機械製圖的公差與配合及其標註方法

tags: 機械製圖    時間:2014-03-06 09:35:05
機械製圖的公差與配合及其標註方法簡介
一、公差與配合的概念 (一)零件的互換性 在成批生產進行機器裝配時,要求一批相配合的零件只要按零件 圖要求加工出來,不經任何選擇或修配,任取一對裝配起來,就能達到設計的工作性能要求……
機械製圖的公差與配合及其標註方法正文

一、公差與配合的概念

(一)零件的互換性

在成批生產進行機器裝配時,要求一批相配合的零件只要按零件 圖要求加工出來,不經任何選擇或修配,任取一對裝配起來,就能達到設計的工作性能要求,零件間的這種性質稱為互換性。零件具有互換性,可給機器裝配、修理帶來方便,也為機器的現代化大生產提供了可性。

(二)公差的有關術語

零件在加工過程中,足球機床精度、刀具磨損、測量誤差等的影響,不可能把零件的尺寸加工得絕對準確。為了保證互換性,必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定範圍內,為例,說明公差的有關術語(軸,類同)。

 

 

 

 

 

1、基本尺寸

根據零件的強度和結構要求,設計時確定的尺寸。其數值應優先用標準直徑或標準長度。

2、實際尺寸

通過測量所得到的尺寸。

3、極限尺寸

允許尺寸變動的兩個界限值。它是以基本尺寸為基數來確定的。兩個界限值中較大的一個稱為最大極限尺寸;較小的一個稱為最小極限尺寸。

4、尺寸偏差(簡稱偏差)

某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數差。尺寸偏差有:

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

上、下偏差統稱為極限偏差,上、下偏差可以是正值、負值或零。

國家標準規定:孔的上偏差代號為ES,孔的下偏差代號為EI;軸的上偏差代號為es,軸的下偏差代號為ei.

5、尺寸公差(簡稱公差)

允許尺寸的變動量。

尺寸公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸=上偏差—下偏差

因為最大極限尺寸總是大於最小極限尺寸,亦即上偏差總是大於下偏差,所以尺寸公差一定為正值。

   如圖1a所示的孔徑:

基本尺寸=Ø30

最大極限尺寸=Ø30.010

最小極限尺寸= Ø29.990

上偏差ES=最大極限尺寸—基本尺寸

         =30.010-30=+0010

下偏差EI=最小極限尺寸—基本尺寸

         =29.990-30=-0.010

公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸

    =3010-29.990=0.020

    =ES-EI=+0.010--0.010=0020

如果實際尺寸在Ø30.010Ø29.990這間,即為合格。

6、零線、公關帶和公差帶圖

如圖1b所示,零線是在公差帶圖中用以確定偏差的一條基準線,即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。在零線左端標上“0”“+”、“—”號,零線上方偏差為正;零線下方偏差為負。公差帶是由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域,公差帶的區域寬度和位置是構成公差帶的兩個要素。為了簡便地說明上述術語及其相互關係,在實用中一般以公差帶圖表示。公差帶圖是以放大圖形式畫出方框的,注出零線,方框寬度表示公差公差值大小,方框的左右長度可根據需要任意確定。為區別軸和孔的公差帶,一般用斜線表示孔的公差帶;用加點表示軸的公差。

7、標準公差與標準公差等級

標準公差是國家標準所列的以確定公差帶大小的任一公差。標準公差等級是確定尺寸精確程度的等級。標準公差分20個等級,即IT01IT0IT1IT18,表示標準公差,阿拉伯數字錶示標準公差等級,其中IT01級最高,等級依次降低,IT18級最低。對於 一定的基本尺寸,標準公差等級愈高,標準公差值愈小,尺寸的精確程度愈高。國家標準將500mm以內的基本尺寸範圍分成13段,按不同的標準公差等級列出了各段基本尺寸的標準公差值,見表

8、基本偏差

用以確定公差帶相對於零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個偏差,如圖2所示,當公差帶位於零線上方時,其基本偏差為下偏差,當公差帶位於零線下方時,其基本偏差為上偏差。

 

 

 

 

根據實際需要,國家標準分別對孔和軸各規定了28個不同的基本偏差,如圖3所示。孔、軸的基本偏差數值可從有關表中查出。從圖3中可知:

(1)基本偏差代號用拉丁字母表示,大寫字母表示的基本偏差代號,小寫字母表示軸的基本偏差代號。由於圖中用基本偏差只表示公差帶大小,故公差帶一端畫成開口。

(2)本偏差從AH為下偏差,JZC為上偏差,JS的上下偏差分別為+IT/2--IT/2

3)軸的基本偏差從ah為上偏差,j—zc為下偏差,js的上下偏差分別為+IT/2T和—IT/2。孔和軸的另一偏差可由基本偏差和標準公差算出。

9、軸的公差代號與標準公差等級代號組成,並且要用同一號字書寫。

例如:Ø60H8,表示基本尺寸為Ø60,基本偏差為H,標準公差等級為8級的孔的公差帶。又如:Ø60f7,表示基本尺寸為Ø60,基本偏差為f,標準公差等級為7級的軸扔公差帶。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(三)配合的有關術語

在機器裝配中,基本尺寸相同的、相互結合的孔和軸的公差帶之間的關係,稱為配合。由於孔和軸的實際尺寸不同,裝配后可以產生“間隙”或“過盈”。在孔與軸的配合中,孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數差為正值時是間隙,為負值時是過盈。

1. 配合的種類

 配合按其出現間隙或過盈的不同,分為三類:

 

 

 

 

 

 

 1)間隙配合   孔的公差帶在軸的公關帶之上,任取其中一對孔和軸相配都成為具有間隙(包括最小間隙為零)的配合,如圖4a所示。

2)過盈配合   孔的公差帶在軸的公差帶之下,任取其中一對孔和軸相配都為為具有過盈(包括最小間隙為零)的配合,如圖4b所示。

 (3)過度配合   孔的公差帶在軸的公差帶相互交疊,任取其中一對孔和軸相配,可能是具有間隙,也可能具有過盈的配合,如圖4c所示。

2、配合的基準制

國家標準規定了兩種基準制,如圖4所示。

1)基孔制    基本偏差為一定的孔的公差帶與基本偏差的軸的公差帶構成種配合的一種制度,如圖5a所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將孔的公差帶位置固定,通過變換軸的公差帶位置得到不同的配合。

基孔制的孔稱為基準孔,國家標準中規定基準孔的下偏差為零,“H”為基準孔的基本偏差代號。

2)基軸制   基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶構成各種配合的一種制度,如圖5b所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將軸的公差帶位置固定,通過變換的孔的公差帶位置得到不同的配合。

基軸心制的孔稱為基準軸套,國家標準中規定基準軸的上偏差為零,“h”為基準軸的基本偏差代號。

從基本偏差系列(圖3)中可以看出:

 

 

 

 

 

 

在基孔制中,基準孔H與軸配合,a~h(共11種)用於間隙配合;j~n(共5種)主要用於過度配合;(npr可能為過度配合或過盈配合);p~zc(共12種)主要用於過盈配合。

    在基軸制中,基準軸h與孔配合,A~H(共11種)用於間隙配合;J~N(共5種)主要用於過度配合;(NPR可能為過度配合或過盈配合);P~ZC(共12種)主要用於過盈配合。

 二、公差與配合的選用

公差配合的選用包括基準制、配合類別和公差等級三項內容。

(一)基準制的國家標準中規定優先選用基孔制,因為一般地說加工孔比加工軸難,採用基孔帛可以限制和減少加工也所需用的定值刀具、量具的規格數量,從而獲得較好的經濟效益。

   基軸制通常僅用於結構設計要求不適宜採用基孔制,或採用基軸制具有明顯經濟效果的場合。例如,同一軸與幾個具有不同公差帶的孔配合(如圖6)或冷拉製成不再進行切削加工的軸在與孔配合時,採用基軸制。

 

 

 

 

 

     在零件與標準配合時,應按標準件所選用的基準制來確定,如滾動軸承的軸圈與軸的配合則為基孔制;而座圈與機體孔的配合則有為 基軸的制。

(二)配合的選擇

國家標準規定了優先選用、常用和一般用途的孔、軸公差帶。應根據配合特性和使用功能,盡量選用優先和常用配合。當零件之間具有相對轉動或移動時,必須選擇間隙配合;當零件之間無鍵、銷等緊固件,只依靠結合面之間的過盈來實現傳動時,必須選擇過盈配合當零件之間不要求有相對運動,同軸度要求較高,且不是依靠該配合傳遞動力時,通常選擇過度配合。

(一)              准公關等級的選擇

在保證零件使用要求的條件下,應盡量選擇比較低的標準公差等級,即標準公差等級數較大,公差值較大,以減少零件的製造成本。由於加工孔比較難,故當標準公差等級高於IT8時,在基本尺寸至500mm的配合中,應選擇孔的標準公差等級比軸低一級(如孔為8級,軸為7級)來加工孔。因為公差等級愈高,加工愈困難。標準公差等級低時,軸、孔的配合可選相同的標準公關等級。

通常IT01~IT14用於塊規和量規;IT5~IT12用於配合尺寸;IT12~IT18用於非配合尺寸。

三、公差與配合的注法及查表

(一)配合在裝配圖中的注法

配合代號由相配的孔和軸的公差帶代號組成,用分數形式表示,分子為孔的公差帶代號;分母為軸的公差帶代號(用斜分數線時,用斜分數線應與分子、分母中的代號高度平齊)。

    由上述分析中可知,在配合代號中,如果分子含有H的,則為基孔制配合;如果分配含有h的,則為基軸制配合。如果分配含有H,同時分配也含有h時,則是基孔與基準軸相配合即最小間隙為零的間隙配合,一般視為基孔制配合,也可以視為基軸制配合。

配合在裝配圖中的注法,有以下三種形式:

(1) 標註孔、軸的配合代號,如圖7a所示。這種注法應用最多。

 

 

 

 

 

 

(2) 零件與標準件或外購件配合時,裝配圖中可僅標註該零件的公差帶代號。如圖7b中軸頸與滾動軸承圈的配合,只注出軸頸φ30K6;機座孔與滾動軸承座圈的配合,只注出機座孔φ62J7

(3)標註孔、軸的極限偏差,如圖8所示。這種注法主要用於非標準配合。

 

 

 

 

(二)              公差在零件圖中的注法

公差在零件圖中的注法,有以下三種形式:

1、標註公差帶代號

9a所示,這種注法常用下地大批量生產中,由於與採用專用量具檢驗零件統一起來,因此不需要注出偏差值。

2、標註偏差數值

如圖9b所示,這種注法常用於小批量或單件生產中,以便加工檢驗時對照。村注偏差數值時應注意;

   1)上、下偏差數值不相同時,上偏差注在基本尺寸的右上方,下偏差注在右下方並與基本尺寸注在同一底線上。偏差數字應比基本尺寸數字小一號,小數點前的整數位對齊,後邊的小數位應相同,如圖中ф30   

 

 

 

 

 

 

2)如果上偏差或下偏差為零時,應簡寫為“0”,前面不注“+”、“—”號,後邊不注小數點;另一偏差按原來的位置注寫,其個位“0”對齊,如圖ф30  

3)如果上、下偏差煤數值絕對值相同,則在基本尺寸后加註“±”號,只填寫一個偏差數值,其數字大小與基本尺寸數字大小相同,如ф80±0.017

3、同時村注公差帶代號和偏差數值

如圖9c所示,偏差數值應該用圓括弧括起來。這種標註形式集中了前兩種標註形式的優點,常用於產品轉產較頻繁的生產中。

  國家標準規定,同一張零件圖上其公差只能選用一種標註形式。

(二)極限偏差數值的查表

   當孔或軸的基本尺寸、基本偏差代號和標準公差等級確定后,可由極限偏差表中直接查得孔或軸的上、下偏差;對於基準件(基準孔和基準軸)直接從標準公差表中查得。

   [10-3]    查表寫出ф30和ф18的軸、孔偏差數值。

⒈查ф30的軸、孔偏差數值

從該配合代號中可以看出孔、軸基本尺寸為ф30,孔為基準孔,公差等級7級;相配的軸基本偏差代號為f,公差等級6級,屬基孔制間隙配合。

(三)              查ф30H7基準孔。在附表中由基本尺寸24~30的橫行與H7的縱列相交處,查得上、下偏差為 μm(即mm),所以ф30H7可寫成ф300.021就是該基準孔的公差,因此,也可在標準公差表中查得,在基本尺寸>18~30的橫行與IT7的縱列相交處找到21μm(即0.021mm),可知該基準孔的上偏差為+0.021,其下偏差為“0”。

(四)          查ф30f6軸。在附表6-1中,由基本尺寸>24~30的橫行與f6的縱列相交處,查得上、下偏差為μm(即mm),所以ф30f6可寫成ф30

(1)  查ф18的軸、孔偏差值

用同樣方法可查得ф18K8孔的極限偏差為,故可寫成ф18K8();查得ф18h7基準軸的極限偏差為,可寫成ф18h7()。

 

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