教案公差与技术测量.docx

1、教案公差与技术测量公差与技术测量 第 1 讲 课 题 第二章 光滑圆柱的公差与配合 第一节 公差与配合的基本概念 目的任务 掌握基本术语及定义，要会用尺寸公差表格 重点难点 实体状态和实体尺寸 , 三类配合 教学方法 讲 授 使用教具 课件提问作业 一 有关尺寸的术语定义 1 SIZE 用特定单位表示长度值的数字。 2 Basic size 设计给定的尺寸。 D d Actual size 测得的尺寸。真值 Limits of size 允许尺寸变化的两个界限。 D max ， d max ； D min d min Material condition ， Material size 实体状

2、态和实体尺寸 LMC ， MMC ， LMS ， MMS 二 尺寸偏差和公差的术语及定义 1 尺寸偏差 deviation ，某一尺寸减去基本尺寸的代数差。 (1)极限偏差 upper deviation ； lower deviation 孔 ES=Dmax -D ； EI=Dmin -D 轴 es=dmax -d ； ei=dmin -d (2)实际偏差 Ea=Da -D ； ea=da -d 2 尺寸公差 tolerance ，允许尺寸的变化量 T (1)从极限尺寸入手： TD = Dmax -Dmin Td = dmax -dmin (2)从极限偏差看： TD =ES-EI Td =e

3、s-ei (3)三者之间的关系： TD = Dmax -Dmin=（ D+ES ）-（D+EI） =ES-EI 3 公差带图 三、有关配合的术语及定义 1.配合公差带之间的关系（基本尺寸相同） 孔轴 其差值为正是 X ；其差值为负是 Y 2.间隙配合具有间隙（含 Xmin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之上。 最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei 最小间隙 Xmin =Dmax -dmax =EI-es 平均间隙 Xp=1/2（Xmax +Xmin ） 3.过盈配合具有过盈（含 Ymin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之下。 最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =E

4、S-ei 最大过盈 Ymax =Dmin -dmax =EI-es 平均过盈 Yp=1/2（Ymin +Ymax ） 4.过渡配合可能具有 X 或 Y 的配合。此时孔轴公差带相互交叠。 公式用以上 X ， Y 5.配合公差允许 X 或 Y 的变动量。 间隙配合：Tf= Xmax -Xmin 过盈配合：Tf= Ymin -Ymax 过渡配合：Tf= Xmax -Ymax 结论 ：配合精度与零件的加工精度有关，若要配合精度高，则应降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。 公差与技术测量 第 2 讲课 题 第二章 光滑圆柱的公差与配合 第二节 公差与配合标准的主要内容简介 孔基本偏差、标

5、注、公差带、未注公差 目的任务 会准确查表，标注以及掌握优先公差带 重点难点 基本偏差系列图以及高等级公差的查表 教学方法 讲 述 使用教具 课件 图片 提问作业 p49 2-6 、 2-7一 基准制 - 公差与配合标准 对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制：基孔制和基轴制 基孔制 - 基孔制中的孔称为基准孔，用 H 表示，基准孔以下偏差为基本偏差，且数值为零。其公差带位置在零线上侧。 a-h 间隙 es=Xmin j-n 过渡 p-zc 过盈 基轴制 - 基轴制中的轴称为基准轴，用 h 表示，基准轴的上偏差为基本偏差且等于零，公差带位置在零线下侧。 A-H 间隙 EI= Xmi

6、n J-N 过渡 P-ZC 过盈 二、标准公差系列 公差等级 - 是指确定尺寸精度的等级。由于零件和零件上不同部位的尺寸对精确程度的要求往往不相同，为了满足生产的需要，国家标准设置了 20 个公差等级。 IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT18 高 公差等级 低 小 公差数值 大 难 加工程度 易 IT6: 标准公差6级或6级标准公差 D D D T 故：标准公差与公差等级和基本尺寸有关。 公差单位和公差等级系数 （ I i） i计算标准公差的基本单位。 (1): i=0.45 +0.001D(d) 用于常用尺寸段内，IT5-IT18 (2): I=0.004D+2.

7、1 公差等级系数 a反映加工难易 (1)：在常用尺寸段内:（500mm） IT=ai 用于IT5-IT18 IT5 :a=7 沿用GB59 IT6-IT18 ,用R5系列 （见表2-2） 对于最高的三级： IT01-IT1,则用 IT=A+BD(测量误差) 其中B按q5增长。 考虑公差等级的一致性，都按一定规律来变化。 IT2.IT3,IT4按几何级数分布。（详见P14 表2-3） (2): 在大尺寸段：IT=Ai 考虑方式同上。 尺寸分段：如按公式计算标准公差值，则每一个基本尺寸 D（d）就有一个相对应的公差值。 常用： 13个 大尺寸： 8个 （介于其中有2-3个 ）见表2-2 例：求 2

8、5孔的IT6,IT7的标准公差？ 解： IT=ai 而i=0.45 +0.001D D= 23.24 i=0.45 +0.00123.241.31（m） 故： IT6=10i=101.31=13.1（m） IT7=16i=161.31=21（m） ( 最后还要进行科学调整！)三基本偏差系列两大系列：标准公差（大小）和基本偏差 （位置） 基本偏差靠近零线的偏差。 代号及特点 (1) 代号：共28个。 (2) 它决定了公差带相对于零线的位置。 (3) 特点： 轴 ：a-h :es 绝对值渐小；j-zc :ei 绝对值渐大。 孔 : A-H :EI 绝对值渐小；J-ZC :ES 绝对值渐大。 另一偏

9、差取决于标准公差的大小。 基本偏差数值 (1) 轴的基本偏差以基孔制为基础，由经验得出一系列公式。 a-h:用于X配合， es= Xmin ; j-n 用于过渡配合； p-zc 常用于 y 配合，基数值是按 Ymin来确定。 (2) 孔的基本偏差。（基轴制为前提） 换同名字母，应得保证在两种基制中配合性质完全相同。 1） A-H 用于间隙配合： H ： Xmin =EI-es=-es (H: EI=0) h: Xmin =EI-es=EI (h: es=0) 要保证配合性质相同就必须使 Xmin =Xmin EI=-es 从而： A-H 为 a-h 基本偏差的相反数且与公差等级无关。 2） J

10、-ZC 用于过渡或过盈： H ： Ymin =EI-es=0-(ei +Td )=-(ei + Td) h: Ymin =EI-es=Es-TD-0=Es- TD ES=-ei+( TD - Td) 从而它不仅于轴的同名符号有关，还与公差等级有关。故：新国标规定： 通用规则： A-H EI=-es ( 同或异级相配 ) ； J-ZC ES=-ei ( 同级相配 ) 例：确定 25F7, 40M9 孔的基本偏差？ 解： 25F7 EI=-es es=-20 m EI=-(-es)= 20 m 40M9 ES=-ei ei=+9 m ES=-9 m 再查： P20 F7 M9 特殊规则：（用于过渡

11、或过盈且为异级） 在较高精度等级时，采用工艺等价。即：孔比轴低一级相互配合。 K 、 M 、 N 8 级 P-ZC 7 级 ES=-ei+( TD - Td ) ES=-ei+ =( TD - Td ) 4 另一偏差的确定 轴： ei=es-IT (a-h) ; es=ei+IT (j-zc) 孔： ES=EI+IT (A-H) ; EI=ES-IT (J-ZC) 例 1 ： 60H7/f6 60F7/h6 解： 60H7 ： EI=0 ES=EI+IT=+0.030 IT7=-30 m 60f6 ： es=-30 m ei=es-IT=-49 m IT6=19 m 60h6 ： es=0 e

12、i=-IT=-0.019 60F7: EI=-es=+30 m ES=30+30=60 m 故： 60 60 例 2 ： 60H9/r9 60R9/h9 解： 60 60 例 3: 60H7/p6 60P7/h6 60H7 ： EI=0 ES=EI+IT=+0.030 IT7=-30 m 60p6 ： es=-32 m ei=es-IT=-51 m IT6=19 m 60h6 ： es=0 ei=-IT=-0.019 60P7: a. IT6=19 m IT7=-30 m b. = TD- Td=IT7-IT6=30-19=11 m ES=-ei+ =-32+11=-21 m EI=ES-IT

13、7=-21-30=-51 m 故： 60P7 ( ) 再查表： P21 表 2-7 例 4 ：查 25S7 的极限偏差？ 解： 25S7: ES=-35+8=-27 m EI=027-21=-49 m 故： 25S7 四、公差与配合在图样上的标注 1. 公差带代号与配合代号。 1) 公差带代号： 50H8 60Js6 8cd7 50 或 50H8( ) 2) 配合代号：用孔、轴公差带的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。 如： 50 或 50H8/f7 。 2.零件图中尺寸公差带的三种标注形式所示标注方法应用最广泛。 五、常用和优先的公差带与配合 GB/T180

14、1-1999 对孔、轴规定了一般、常用和优先公差带。 孔的一般公差带 105 种，常用公差带 44 种，优先公差带 13 种 轴的一般公差带 116 种，常用公差带 59 种，优先公差带 13 种 先用公差带时应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。（详见 P24 ， P25 图 2-14 ，图 2-15 及表 2-7 ） 六、一般公差线形尺寸的未注公差 1. 线性尺寸的一般公差的概念主要用于较低精度的非配合尺寸。 2.一般公差的作用： P27 3. 线性尺寸的一般公差标准： P27 公差与技术测量 第3讲 课 题 第二章 第三节 公差配合选择 目的任务 掌握基准制，公差等级，配合类别的选择原则

15、 重点难点 基孔制、较高公差等级和配合种类的选择与计算 教学方法 讲 述 使用教具 课件 图片 提问作业 P49 2 8 、 2 9一、 基准制的选择 1 一般情况下采用基孔制，特殊情况下采用基轴制。 2 与标准件相配合时，基准制的选择通常依标准件而定。 3. 为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组成的配合。 例如： 60D10/js6 二、 公差等级的选择原则： 1 当公差等级 IT8 时，推荐孔比轴低一级的配合，但对 IT8 级的配合，则应采用同级配合。 2 选择时，既要满足设计要求，又要考虑工艺的可能性与经济性。即：在满足使用要求的前提下，尽量扩大公差值。 三、 配合的选择

16、1.选择顺序： 优先 常用 一般 任意组合。 2.代号的确定： (1) 间隙配合， | 轴基本偏差 |=Xmin. 故可按 Xmin 来确定基本偏差的代号。 (2) 对于 Y 配合，在确定了基准件的等级后，即可按 Ymin 来配合件的基本偏差代号，并依据 T f 要求确定孔轴的公差等级。 3.选择方法： (1) 计算法，理论上。 (2) 实验法，重要的配合。 (3) 类比法，经验。 例：有一孔轴配合， 40配合间隙有0.0250.066，试确定基孔制孔轴的公差等级和配合种类。 解： Tf =0.066-0.025=0.041 又因为 T f =T h +T S =0.041 试选 IT6=0.

17、016 IT7=0.025 选基准制 H7 再确定： X min =EI-es es=EI-X min =0-0.025=-0.025 再查轴的基本偏差表知 f为-0.025 轴为40f6 ei=-0.025-0.016=-0.041 校对： X max =0.025+0.041=0.066 Xmin =0-(0.025)=+0.025 结果： 40H7/f6 不是最佳配合. 公差与技术测量 第4讲 课 题 第四章 形状和位置公差及检测 第一节 概论 目的任务 主要是掌握形位公差符号，检测原理，标注和评定准则 重点难点 规范标注和最小条件 教学方法 讲 授 使用教具 课件提问作业 一、零件的几

18、何要素与形位误差 零件不论其结构特征如何，都是由一些简单的点、线、面组成，这些点、线、面统称为几何要素。形状是一个要素本身所处的状态，位置则是指两个以上要素之间所形成的方位关系。 1.按结构特征分： 1)轮廓要素：平面，圆柱 2)中心要素：抽象的，但存在 2.按存在的状态分： 1)实际要素：实际存在的 2)理想要素：几何的点、线、面 3.在形位公差中所处的地位分： 1)被测要素：图样上给出形位公差要求的检测对象 2)基准要素：确定被测要素方向和位置的要素，图纸上用基准符号标出 4.按结构的性能分： 1)单一要素：具有形状公差的要求 2)关联要素：与其他要素具有功能关系的要素，位置公差 二、形状

19、误差的影响与规定相应公差的重要性 1.产生误差的原因：内应力；夹紧力；温度；刀具磨损；切削中的振动；热处理变形等等 2.误差对质量的影响：影响产品质量和零件的互换性；也影响产品之间的配合性质，工作精度，运动平稳性，耐磨、密封性，等等。 三、形位公差的项目与符号 GB/T 1182-1996 、 GB/T 1184-1996 、 GB/T 4249-1996 、和 GB/T 16671-1996形位公差项目 公 差 特征项目 符号 有或无基准要求 公差 特征项目 符号 有或无基准要求 形 状 形 状 直线度 无 位置 定向 平行度 有 平面度 无 垂直度 有 圆度 无 倾斜度 有 圆柱度 无 定

20、位 位置度 有或无 形状或位置 轮廓 线轮廓度 有或无 同轴度 有 对称度 有 跳动 圆跳动 有 面轮廓度 有或无 全跳动 有 四、形位公差的标注 框格表示法，采用代号标注，若无法标注时，则可用文字说明 1. 被测要素的标注方法： 1) 必须从左面填起，代号，值，基准 2) 线必须和框格垂直并和其连起来 3) 从左面引出线，也可以从右面引出 4) 向被测要素必须注意： 区分是轮廓还是中心要素 轮廓要素时：箭头指向轮廓或引出线上 中心要素时：箭头指向尺寸线（对齐） 箭头指向公共轴线（平面） 分是宽度方向还是直径方向 箭头指向公差带的宽度方向： t 箭头指向公差带的直径方向： t 若公差带为球体，

21、则标：球 t 2.基准要素的标注方法： 基准符号标注法：基准和框格相连 基准代号标注法：不相连 当基准为中心要素时和尺寸线对齐 若为多要素时（中心），直接标上 3.可以简化标注 4.附加要求的标注（文字） 五、形位误差的检测原则 1.与理想要素比较的原则 2.测量坐标值的原则 3.测量特征参数的原则 4.测量跳动的原则 5.控制实效边界的原则 六、形位误差的评定准则 最小条件：评定形状误差的准则 定义为：被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小 应满足：必须包容实际要素；必须是最小包容区 七、三基面体系 用 X 、 Y 、 Z 三个坐标轴组成互相垂直的三个理想平面，使这三个平面与零件上选定的

22、基准要素建立联系，作为确定和测量零件上各几何关系的起点，并按功能要求，将这三个平面分别称为第一、第二和第三基准平面，总称为三基面体系。公差与技术测量 第 5 讲 课 题 第四章 第二节 形状公差和误差检测 目的任务 主要掌握直线度和平面度的公差带 重点难点 直线度和轮廓度公差带 教学方法 讲 授 使用教具 课件提问作业 第二节 形状公差和形状误差检测 一、直线度与平面度 1. 直线度 它是控制零件上被测要素的不直程度，被限制的直线有：平面内的直线，回转体的素线，平面等的交线，轴线等 1)给定平面内的直线度（素线） 公差带：两条平行直线 t ，大小，方向，位置，形状 2)给定方向的直线度： 一个

23、方向：两平行平面 t 两个方向：四棱柱 t1 ， t2 任意方向上的直线度（空间） 公差带为直径为 t 的圆柱面测量方法有：光隙法（刀口尺）、测微法（百分表）、计算法、图解法 2. 平面度 是限制实际表面对其理想平面变动量的一项指标 其公差带为两平行平面 t 测量：平晶测量（小平面且精度高） 、对角线法（大平面） 3. 圆度 它是控制实际圆对其理想圆的变动量（任一截面的圆度） 公差带：半径差为 t 的两同心圆 检测方法：和尺寸界限须错开、锥体须和轴线垂直 测量：圆度仪 4. 圆柱度 （综合性指标） 它控制圆柱面的圆度，素线的直线度，两条直线的平行度以及轴线的直线度等等 公差带：半径差为 t 的

24、两同轴圆柱 测量：可用全跳动来检测 5. 线轮廓度 用来控制平面曲线或空间曲线与截面的交线的公差：实际对理想轮廓所允许的变动全量 公差带：包络一系列直线为 t 的图所形成的两包络线之间的区域，诸圆的圆心应位于理想轮廓线上。 理论正确尺寸：R1025 确定被测要素的理想形态、方向、位置的尺寸 测量：用轮廓样板 6.面轮廓度 控制空间曲面的形状误差 公差带：包络一系列直径为公差值 t 的球的两包络面之间的区域。球心应位于理想轮廓面上。 标注应在法线上 测量：三坐标测量仪 公差与技术测量 第 6 讲 课 题 第四章 第三节 位置公差和位置误差检测 目的任务 掌握定向、定位、跳动公差带和基准 重点难点

25、 位置度公差的应用与检测 教学方法 讲 述 使用教具 课件 图片 提问作业 P145 4-1 4-2 4-3第三节 位置公差和位置误差检测 一、定向公差 ：是关联要素对基准在方向上的变动全量 包括： 分为：直线和平面 被测和基准之间有；线对线，线对面。面对线，面对面。 公差带的特点： a 相对于基准有确定的方向。 b 具有综合控制被测要素的方向和形状的能力。 1.平行度：控制被测相对于基准的平行程度。 1）给定方向：一个方向：两平行平面且平行于基准 二个方向：以 t1 t2 为尺寸的两组平行平面且平行于基准 2）任意方向： 以 t 为直径的小圆柱且平行于基准 测量：线对线， X 向， Y 向

26、2. 垂直度：限制实际要素对基准在垂直方向上允许的变动全量。 1）给定方向：一个方向：两平行平面且平行于基准 二个方向：以 t1 t2 为尺寸的两组平行平面且平行于基准 2）任意方向： 以 t 为直径的小圆柱且平行于基准 测量：线对线 3. 倾斜度：控制被测相对于基准方向在 0 -90 之间，它的被测对基准的倾斜的理想方向由理论正确角度确定。 测量：线对线，线对面，面对面 二 定位公差 公差带特点： a 相对于基准有确定的位置。 b 具有综合限制被测要素的位置，方向和形状的职能。 1. 同轴度 控制圆柱面（圆锥面）与圆柱面（圆锥面）轴线间的同轴程度。此时，轴线可能发生平移，倾斜或弯曲，或同时发生。 公