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1、基本知识,1,公差基本知识,1. 公差的意义 2. 一般公差 3. 其它公差 3.1 形状公差 3.2 姿势公差 3.3 位置公差 3.4 晃动公差 4. 尺寸公差和配合,目录,2,公差基本知识,公差是什么? 1. 规定的最大值和最小值间的差 2. 在等差数列或等差级数中某一项与下一项相减得到的一定的数. 上述3条中为了运用到产品设计或生产中,从几何层面来看时, 公差的定义? 意为规定的尺寸中 “最大值和最小值的差”.,1. 公差的意义,3,公差基本知识,一般公差也可以称为普通公差或允许公差, 目的在于在不特别要求精密度的部分进行整体标注, 可以不用一一标注公差. 因为时间或制造价格的原因不可
2、能做出毫无偏差且尺寸完全合适的部品, 所以在图纸上标注的所有尺寸上都允许使用. 但是大部分尺寸都不需要特别的精密度, 所以此部分如果有一般使用的标准公差的话, 设计者可以不用很辛苦地来一个一个地决定公差. 设计者可以不用在所有尺寸上一一标注公差, 所以图纸会变得很简单. 具有相似功能的部分,公差等级对设计者来说都是一样的,所以制作者可以很有效率地生产部品.,2. 一般公差(General Tolerance),4,普通公差一般会标注到如下图标注栏所示的注释(note)栏里. 图纸中标注的尺寸中,没有标注公差的尺寸并不是该尺寸没有公差的意思, 而是使用注释(note) 栏中的普通公差的意思.,2
3、. 一般公差(General Tolerance),5,公差基本知识, 未特别言及时, 各个尺寸都有公差. 公差或标注到尺寸上, 或在标注栏,标题栏中规定. 尺寸和公差不能遗漏或重复, 各个形状的特征要表达完整. 开孔时, 不使用Drill和Reamer等 “加工”用语, 标注上尺寸即可. 尺寸输入时,要排列整齐,便于查读. 在图纸上标示为直角的部品的形状,或是中心线等情况下不用标注尺寸. 未言及时, 所有尺寸测定为20C. 除厚度薄的塑料部品或金属板材外, 所有尺寸和公差都在不固定的状态下测定.,2. 一般公差(General Tolerance) 尺寸输入基础,6,公差基本知识,开孔多的部
4、品上各自使用的”直角坐标公差方式”和 “最大实体公差方式”的标示方法和特征如下所示. - 竖列式 ; 链式标示 (Chain Dimensioning) 从基准面数第一个孔, 从第一个孔到第二个孔,再从第二个孔到第三个孔, 以这种方法来表示尺寸和公差的方式,最容易发生累积公差. - 并列式 ; 基准面式标示 (Base Line Dimensioning) 从基准面到第一个孔, 从基准面到第二个孔, 再从基准面到第三个孔, 以这种方法表示尺寸和公差的方式,虽避免了从基准面开始的累积公差, 但孔之间会发生.,4. 一般公差(General Tolerance) 直角坐标公差方法,7,公差基本知识
5、,4. 一般公差(General Tolerance) 直角坐标公差方法,- 基准孔式 ; 直接标示 (Direct Dimensioning) 采用直接标示孔与孔之间的尺寸和公差的方式, 在相应孔之间不会发生累 积公差, 但是在未直接指定的孔之间或以基准面为准的尺寸上会发生.,8,公差基本知识,正/负方式 : 标注尺寸的代表值,在其后标注公差的方式 极限尺寸的标注方式: 尺寸的上限值(upper limit)和下限值(lower limit)一起标注的方式 公差值带有+/-值的情况是可以有如下三种形态.,2. 一般公差(General Tolerance) 公差标记方法,Equal Bila
6、teral Tolerance 中间值的 +两边公差值一样的情况.,Unequal Bilateral Tolerance 中间值的 +两边公差值不一样的情况.,Unilateral Tolerance 中间值的 + 或 一边有公差值, 另一边为0时.,正/负方式,极限尺寸的标注方式,9,公差基本知识,2. 一般公差(General Tolerance),10,公差基本知识,2. 一般公差(General Tolerance) 铸造加工的铸件适用的普通公差 (KS B 0411),11,公差基本知识,2. 一般公差(General Tolerance) 切削加工部分适用的普通公差 (KS B
7、0412),12,公差基本知识,2. 一般公差(General Tolerance) 问题 以下设计尺寸上的问题点?,13,公差基本知识,尺寸公差为了部品的尺寸偏差规则从很久以前开始就使用了. 但是, 只靠尺寸公差, 不能在图纸上 恰当地表达出部品机能上的要求事项,使设计者的意图在准确地传达到制造,检查部门或外协厂时 收到限制. 而且为了确保组装性和互换性, 会要求部品达到需要值以上的更精密的公差,所以也成 为生产上出现问题, 制造费用增加的原因. 为了解决这些问题点而导入几何公差. 几何公差(Geometric Dimensioning and Tolerance)是指在机械制品设计中通过在
8、尺寸公差上赋予 适当的形状或位置公差,将制品设计者的意图明确简略地标示出来,适用最大的制作公差, 生产出 最有效最经济的产品,在产品的性能或缺陷部品之间赋予互换性,明确设计尺寸和公差要求,使制作和 检查简易化, 在设计,生产,检查方面可以进行统一分析.,3. 几何公差(GD或距离为公差值t,且平行于Datum平面的两平行平面间的区域. 垂直度公差(perpendicularity): 是指以Datum为基准,平面,轴线的垂直准确度应达到多少. 公差带是指直径为公差t, 且垂直于Datum 平面的圆柱面内的区域(公差为t时),或距离为公差值t, 垂直于Datum平面的两平行平面之间的区域.,3.
9、 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing) 3.2 定向公差,36,公差基本知识,倾斜度公差(angularity): 成90以外的其它任意角度的表面,轴线,中间面为对象. 公差带是距离为公差值t,且与Datum线或平面成一给定角度的两平行直线间的区域.,3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing) 3.2 定向公差,定向公差,37,公差基本知识,定位公差(locational tolerances)有位置度公差,同轴度公差,对称度公差, 需要Datum. 位置度公差(true
10、 position): 其它形体或与Datum相关的形体的位置对从指定位置基准所允许的变动全量, 仅限于点、线、面超出关联形体的指定位置的程度.关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系 用于点(point)上时, 公差带为以理论正确位置为圆心, 直径为公差t的圆的内部区域. 用于直线时, 公差带是距离为公差t,且以线的理想位置为中心线对称配置的两平行线 之间的区域. 位置度公差包括直线度,平行度,圆度,垂直度公差. 同轴度公差(concentricity): 必须是与Datum的轴线处同一直线上的轴线 轴 Datum 轴 . 用于点时,
11、公差带是直径为公差值t, 且与Datum点同心的圆内的区域 用于轴线时, 直径为公差值t的圆柱面的区域, 该圆柱面的轴线与Datum轴线同轴.,3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing) 3.3 定位公差,38,公差基本知识,对称度公差(symmetry): 是相对Datum轴线或Datum中心平面相互对称的形体脱离 对称位置的程度. 公差带是距离为公差值t, 且相对Datum轴线或Datum中心平面对称配置的两平行平面之间的区域.,3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancin
12、g) 3.3 位置公差,位置公差,39,公差基本知识,跳动公差(run-out tolerances)包括圆跳动公差和全跳动公差. 跳动公差是以Datum为基准的圆度,直线度,垂直度,同轴度, 平行度 公差,需要Datum. 圆跳动公差(circular run-out): 当对象圆柱以Datum轴线为基准进行回转时, 该表面 在半径方向或轴线方向跳动的程度. 用于半径方向(radial)时, 公差带垂直于轴线的任一测量平面(measuring plane)内 半径差为公差t, 且圆心在Datum 轴线上的两个同心圆之间的区域. 用于轴线方向时, 公差带是在与Datum同轴的任一半径位置的测量
13、圆柱(measuring cylinder)面上距离为t的两圆之间的区域 全跳动公差(total run-out): 圆跳动公差是以与轴线垂直的断面的表面为对象,全跳动 公差是以圆柱的整个表面为对象. 用于半径方向时,公差带是半径差为公差值t, 且与Datum 轴线同轴的两圆柱面之间 区域.,3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing) 3.4 跳动公差,40,公差基本知识,用于轴线方向时, 公差带是距离为公差t, 且与Datum 轴线垂直的两平行平面之间的区域. 全跳动公差包括以Datum为基准的圆度, 直线度,垂直度,圆柱度,平行
14、度公差的公差.,3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing) 3.4 跳动公差, 公差,41,公差基本知识,如果按照正确的尺寸(Just Size或Theoretically Exact Dimension)很容易加工,且费用不高的话, 公差这个概念就是不需要的. 但是在现实中按照正确的尺寸加工几乎是不可能的,为了能加工得 更加接近正确的尺寸, 有时候需要投入更多的费用和时间.如果使用未按照正确的尺寸加工的 部品组装成的产品在组装性和完善性上会存在问题,且性能或品质会恶化. 相反,如果要求尺寸非常正确就会导致制造成本上升.所以,有必要
15、根据各个机械部品用途和功能 不同,对允许的尺寸偏差进行规定,该偏差即尺寸公差.,尺寸公差 = 最大允许尺寸 最小允许尺寸,4. 尺寸公差和配合 尺寸公差,42,公差基本知识,1) 尺寸 : 表现形体大小的量, 以mm为单位表示. 2) 实际尺寸 : 形体的实际尺寸 3) 极限尺寸: 形体允许的尺寸的两个极端尺寸,即最大极限尺寸和最小极限尺寸 4) 最大极限尺寸 :形体允许的最大尺寸 (最大极限尺寸 ) (基准尺寸) 5) 最小极限尺寸 : 形体允许的最小尺寸 (最大极限尺寸 ) (基准尺寸) 6) 基准尺寸 : 根据使用上尺寸允许差和下尺寸允许差, 按照允许极限尺寸算出的成为基准 尺寸.,4.
16、 尺寸公差和配合 尺寸公差用语(KS B 0401),43,公差基本知识,7) 上尺寸允许差 :对应最大极限尺寸,和基准尺寸的差 8) 下尺寸允许差 :对应最小极限尺寸,和基准尺寸的差 9) 尺寸公差 : 最大尺寸和最小允许尺寸的差,4. 尺寸公差和配合 尺寸公差用语(KS B 0401),孔和轴的尺寸允许差,44,公差基本知识,10) 公差等级 : 按尺寸公差, 配合公差方式, 同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被认为具有 同等精确程度, 根据 ISO 规定,根据尺寸进行区分,公差可以分为 01,02,03 . . 18等级的共 20个等级. IT 01 - IT 4 : 主要为Gauge
17、类 (超精密加工部品) IT 5 - IT 10 : 主要为进行配合的部品 (切削加工品) IT 5 IT 7 : 精密加工部品 IT 8 IT 10 :一般加工部品 IT 11 IT 16 : 不配合的情况 公差等级如IT 7所示, 在记号IT上写入表示等级的数字即可.,4. 尺寸公差和配合 尺寸公差用语(KS B 0401),45,公差基本知识,4. 尺寸公差和配合, 尺寸 500mm 以下使用的IT公差,46,公差基本知识,4. 尺寸公差和配合, 尺寸大于500mm时使用的IT 公差,47,公差基本知识,限界测量中, 轴和孔配合时, 或紧紧咬合,或晃动.因此机械部品之间的相对位置关系叫作
18、配合. 轴和孔之间的配合是能够左右大部分器具组装性或性能的非常重要的部分, 在KS规则中分为 3大类配合. 1) 间隙配合(Clearance Fit) - 具有间隙的配合 - 孔的最小极限尺寸 轴的最大极限尺寸 2) 过渡配合(Transition Fit) - 根据孔和轴的实际尺寸,可能具有间隙或过盈的配合 3) 过盈配合(Interference Fit) - 具有过盈的配合 - 孔的最大极限尺寸 轴的最小极限尺寸,4. 尺寸公差配合 配合,48,公差基本知识,4. 尺寸公差和配合 配合方式,49,公差基本知识,4. 尺寸公差和配合 常用的孔基准配合,备注) 1.尺寸不同也有例外. 2.
19、 配合孔尺寸允许差请参照KS B 0401,50,公差基本知识,4. 尺寸公差和配合 常用的轴基准配合,备注) 1.尺寸不同也有例外. 2. 配合孔尺寸允许差请参照KS B 0401,51,公差基本知识,无论是孔基准式, 轴基准式, 表示孔的记号写在前面. 例) 20 H7g6, 20 H7/g6 等 强制配合方式 有过盈的过盈或过渡配合的结合方法分以下3种. 施加外力的结合方法 (Forced Fits) 使用液压,空压或锤子通过物理冲击等方法,施加外力进行组装的方法 将轴冷却使之收缩的结合方法 (Expansion Fits) 要装进轴或衬套(Bush)等内部的部品使用辅助剂冷却使之收缩进行组装, 在常温下依靠温度上升使之膨胀进行结合的方法. 加热孔使之膨胀的结合方法 (Shrinkage Fits) 带有孔形体的部品加热后使之膨胀进行组装, 在常温下依靠温度下降 使之收缩进行结合的方法.,4. 尺寸公差和配合 配合表示法,52,尺寸公差使用时,53,尺寸公差使用时,