平面平均直径（dmp,Dmp）为了便于互换性和大量生产轴承内圈与轴颈配合按基孔制，内径公差带移至零线下方，使保持一定量的过盈量，从而防止其间发生相对运动而导致结合面磨损，保证内圈和轴一起旋转，方便装拆，不产生过大的应力假如轴承内孔的公差带与一般基准孔一样分布在零线上侧，当采用公差与配合国标中的过盈配合时，所得过盈往往太大；若改用过渡配合，又可能出现间隙；若采用非标准配合，又违反了标准化和互换性