1、互換性技術、公差與配合互換性技術、公差與配合教學目的：掌握公差配合的基本知識；熟悉公差帶圖的繪制以及尺寸偏差在圖上的標注與查表教學內容：1、基本概念 2、標準公差系列與基本偏差系列 3、配合 4、形位公差教學重點：1、基本概念 2、配合 教學難點：配合一、基本概念（一）互換性（1）定義： 互換性是指同一規格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑選或附加修配(如鉗工修配)直接裝在機器上，達到規定的功能要求。（2）互換性內容： 幾何參數互換幾何參數互換:包括尺寸、形狀、位置、表面微觀形狀誤差的互換性。 機械性能互換機械性能互換：如強度、硬度、材料等。 怎樣才能使零件具有互換性？怎樣才能使零件具

2、有互換性？ 若制成的一批零件實際尺寸數值等于理論值，即這些零件完全相同，這當然能夠互換，但在生產上不可能，且沒有必要。因而實際生產只要求制成零件的實際參數值在一定范圍內變動，保證零件充分近似即可。 要使零件具有互換性，就應按要使零件具有互換性，就應按“公差公差”制制造。造。（二）公差：公差： 在滿足設計要求設計要求的條件下，規定零件實際尺寸允許的變動量。實際尺寸允許的變動量。由設計者給定；是用于協調機器零件的使用要求與制造經濟性之間的矛盾。用公式表示為： 公差公差 = = 最大極限尺寸最小極限尺寸最大極限尺寸最小極限尺寸 = = 上偏差下偏差上偏差下偏差 孔公差：TD=Dmax-Dmin 軸公

3、差：Td=dmax-dmin 上式中Dmax和Dmin分別是孔的最大和最小極限尺寸；dmax和dmin分別是軸的最大和最小極限尺寸例：一根軸的直徑為 5050 0.0080.008最大極限尺寸：最大極限尺寸： 50.00850.008最小極限尺寸：最小極限尺寸： 49.99249.992實際尺寸實際尺寸公差值=0.008-（-0.008）=0.016零件合格的條件零件合格的條件（三）基本尺寸設計者給定的尺寸。如上例中的50（四）極限尺寸 允許尺寸變化的兩個界限值。 大的一個稱為最大極限尺寸，用Dmax（孔）、dmax（軸）表示； 最大極限尺寸最大極限尺寸= =基本尺寸基本尺寸+ +上偏差上偏差

4、 小的一個稱為最小極限尺寸，用Dmin （孔）、dmin（軸）表示。 最小極限尺寸最小極限尺寸= =基本尺寸基本尺寸+ +下偏差下偏差例：例：孔的尺寸為： 200+0.021 求孔的基本尺寸，極限尺寸，公差？解：基本尺寸D=20最大極限尺寸Dmax=20+0.021=20.021最小極限尺寸Dmin=20+0=20.000公差TD=Dmax-Dmin=20.021-20.000=0.021公差TD =ES -EI=0.021- 0.000= 0.021（五）極限偏差（五）極限偏差是上、下偏差的統稱。上、下偏差的定義為：上偏差上偏差= = 最大極限尺寸基本尺寸最大極限尺寸基本尺寸 代號：代號：孔

5、的上偏差ES 軸的上偏差esES= Dmax- D es= dmax- d 下偏差下偏差= = 最小極限尺寸基本尺寸最小極限尺寸基本尺寸代號：代號：孔的下偏差EI 軸的下偏差eiEI= Dmin- D ei= dmin- d例：例： 4545 0.0040.004上偏差上偏差 = 45.004= 45.00445 = +0.00445 = +0.004下偏差下偏差 = 44.996= 44.99645 = -0.00445 = -0.004公公 差差= 0.004= 0.004(-0.004) = 0.008(-0.004) = 0.008偏差可偏差可正可負正可負公差恒為公差恒為正正（六）公差

6、帶圖（六）公差帶圖 由于公差及偏差的數字比基本尺寸的數字小得多，不便用同一比例表示。因此如果只為了表明基本尺寸與其極限偏差及公差之間的關系，可以不必畫出孔、軸的全形，而只將公差數字放大，采用簡單、明了的示意圖表示。這種示意圖就叫公差帶圖。公差帶圖由零線零線和公差帶公差帶組成。1 1、零線：、零線：確定偏差的一條基準線，即基本尺寸所指的線，是偏差的起始線，零線上方為正，下方為負。+ +- -0 02 2、公差帶：、公差帶： 由代表上偏差和下偏差或最大極限尺寸和最小極限尺寸的兩條直線所限定的區域稱為公公差帶差帶。 公差帶的兩個要素：公差帶的大小大小和公差帶的位置位置。孔公差帶圖的符號表示為：軸公差

7、帶圖的符號表示為：ESESEIEIeseseiei下偏差下偏差公差帶公差帶+0.008-0.008+0.008+0.024-0.006-0.0223、公差帶圖、公差帶圖：作用：直觀地表示出了作用：直觀地表示出了公差的大小及公差帶相公差的大小及公差帶相對于零線的位置。對于零線的位置。50+0.024+0.00850-0.006-0.02200基本尺寸基本尺寸 50例例: 500.008上偏差上偏差零線零線“公差帶的位置公差帶的位置”（由（由“公差帶的大小公差帶的大小”例：例：已知基本尺寸D=d=30mm，孔的極限尺寸Dmax=30.012mm，Dmin=30.000mm，軸的極限尺寸dmax=2

8、9.980mm，dmin=29.967mm。求孔和軸的極限偏差及公差和公差帶圖?解：解：1 1、孔和軸的極限偏差：、孔和軸的極限偏差：孔的上偏差：ES= Dmax- D=30.012-30=0.021（mm）孔的下偏差：EI= Dmin- D=30.000-30=0 （mm）軸的上偏差：es= dmax- d=29.980-30=-0.020 （mm）軸的下偏差：ei= dmin- d=29.967-30=-0.033 （mm）2 2、孔和軸的公差：、孔和軸的公差：孔公差：TD=Dmax-Dmin=30.021-30.000=0.021（mm）或TD=ES-EI=0.021-0=0.021軸公

9、差：Td=dmax-dmin=29.980-29.967=0.013 （mm）或TD=es-ei=-0.020-(-0.033)=0.013 （mm）3 3、公差帶圖：、公差帶圖：00基本尺寸基本尺寸 30+0.021+0.021-0.020-0.020-0.033-0.033二、標準公差和基本偏差二、標準公差和基本偏差1 1、標準公差、標準公差用以確定公差帶大小的標準值，用用以確定公差帶大小的標準值，用IT IT 表示。表示。國家標準共規定了國家標準共規定了2020個等級。個等級。 即：即：IT01IT01、IT0IT0、 IT1IT1IT18IT18標準公差的數值由標準公差的數值由基本尺寸

10、基本尺寸和和公差等級公差等級確定。確定。公差值小公差值小公差值大公差值大精度高精度高精度低精度低如：如：30F830F8（+0.020+0.020 ）+0.053+0.053如：如：30f730f7（ -0.041-0.041 ）-0.020-0.020標準公差標準公差0.0330.033標準公差標準公差0.0210.021基本尺寸基本尺寸+ +0 00 03030基本偏差基本偏差 f f(-0.020)(-0.020)基本偏差基本偏差F F(0.020)(0.020)標準公差數值標準公差數值2 2、基本偏差：、基本偏差：確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般是靠近零線的那個極限偏差。

11、 孔、軸基本偏差各有28種。每種基本偏差用一個或兩個英文字母表示；孔用大寫字母，軸用小寫字母。在26個字母中除去易與其它混淆的I、L、O、Q、W（i 、l、o、q、w），再加上七個用兩個字母表示的代號CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、zb、zc）。+ +r ra afgfgd defefcdcdb bh hjsjsj jk km mn np ps s t tu ux xz zzazazbzbzczcg ge ec cf fv vy y基本尺寸基本尺寸零線零線0 0- -軸軸0 0R RS S T TP PC CD DEFEFFGFGCDCDE EH HY

12、YA AB BG GJSJSK KM MN NU UV VX XZ ZZAZAZBZBZCZCF F基本尺寸基本尺寸零線零線0 0+ +- -孔孔J J0 0 孔孔 ：ES= EI+IT ES= EI+IT 或者或者 EI = ES EI = ES IT IT軸：軸： es= ei+ITes= ei+IT 或者或者 ei =esei =es - IT - IT 代號：代號：用用拉丁字母拉丁字母表示；表示；作用：作用：； 數值：數值：可從有關設計手冊中可從有關設計手冊中查取查取。50 f 7軸軸的的公差帶代號公差帶代號50 H 850 H 8軸的基軸的基本偏差本偏差代號代號公差等級代號公差等級代

13、號孔孔的的公差帶代號公差帶代號孔的基孔的基本偏差本偏差代號代號公差等級代號公差等級代號50500 0+0.039+0.0395050-0.025-0.025-0.050-0.050軸的基本偏差數值（軸的基本偏差數值（m）孔的基本偏差數值孔的基本偏差數值例：已知一對相配合的孔和軸的配合代號為：60H8（ ）/f7（ ），試指出其基本尺寸，偏差、公差、配合等參數，并畫出公差帶圖。0-0.060-0.030+0.046解： 孔（mm） 軸（mm）1、基本尺寸 60 60 2、極限尺寸 Dmax=60.046Dmin=60.000dmax=59.970dmin=59.9403、極限偏差 ES=0.04

14、6EI=0.000es=-0.030ei=-0.0604、基本偏差 H=0.000 f=-0.0305、標準公差 TD=0.046 Td=0.0306、配合極限 Xmax=ES-ei=0.046-(-0.060)=0.106 Xmin=EI-es=0.000-(-0.030)=0.0307、配合公差 Tf=TD+Td=0.046+0.030=0.0768、基準制： 基孔制9、配合性質 間隙配合1 1、 配合的概念配合的概念 基本尺寸相同基本尺寸相同的相互結合的孔和軸的的相互結合的孔和軸的公公差帶之間的關系差帶之間的關系。 “公差與配合”的標準化，有利于機器的設計、制造、使用和維修，直接影響產品

15、的精度、性能和使用壽命，是評定產品質量的重要技術指標。 根據使用的要求不同，孔和軸之間的配合有松有緊，因而國標規定配合分三類：即間隙配合、過盈配合和過渡配合。三、配合：三、配合：2 2、 配合的種類配合的種類 間隙配合間隙配合：孔與軸配合時，具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。30+0.053+0.02030-0.020-0.041間隙孔公差帶軸公差帶最大間隙最小間隙孔公差帶軸公差帶最大間隙最小間隙為零 孔的公差帶在軸的公差帶之上。 過盈配合過盈配合 孔和軸配合時，孔的尺寸減去相配合軸的尺寸，其代數差為負值為過盈。具有過盈的配合稱為過盈配合。軸徑孔徑過盈軸公差帶孔公差帶最大過盈最小過盈軸公差

16、帶孔公差帶最大過盈最小過盈為零 孔的公差帶在軸公差帶之下。 過渡配合過渡配合可能具有間隙或過盈的配合為過渡配合。最大間隙最大過盈軸徑孔徑最大間隙最大過盈最大過盈最大過盈最大間隙最大間隙軸和孔的公差帶相互交疊。3 3、 配合的基準制配合的基準制 基孔制基孔制 基本偏差為基本偏差為一定的孔的公差帶一定的孔的公差帶, , 與與不同基本偏差的不同基本偏差的軸的公差帶軸的公差帶形成各種不形成各種不同配合的制度。同配合的制度。基孔制中孔為基孔制中孔為基準孔基準孔，用代號，用代號H H表示，其表示，其下偏差為零下偏差為零。間隙間隙配合配合過渡過渡配合配合過盈過盈配合配合0過渡過渡配合配合基準孔基準孔0公差帶

17、圖 基軸制基軸制 基本偏差為基本偏差為一定的軸的公差帶一定的軸的公差帶, ,與與不同基本偏差的孔不同基本偏差的孔的公差帶的公差帶形成各種不形成各種不同配合的制度。同配合的制度。基軸制中軸為基軸制中軸為基準軸基準軸，用代號，用代號h h表示，其表示，其上偏差為零上偏差為零。間隙間隙配合配合過渡過渡配合配合過盈過盈配合配合0過渡過渡配合配合基準軸基準軸公差帶圖0基軸制：基軸制：NKJS基準孔基準孔基準基準軸軸rfgefhjsjkmnpstugf軸軸HFGFJMGRSTPU孔孔EFA H 通常通常形成形成間隙間隙配合配合J N 通常通常形成形成過渡過渡配合配合P ZC 通常通常形成形成過盈過盈配合配

18、合基孔制基孔制：a h 通常通常形成形成間隙間隙配合配合j n 通常通常形成形成過渡過渡配合配合pzc 通常通常形成形成過盈過盈配合配合4 4、公差與配合在圖樣上的標注、公差與配合在圖樣上的標注1 1） 在裝配圖上的標注在裝配圖上的標注標注形式為：標注形式為：基本尺寸基本尺寸孔孔的基本偏差代號、公差等級的基本偏差代號、公差等級軸軸的基本偏差代號、公差等級的基本偏差代號、公差等級采用基孔（軸）制時，分子采用基孔（軸）制時，分子（母）為基準孔（軸）代號（母）為基準孔（軸）代號H H( (h h) )及公差等級。及公差等級。例如：例如：基軸制間隙配合基軸制間隙配合基孔制過渡配合基孔制過渡配合 202

19、0H7H7f5f5 3030N6N6h5h5 3030N6N6h5h5 2020H7H7f5f5箱體箱體軸套軸套軸軸2 2）零件圖上極限的標注）零件圖上極限的標注標注公差帶代號標注公差帶代號 20H8 20f7配合精度明確，標注簡單，便于與配合精度明確，標注簡單，便于與裝配圖對照。裝配圖對照。缺點：缺點：數值不直觀數值不直觀。用途：用途：適用于量規檢測的尺寸和大量生產。適用于量規檢測的尺寸和大量生產。優點：優點：標注極限偏差標注極限偏差 20+0.0320 -0.041 30-0.020優點：優點：數值直觀，便于用萬能量具檢測。數值直觀，便于用萬能量具檢測。用途：用途：試制單件及小批生產用此法

20、較多。試制單件及小批生產用此法較多。公差帶代號與極限偏差值同時標注公差帶代號與極限偏差值同時標注 30H8( )+0.0330 30f7( )-0.020-0.041優點：優點：有明確配合精度又有公差數值。有明確配合精度又有公差數值。用途：用途：適用于生產規模不確定的情況。適用于生產規模不確定的情況。 20H8f7 20 H8/f7 20+0.0310 -0.042 20-0.022 20+0.0310-0.022-0.042其他標注形式其他標注形式借用尺寸線作為分數線借用尺寸線作為分數線用斜線作分數線用斜線作分數線標注上、下偏差值標注上、下偏差值借用尺寸線作為分數線借用尺寸線作為分數線公差與

21、配合的標注示例及查表公差與配合的標注示例及查表 基基孔孔制制過盈過盈配合配合基基軸軸制制間隙間隙配合配合5、公差與配合的選用1 1、基準制的選擇、基準制的選擇 因為加工一定精度的孔比加工一定精度的軸難，且加工孔的刀具一般是定值的，因此一般優先選用基孔制來降低成本。 對于標準零件，如軸承，內孔的配合采用基孔制，軸承外圈的配合采用基軸制。2 2、配合的選用、配合的選用選用方法有：實驗法、類比法、經驗法和計算法。在國標中，規定了優先配合和常用配合H6H7H9H10H11H12H8 基孔制優先、常用配合基孔制優先、常用配合H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7Js

22、6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 v6 x6 y6 z6基準孔軸a b c d e f g h js k m n p r s t u v x y z間 隙 配 合過 渡 配 合過 盈 配 合 紅色為優先配合。其中常用：59種優先：13種1111hH1212hH1010hH99hH88hH88hH67hH56hH56gH67gH78gH56fH66fH78fH88fH99fH88eH78eH99eH88dH99dH1010dH1111dH1111cH1010cH99cH88cH1111bH1212bHH6 H6 H6 H6 H6 js5 k5 m5 n5 p5H8 H8 H8

23、H8 H8 H8 H8 H8 H8Js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7H6 H6 H6r5 s5 t5h5h6h7h8h9h10h11h12B C D E F G H JS K M N P R S T U V X Y Z基準孔孔A 間 隙 配 合過 渡 配 合過 盈 配 合 紅色字為優先配合。其中常用：47種優先：13種1111hA1111hB1111hC1111hD1111hH1212hH1010hH99hH88hH67hH56hH56hG56hF78hF67hG88hF99hF99hE88hE99hD1010hD56hJS67hJS78hJS78hK67hK56hK56h

24、M67hM78hM56hN67hN78hN56hP67hP67hR56hR56hS77hS56hT77hT67hU 基軸制優先、常駐用配合基軸制優先、常駐用配合F7h6H8h7E8h7B12h12經過機械加工后的零件，由于機床夾具、經過機械加工后的零件，由于機床夾具、刀具及工藝操作水平等因素的影響，零件的尺刀具及工藝操作水平等因素的影響，零件的尺寸和形狀及表面質量均不能做到完全理想而會寸和形狀及表面質量均不能做到完全理想而會出現加工誤差出現加工誤差 。尺寸誤差尺寸誤差幾何形狀誤差幾何形狀誤差相互位置誤差相互位置誤差表面粗糙度表面粗糙度加工誤差加工誤差孔的尺寸為：孔的尺寸為： 軸的尺寸為：軸的尺

25、寸為： 他們是否能進行正常的裝配？他們是否能進行正常的裝配？ 形狀公差和位置公差簡稱形位公差，形位公差，是指零件的實際形狀和實際位置對理想形狀和理想位置的允許變動量。 對一般零件來說，它的形狀和位置公關差，可由尺寸公差、加工機床的精度等加以保證。而對精度較高的零件，則根據設計要求，需在零件圖上注出有關的形狀和位置公差。（一）、形位公差代號、基準代號（一）、形位公差代號、基準代號1 1、 形位公差的名稱和符號形位公差的名稱和符號 如下表所示。四、形狀公差和位置公差簡介四、形狀公差和位置公差簡介2、 形位公差代號、基準代號 公差框格 公差要求在矩形框格中給出，必須按標準標注。形位公差代號基準代號字

26、母形位公差數值公差帶的形狀形位公差符號指引線 0.05 A框格高度為框格中字體高度的2倍 相對于被測要素的基準 基準代號510等于框格高度2b（二）、形位公差標注示例（二）、形位公差標注示例 0.02指引線的箭頭要指向被測要素的輪廓線或其延長線上d表示d 圓柱表面的任意素線的直線度公差為0.02（三）、形位公差的識讀方法（三）、形位公差的識讀方法例、識讀齒輪圖上標注的形位公差并解釋含義。253288h9( )-0.0870 0.08 B 0.006A 0.05 B 0.08 A 0.02 BB 0.018P924H7( )0+0.02188圓柱面的圓度公差為0.006mm88h9圓柱的外圓表面

27、對24H7圓孔的軸心線的全跳動度公差為0.08mm槽寬為8P9的鍵槽對稱中心面24H7圓柱孔的對稱中心面對稱度公差為0.02mm24H7圓孔軸心線的直線度公差為0.01mm圓柱的右端面對該機件的左端面平行度公差為0.08mm;右端面24H7圓孔的軸心線垂直度公差為0.05mm五、表面粗糙度的基本概念五、表面粗糙度的基本概念1 1、形成：加工時，刀具與機件表面摩擦（擠壓）而形成。、形成：加工時，刀具與機件表面摩擦（擠壓）而形成。表面粗糙度并與機床的精度、加工方法有關。表面粗糙度并與機床的精度、加工方法有關。2 2、 粗糙度對工件的影響：粗糙度對工件的影響： 使用壽命使用壽命。動力的消耗動力的消耗。抗腐蝕性抗腐蝕性。因此，表面粗糙度是評定質量的重要技術指標。因此，表面粗糙度是評定質量的重要技術指標。3 3、評價表面粗糙度的參數有：輪廓算術平均偏差、評價表面粗糙度的參數有：輪廓算術平均偏差RaRa和輪和輪廓最大高度廓最大高度RzRz等。等。4 4、RaRa：在一個：在一個取取樣長度樣長度l l內，輪廓偏距絕對值的算術平均內，輪廓偏距絕對值的算術平均值。如下圖所示：值。如下圖所示： 在放大鏡下，可以觀察出高低不