极限配合与尺寸检测全解

技术测量的重要性
高精度
数据处理
准确的测量可以保证产品符合制 定的标准，促进企业的健康发展。
数据化的处理可以将多个生产阶 段的数据及时记录，方便后续的 跟踪和纠正。
成本控制
技术测量的数据及时传递，可以 在生产过程中减少浪费，降低成 本。
常用极限配合技术测量方法
1
百分位法
通过判断零件的实际尺寸与理论尺寸之
极限配合与技术测量
学习本课程，了解极限配合的需求以及技术测量的必要性，及如何使用实用 的方法来解决实际问题。
什么是极限配合?
定义
极限配合指大量生产的零件之间尺寸的范围，以及它们之间最小的空隙量，以保证它们可以 组装在一起而无需调整或切削。
意义
实现极限配合可以保证生产出的商品符合标准，减少零部件之间摩擦和磨损，增加零部件的 耐用度和工作效率。
2 案例2
一家电子设备制造商使用测量仪器的方法检测了微处理器的每个焊点的尺寸，从而确保 其电气特性符合规格要求。
影响极限配合与技术测量的因素
材料
材料的特性，如热膨胀系数、 硬度等会影响到零件的尺寸精 度。
生产工艺
生产过程中的温度、压力、加 工精度等因素会影响到零件尺 寸和配合的实际结果。
人为操作因素
统计学检验法
2
间的差距 如何控制？而确定配合范围。
根据正态分布等统计规律，确定配合的
上下限。
3
测量仪器法
使用各种测量仪器，如卡尺、测微计等， 进行精确测量并以此确定配合范围。
极限配合与技术测量的案例
1 案例1
一家汽车配件厂商在生产刹车室的过程中使用百分位法确定了配件之间的空隙量，在几 次生产批次的测试中得到了一致的结果，大大减少了调整和切削的时间。

③ 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。
最大极限尺寸 最小极限尺寸
最小极限尺寸 最大极限尺寸
最大间隙 最大过盈
最大过盈
最大间隙
图例： 孔 轴
换言之，在孔和轴的配合中，有些地 方存在间隙，而有些地方存在过盈的 配合。此时孔的公差带与轴的公差带 相互交叠，过渡配合是介于间隙配合 与过盈配合之间的一种配合。
解：（1）孔 1*画公差带图：
0.025 500 与轴

0.025 50 0.041
ES= +0.025mm
EI=0 ei=﹣0.041mm
es=﹣0.025mm
2*判断配合类型： 间隙配合
3* 求极限间隙
Xmax = ES - ei =0.025-(-0.041)=+0.066mm
Xmin= EI- es=0-(-0.025) =+0.025mm 4* 求配合公差 Tf=▏Xmax-Xmin ▏ = 0.066-0.025=0.041mm
配合制的类型： 基孔制
基轴制
1.2.1
配合制
基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带, 与不同基 本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。
基准孔 公差带图：
间隙配合
过渡配合
过盈配合
0+
基孔制中孔为基准孔，用代号H表示，其下偏差为零。
0
2 基轴制
基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本 偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。
上偏差 = 最大极限尺寸－基本尺寸
代号：
es dmax d
下偏差 = 最小极限尺寸－基本尺寸
代号：
ES Dmax D
孔为ES 轴为es

量块长度l是指一个测量面上的任意点到与另一测量面相研合的 辅助体表面的垂直距离。
量块标称长度ln是指标记在量块上的量值，如图3-1中的“40”。
图3-1 量块
量块的研和性——量块的测量面非常平整和光洁，用少许压力推合量块，使它们的测量面紧密接 触，量块就能黏合在一起。量块的这种特性称为研合性。 利用量块的研合性，可以用不同尺寸的量块组合成所需的各种尺寸。
3.2 测量方法与计量器具基础
3.2.1 测量方法的分类
（1）直接测量和间接测量 直接测量指直接从计量器具的读数装置上得到被测量数值或偏差的测量方法。 间接测量指先测出与被测量有一定函数关系的量，然后通过函数关系计算出被测量值的测量方法。 （2）接触测量和非接触测量 接触测量指工件表面与计量器具测头直接接触，并有机械测量力存在的测量方法。 非接触测量指工件表面与计量器具测头不接触的测量方法。 （3）单项测量和综合测量 单项测量指单独地、彼此没有联系地测量零件各项参数的测量方法。 综合测量指同时测量零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件合格
性的测量方法。
（4）主动测量和被动测量 主动测量指在加工过程中对零件进行测量的测量方法。其测量结果可直接用于控制工件的加工过
程，能够主动及时地预防废品的产生。 被动测量指加工完成后对零件进行测量的测量方法。其测量结果只能判断零件是否合格，仅用于
发现并剔除废品。 （5）静态测量和动态测量 静态测量指测量时被测零件表面与计量器具测头相对静止的测量方法。 动态测量指测量时被测零件表面与计量器具测头相对运动的测量方法。 （6）等精度测量和不等精度测量 等精度测量指决定测量精度的全部因素或条件都不变的测量方法。 不等精度测量指在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能部分改变或完全改变的

分组装配法即属不完全互换性。
例如，当装配精度要求很高时，若采用完全互换将使相配零件的 尺寸公差很小，这将导致加工困难，成本提高，甚至无法加工。为 此，生产中往往把零件的尺寸公差适当放大，以便加工。
而在加工后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件 各分成若干组，使同组的尺寸差别比较小。
然后，按对应组进行装配，这样既保证了装配精度的要求，又解 决了零件的加工困难。
显然，标准化的意义在于积极地推动社会的进步和生产的发展，其作 用是很重要的。
1.4.3 优先数和优先数系
在生产中，为了满足用户不同的需求，产品必然出现不同的规格， 有时，同一产品的同一参数也要从小到大取不同的数值。
这些数值的选取，直接影响到加工过程中的刀具、夹具、量具等规 格数量。
例如，键的尺寸确定后，键槽的尺寸也就随之确定，继而加工键槽 的刀具和量具的尺寸也应当与之对应。
R5系列是以 5 10 ≈1.60为公比形成的数系；
R10系列是以 10 10 ≈1.25为公比形成的数系； R20系列是以20 10 ≈1.12为公比形成的数系；
R40系列是以 40 10 ≈1.06为公比形成的数系；
R80系列是以 80 10 ≈1.03为公比形成的数系。 前4个系列在优先数系中为基本系列，R80为补充系列。 当参数要求分级很细，基本系列不能满足需要时才采用补充系列。 在标准中所列的每个数系的数值都已进行了圆整，在选择数值系列 时应优先按标准确定。
测试能力是在校学生应具备的基本技能之一，测试技能也是每 个工程技术人员从事生产和科研工作的基本能力之一。
1.2.1 互换性的含义
1．互换性的含义
在制造业中，互换性是指制成的同一规格的一批零件或部件， 不需做任何挑选、调整或修配（如钳工修理），就能进行装配， 并能满足机械产品使用性能要求的一种特性，即同规格零部件可 以相互替换的性能。

际锥角的大小。
解题过程
精品课件
阶段性实习训练三 零件角度测量
一、实训目的 掌握万能角度尺的使用方法，测量零件的实际角度
二、被测工件 三、量具
万能角度尺 四、方法与步骤 五、完成测量（填入数据）
精品课件
被测工件
测量方法与步骤
校对0位
α和β角的测量
δ角的测量
精品课件
γ角的测量
§2－5 其他计量器具简介
精品课件
一、计量的单位 二、计量器具的分类 三、测量方法的分类 四、计量器具的基本计量参数 五、测量误差
精品课件
一、计量的单位
精品课件
二、计量器具的分类
量具 量规 量仪 计量装置
精品课件
1．量具
量具
标准量具
通用量具
精品课件
2．量规 量规
光滑极限量规
螺纹量规
精品课件
圆锥量规
3．量仪
相对测量
精品课件
2．单项测量和综合测量
值。
单项测量——一次测量中只测量一个几何量的量
综合测量——一次检测中可得到几个相关几何量 的综合结果，以判断工件是否合格。
精品课件
四、计量器具的基本计量参数
1．刻度间距ｃ 2．分度值i（刻度值）
3．示值范围 4．测量范围 5．示值误差 6．校正值（修正值）
其他万能角度尺
Ⅱ型万能角度尺的结构与刻线图 1－直尺 2－转盘 3－定盘 4－游标 5－固定角尺
带游标放大镜万能 角度尺
带表万能角度尺
精品课件
带数显万能角度尺
二、正弦规
精品课件
检测示意 sin H
L
——正弦规放置的角度 H——量块组的尺寸 L——正弦规两圆柱的中心距

常用的游标卡尺有0.02㎜、0.05㎜、0.10㎜三种 。
分度值0.02㎜
分度值0.05㎜
分度值0.10㎜
课题一 尺寸公差与检测
2．读取游标卡尺的示值 （1）读主尺 （2）读游标 （3）计算尺寸数值
3．选择游标卡尺的规格 分度值 0.02㎜，测量范围 0～150㎜。
课题一 尺寸公差与检测 二、用游标卡尺测量轴套的尺寸
EI=Dlow－D； ei=dlow－d 尺寸φ40㎜的上极限尺寸为：
dup =d + es=40+（ + 0.052）=40.052㎜ 尺寸φ40㎜的下极限尺寸为： dlow =d+ei=40+（-0.010）=39.990㎜
课题一 尺寸公差与检测 4．尺寸公差
尺寸公差（简称公差）是允许 尺寸的变动量，等于上极限尺寸减 其下极限尺寸之差，或上极限偏差 减下极限偏差之差。
＋ 0 －
0.052 0.010㎜
0.052
0.010
φ40
课题一 尺寸公差与检测
2．φ25
0.052
0
㎜
＋ 0 －
0.052
3．φ45
0.087 0.025
㎜
＋ 0 －
φ25
0.087
0.025
φ45
课题一 尺寸公差与检测

一、孔的定义
孔通常指工件的圆柱形内表 面，也包括非圆柱形内表面。
二、轴的定义
轴通常指工件的圆柱形外表 面，也包括非圆柱形外表面 。
孔为包容面，轴为被包容面
课题一 尺寸公差与检测
子课题2 用游标卡尺检测工件
1．了解游标卡尺的结构，掌握其读数方法。 2．掌握游标卡尺的使用方法。 3．掌握使用游标卡尺的注意事项。 4．了解游标卡尺的示值误差。 5．了解其他类型的游标卡尺。

把以上几部分相加即 为测量值
模块4 用千分尺Байду номын сангаас测工件
二、千分尺的使用注意事项 1.千分尺是一种精密量具，只适用于精度较高零件的测量，严禁测量表面粗糙 的毛坯零件。 2.测量前必须把千分尺及工件的测量面擦拭干净；先让两个测量面合拢，检查 是否密合，同时观察微分管上的零线与固定套管的中线是否对齐，如有零位偏差， 可送检调整或在读数时加以修正。 3.测量时，不可用手猛力转动微分管，以免使测量力过大而影响测量精度，严 重时还会损坏螺旋传动副；读取数值时，尽量在零件上直接读取，但要使视线与刻 线表面保持垂直；当离开工件读数时，必须先锁紧测微螺杆。 4.测量后，不能将千分尺与工具或零件混放；使用完毕，应擦净千分尺，放置 在专用盒内；若长时间不用，应涂油保存以防生锈；千分尺应定期送交计量部门进 行计量和保养，严禁擅自拆卸。
模块4 用千分尺检测工件
一、认识千分尺 1.千分尺的结构 千分尺即指外径千分尺（若不特别说明），它的结构如图1-
15所示，它是由尺架、固定测头、测微螺杆、固定套管、微分管、测力装置、锁紧 装置等组成。它是一种常用的精密量具，其测量精度（0.01mm）要比游标卡尺高。
模块4 用千分尺检测工件 2.千分尺的工作原理 千分尺的工作原理是通过螺旋传动，将测量杆的轴向位移转换成微分
模块4 用千分尺检测工件
4.千分尺的刻线原理 千分尺的固定套管上刻有基准线，在基准线的上下两侧有两排刻线，上下两条 相邻刻线的间距为每格0.5mm。微分管的外圆锥面上刻有50格刻度，微分管每转动 一格，测微螺杆移动0.01mm，所以千分尺的分度值即精度为0.01mm。 5.千分尺的读数方法 测量工件时，先转动千分尺的微分管，待测微螺杆的测量面接近被测量表面时， 再转动测力装置，使测微螺杆的测量面接触工件表面，当听到2～3声“咔咔”声响 后即可停止转动，读取工件尺寸。为防止尺寸变动，可转动锁紧装置，锁紧测微螺 杆。千分尺的读数步骤如表1-16所示。

防止过紧或过松的情况
合适的公差和配合类型可以避免零件在 使用中出现过紧或过松的问题
极限配合的定义和特点
上下公差限
极限配合通过定义上下公差限来确定允许的尺寸范围
易于检验和选择
极限配合的标准化使得检验和选择变得简单方便
满足特定的装配要求
极限配合可以根据装配要求来选择合适的配合类型
尺寸检测的目的和方法
公差与配合极限配合及尺 寸检测
公差是机械工程中非常重要的概念，可以确保零件的互换性和装配性。它有 不同的种类和表示方法，与配合的关系密切。尺寸检测通过使用不同的工具 和方法来确保零件尺寸的准确性。
公差的种类和表示方法
线性公差
例如长度、直径等
形状公差
例如平面度、圆度等
角度公差
例如倾斜度、角度等
位置公差
1 确保质量和精度
尺寸检测是为了确保零件 的质量和精度达到要求
2 验证设计规范
通过与设计规范比对，确 认尺寸是否符合要求
3 检查制造工艺
可通过尺寸检测检查是否 存在制造工艺上的问题
常用的尺寸检测工具
千分尺
用于测量直径、厚度等尺寸
卡尺
用于测量长度、外径等尺寸
量块
用于校准和检验其它测量工具
例如同轴度、平行度等
配合的基本概念和分类
紧配合
零件间的配合紧密，需要施加力 来组装和拆卸
过渡配合
零件间的配合有一定的间隙，便 于组装和拆卸
松配合
零件间的配合有明显的间隙，便 于组装和拆卸
公差与配合的关系
1பைடு நூலகம்
配合关系决定装配方式
2
根据配合类型，可以决定是使用冷装配
还是热装配等方式
3
公差限制配合尺寸

1．轴用极限量规
2．轴用极限量规的使用方法
卡规尺寸与轴径的关系
（1）使用时，卡规的通规能顺利地滑过轴径，表示被 测轴径比最大极限尺寸小。
（2）使用时，卡规的止规滑不过去，表示轴径比最小 极限尺寸大。
项目一 极限配合与尺寸检测
通规的使用方法
止规的使用方法
1．在两顶尖间测量偏心距 2．在“V”型铁上测量 偏心距 e = D/2 - d/2 - a 式中 e ——偏心距（mm）； D ——基准轴外径（mm）； d ——偏心轴直径（mm）； 在两顶尖间测量偏心距 a ——基准轴外圆到偏心轴外圆之间最小距离（mm）。
项目一 极限配合与尺寸检测
轴用极限量规
弹簧 测量杆
百分表
百分表的结构与工作原理
项目一 极限配合与尺寸检测
二、杠杆百分表
齿轮 游丝
指针 杠杆测头
杠杆百分表
杠杆百分表的结构
杠杆Байду номын сангаас分表
项目一 极限配合与尺寸检测
一、准备工作
1．检查百分表的外观和各部位的相互作用 2．百分表调“0”
检查百分表
百分表调“0”
项目一 极限配合与尺寸检测
二、测量工件
项目一 极限配合与尺寸检测
任务3 用百分表检测偏心距
1．掌握百分表的读数。 2．能用百分表检测偏心距。
项目一 极限配合与尺寸检测
零件图
上图所示阶梯轴中段有偏心要求，具体偏心距如 下图所示。试检测零件偏心距是否合格。
偏心轴
项目一 极限配合与尺寸检测
图样分析：
图中，2个外圆φ30的轴线和外圆φ38、φ16f7的轴线平
行而不重合，这样的零件称为偏心零件。在这个零件中，“ 偏心”的程度用偏心距表示，要判断工件是否合格，就是要 判定偏心距是否合格。

线性尺寸的公差与 配合及检测
模块一 模块二 模块三 模块四 模块五
孔、轴尺寸的极限与配合 轴类尺寸的测量 孔类尺寸的测量 非轴、非孔长度尺寸的测量 大批量生产中孔径、轴径尺寸检测
模块一 孔、轴尺寸的极限与配合
一、孔、轴的概念
孔(D) ----- 内表面 轴(d) ----- 外表面
装配关系 ↓
包容面
基 本 尺 寸 (35)
模块一 孔、轴尺寸的极限与配合
三、偏差、公差和公差带
3. 公差带图及公差带
公差带图： 由零线和公差带组成。 ⑴零线 确定偏差的基准线。 ⑵公差带 由代表上偏差和下偏差两条直
线所限定的区域。
模块一 孔、轴尺寸的极限与配合
三、偏差、公差和公差带
上偏差
＋ 0－ 基本尺寸
+0.008 -0.008
2. 尺寸公差 允许尺寸的变动量
TDDmaxDminESEI Td dmaxdminesei
注意： 公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。
不应出现“+”“—”号，也不能为零。
模块一 孔、轴尺寸的极限与配合
三、偏差、公差和公差带
35
+0.025 0
孔
轴
最 大 极 限 尺 寸 (35.025)
35
下偏差
+0.024 零线
+0.008 -0.006 0
-0.022
φ50
例: φ50±0.008
φ50
+0.024 +0.008
φ50
-0.006 -0.022
公差带图可以直观地表示出公差的大小及 公差带相对于零线的位置
模块一 孔、轴尺寸的极限与配合
四、标准公差与基本偏差