公差与配合、等级和粗糙度等知识汇总
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Part1国家规定的14种形位公差国家规定有14种形位公差。
各种形位公差的项目名称和符号如表所示。
形状公差是对单一要素提出的要求,故无基准要求;位置公差是对关联要素提出的要求,故大多数有基准要求。
1.直线度1)在给定平面内:距离为t的两平行直线间区域。
2)在给定方向上:一个方向,距离为t的两平行平面间区域;相互垂直两个方向,截面尺寸为t1 t2四棱柱内区域。
3)在任意方向上:直径为t的圆柱面内区域。
2 .平面度:距离为t的两平行平面间区域。
3 .圆度:半径差为t的两平行同心圆间区域。
4.圆柱度:半径差为t的两同轴圆柱面间区域。
5.线轮廓度:包络一系列直径差t的圆的两包络线间区域。
6.面轮廓度:包络一系列直径差t的球的两包络面间区域。
7.平行度1)在给定一个方向上:距离为t的且平行于基准平面(或直线、轴线)的两平行平面间区域。
分面-面、线-面、面-线、线-线情形。
2)在相互垂直两个方向上:截面尺寸为t1 t2,且平行于基准轴线四棱柱内区域。
仅线-线一种情形。
3)在任意方向上:直径为t且平行于基准轴线的圆柱面内区域。
面对面平行度公差线对面平行度公差面对线平行度公差任意方向上的线对线平行度公差8.垂直度:公差带为距离为t的且垂直于基准平面(或直线、轴线)的两平行平面(或直线)间区域。
分面-面、面-线、线-线、线-面四种情形。
互相垂直方向上的线对线平行度公差面对面垂直度公差面对线垂直度公差9.倾斜度:公差带为距离为t的且于基准轴线成理论正确角度的两平行平面(或直线)间区域。
分面-线、线-线两种情形。
面对面倾斜度公差线对线倾斜度公差10.同轴度:主要用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差,当被测要素为点时,称同心度。
点的同心度公差11.对称度:用于控制被测要素中心线(或轴线)的共面(或共线)性误差,被测要素相对基准要素有线对线、线对面、面对线和面对面等4种情况。
面对面的对称度公差面对线的对称度公差12.位置度:用于控制被测要素(点、线、面)对基准要素的位置误差。
配合公差配合公差(fit tolerance)是指组成配合的孔、轴公差之和。
它是允许间隙或过盈的变动量。
孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。
孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。
孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。
配合公差的大小=公差带的大小;配合公差带大小和位置=配合性质。
配合公差区分原因比如Φ12的孔和轴配合,选用基孔制那么先加工孔,孔公差为H0~H18,孔的最小直径为12,最大为12+公差,这样孔就加工好了。
再加工Φ12的轴,根据需要可以选用过渡配合,间隙配合或者过盈配合。
如果孔选用Φ12H7,也就是Φ12(+0.018/0),过盈配合,轴可以用Φ12p6,也就是Φ12(0.029/0.018),他们的公差配合Φ12H7p6=Φ12(0,-0.029),其中0=孔的最大尺寸0.018-轴的最小尺寸0.018,-0.029=孔的最小尺寸0-轴的最大尺寸0.029选用基轴制那么就先加工轴,轴公差为h0~h18,轴的最大直径为12,最小为12+公差(公差为负值).这样轴就加工好了,再加工Φ12的孔,根据需要可以选用过渡配合,间隙配合或者过盈配合. 如果轴选用Φ12h6,也就是Φ12(0,-0.011),过盈配合,孔可以用Φ12P7,也就是Φ12(-0.011/-0.029),他们的公差配合Φ12P7h6=Φ12(-0,-0.029),其中-0=孔的最大尺寸-0.011-轴的最小尺寸-0.011,-0.029=孔的最小尺寸-0.029-轴的最大尺寸0可见,对于相同直径Φ12的孔轴配合,相同的配合公差Φ12(-0,-0.029),选用基孔制和基轴制时,孔和轴的公差是不一样的。
基孔制的好处是:孔较轴难于加工,我们可以先加工好了孔,再拿不同的轴来和他配合,过渡过盈间隙都可以随便加工。
但是我们有时不得不采取基轴制,例如轴承外圈和轴承座的配合,或者其他的轴可以直接使用不需加工的情况,这时我们就要使用基轴制。
公差与配合基础知识一.尺寸偏差和公差的术语及定义1.尺寸:用特定单位表示的数值.2.基本尺寸:孔D、轴d.如Ф20±0.05中20为基本尺寸.3.实际尺寸;实际测量所得的尺寸4.极限尺寸;指允许尺寸变化的两个界限值.其中:较大的一个称为最大极限尺寸较小的一个称为最小极限尺寸5.尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸偏差包括:实际偏差=实际尺寸-基本尺寸上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸ES(孔)、es(轴)下偏差= 最小极限尺寸—基本尺寸EI(孔)、ei(轴)6.零线零线是在公差带图中,确定偏差的一条基准直线,也叫零偏差线二、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 =ES-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 , Y5.配合公差——允许 X 或 Y 的变动量。
间隙配合:Tf= ∣Xmax -X min ∣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。
三.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。
配合公差配合公差(fit tolerance)是指组成配合的孔、轴公差之和。
它是允许间隙或过盈的变动量。
孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。
孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。
孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。
配合公差的大小=公差带的大小;配合公差带大小和位置=配合性质。
配合公差区分原因比如Φ12的孔和轴配合,选用基孔制那么先加工孔,孔公差为H0~H18,孔的最小直径为12,最大为12+公差,这样孔就加工好了。
再加工Φ12的轴,根据需要可以选用过渡配合,间隙配合或者过盈配合。
如果孔选用Φ12H7,也就是Φ12(+0.018/0),过盈配合,轴可以用Φ12p6,也就是Φ12(0.029/0.018),他们的公差配合Φ12H7p6=Φ12(0,-0.029),其中0=孔的最大尺寸0.018-轴的最小尺寸0.018,-0.029=孔的最小尺寸0-轴的最大尺寸0.029选用基轴制那么就先加工轴,轴公差为h0~h18,轴的最大直径为12,最小为12+公差(公差为负值).这样轴就加工好了,再加工Φ12的孔,根据需要可以选用过渡配合,间隙配合或者过盈配合. 如果轴选用Φ12h6,也就是Φ12(0,-0.011),过盈配合,孔可以用Φ12P7,也就是Φ12(-0.011/-0.029),他们的公差配合Φ12P7h6=Φ12(-0,-0.029),其中-0=孔的最大尺寸-0.011-轴的最小尺寸-0.011,-0.029=孔的最小尺寸-0.029-轴的最大尺寸0可见,对于相同直径Φ12的孔轴配合,相同的配合公差Φ12(-0,-0.029),选用基孔制和基轴制时,孔和轴的公差是不一样的。
基孔制的好处是:孔较轴难于加工,我们可以先加工好了孔,再拿不同的轴来和他配合,过渡过盈间隙都可以随便加工。
但是我们有时不得不采取基轴制,例如轴承外圈和轴承座的配合,或者其他的轴可以直接使用不需加工的情况,这时我们就要使用基轴制。
基孔制和基轴制都是为了降低生产成本,提高效率而采取的措施。
配合公差公差带公差等级的选择与轴承配合的轴或轴承座孔的公差等级与轴承精度有关。
与P0级精度轴承配合的轴,其公差等级一般为IT6,轴承座孔一般为IT7。
对旋转精度和运转的平稳性有较高要求的场合(如电动机等),应选择轴为IT5,轴承座孔为IT6。
公差带的选择当量径向载荷P分成“轻”、“正常”和“重”载荷等几种情况,其与轴承的额定动载荷C之关系为:轻载荷P≤0.07C 正常载荷0.07C <P≤ 0.15C 重载荷0.15C<P1) 轴公差带安装向心轴承和角接触轴承的轴的公差带参照相应公差带表。
就大多数场合而言,轴旋转且径向载荷方向不变,即轴承内圈相对于载荷方向旋转的场合,一般应选择过渡或过盈配合。
静止轴且径向载荷方向不变,即轴承内圈相对于载荷方向是静止的场合,可选择过渡或小间隙配合(太大的间隙是不允许的)。
2)外壳孔公差带安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带参照相应公差带表。
选择时注意对于载荷方向摆动或旋转的外圈,应避免间隙配合。
当量径向载荷的大小也影响外圈的配合选择。
3) 轴承座结构形式的选择滚动轴承的轴承座除非有特别需要,一般多采用整体式结构,剖分式轴承座只是在装配上有困难,或在装配上方便的优点成为主要考虑点时才采用,但它不能应用于紧配合或较精密的配合,例如K7和比K7更紧的配合,又如公差等级为IT6或更精密的座孔,都不得采用剖分式轴承座。
公差是轴或孔尺寸的可能范围,配合公差是轴和孔配合之后间隙的可能范围。
比如轴的公差ø12f6 -0.016 / -0.027 孔的公差ø12H7 0.018/0 配合公差ø12H7/f6 0.045/0.016 即间隙的最大可能0.045=0.018-(-0.027) 最小可能0.016=0-(-0.016) 基孔制指孔的偏差选H,公差等级任意IT0到IT18都可以,轴的偏差任意a到z都可以,公差等级也任意,IT0到IT18都可以。
例如H0/a0,H1/d4,H7/a0,H1/f4,H5/e4,H3/f4等等都是基孔制,公差H 的特征是下偏差为0,例如Φ12H7 0.018/0基轴制指轴的公差选h,公差等级任意,IT0到IT18都可以,孔的公差任意A到Z都可以,公差等级也任意IT0到IT18都可以。
例如A1/h0,B2/h5,C3/h6,D4/h7,E5/h9,F1/h8,等等都是基轴制。
公差h的特征是上偏差为0,例如Φ12h7 0/-0.018如果孔的公差选H,轴的公差选h,那么既可以认为是基孔制,也可以认为是基轴制。
公差等级基本含义孔軸公差配合对照表基孔制基轴制特性及说明公差与配合图例:孔轴公差与配合图例:常用加工方法与达到粗糙度对比表〖表1〗孔加工---方案与经济公差〖表2〗平面加工---方案与经济公差〖表3〗外圆表面加工---方案与经济公差〖表4〗序号 加工方案经济公差等级 表面粗糙度 Ra (μm ) 适用范围1. 粗车 IT11-13 80-20 适用于淬火钢外的各种金属2. 粗车-半精车 IT8-9 10.0-5.03. 粗车-半精车-精车IT6-7 2.5-1.25 4. 粗车-半精车-精车-滚压(或抛光)IT6-7 0.32-0.040 5. 粗车-半精车-磨削 IT6-7 1.25-0.63 主要用于淬火钢,也可用于未淬火钢,但不宜加工有色金属6. 粗车-半精车-粗磨-精磨IT5-6 0.63-0.160 7. 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工(或轮式超精磨)IT5 0.160-0.020 8. 粗车-半精车-精车-金刚石车 IT5-6 0.63-0.040 主要用于要求较高的有色金属的加工9. 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨或镜面磨IT5以上 0.040-0.010 极高精度的外圆加工10.粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.160-0.010表面粗糙度 与 光洁度 的关系参考表 (单位:μm) 〖表5〗粗糙度Ra【标注】100502512.56.33.21.60.80.40.20.10.050.025 0.012加工方法举例 粗车、粗刨、 粗铣、钻孔 精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨 精车、精磨、 精铰、研磨 研磨、珩磨、超精磨、抛光光洁度Ra 80 40 2010 5 2.5 1.25 0.63 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02 0.01 等级 ▽1 ▽2 ▽3▽4 ▽5 ▽6▽7 ▽8 ▽9 ▽10 ▽11 ▽12 ▽13 ▽14 状态明显可见刀痕 可见刀痕 微见刀痕 可见加工痕迹 微见加工痕迹 看不清加工痕迹 可辨加工痕迹方向 微辨加工痕迹方向 不可辨加工痕迹方向暗光泽面 亮光泽面 镜状光泽面雾状镜面去除材料表面粗糙度标注例如:表面粗糙度Ra 值的应用范围〖表6〗粗糙度代号光洁度代号表面形状、特征加工方法应用范围ⅠⅡ除净毛刺铸、锻、冲压、热轧、冷轧用于保持原供应状况的表面微见刀痕粗车,刨,立铣,平铣,钻毛坯粗加工后的表面可见加工痕迹车,镗,刨,钻,平铣,立铣,锉,粗铰,磨,铣齿比较精确的粗加工表面,如车端面、倒角微见加工痕迹车,镗,刨,铣,刮1~2点/cm2,拉,磨,锉滚压,铣齿不重要零件的非结合面,如轴、盖的端面,倒角,齿轮及皮带轮的侧面、平键及键槽的上下面,轴或孔的退刀槽看不见加工痕迹车,镗,刨,铣,铰,拉,磨,滚压,铣齿,刮1~2点/cm2IT12级公差的零件的结合面,如盖板、套筒等与其它零件联接但不形成配合的表面,齿轮的非工作面,键与键槽的工作面,轴与毡圈的摩擦面可辨加工痕迹的方向车,镗,拉,磨,立铣,铰,滚压,刮3~10点/cm2IT8~IT12级公差的零件的结合面,如皮带轮的工作面,普通精度齿轮的齿面,与低精度滚动轴承相配合的箱体孔微辨加工痕迹的方向铰,磨,镗,拉,滚压,刮3~10点/cm2IT6~IT8厅级公差的零件的结合面;与齿轮、蜗轮、套筒等的配合面;与高精度滚动轴承相配合的轴颈;7级精度大小齿轮的工作面;滑动轴承轴瓦的工作面;7~8 级精度蜗杆的齿面不可辨加工痕迹的方向布轮磨,磨,研磨,超级加工IT5、IT6级公差的零件的结合面,与C级精度滚动轴承配合的轴颈;3、4、5级精度齿轮的工作面暗光泽面超级加工仪器导轨表面;要求密封的液压传动的工作面;塞的外表面;活汽缸的内表面(旧国标)为▽5,R a的最大允许值取6.3。
因此,在不影响原表面粗糙要求的情况下,取该值有利于加工。
2. 粗糙度代号Ⅱ为第2种过渡方式。
它是取新国标中相应最靠近的上一档的第1系列值,如原光洁度为▽5,R a的最大允许值取3.2。
因此,取该值提高了原表面粗糙度的要求和加工的成本。
2.标准公差值及孔和轴的极限偏差值标准公差值(基本尺寸大于6至500mm)基本尺寸mm公差等级IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12>6~10 >10~18 >18~30 >30~50 >50~80 >80~120 >120~180 >180~250 >250~315 >315~400 >400~50068911131518202325279111316192225293236401518212530354046525763222733394654637281899736435262748710011513014015558708410012014016018521023025090110130160190220250290320360400150180210250300350400460520570630公差带等级基本尺寸mm>0~18 >18~30 >30~50 >50~80 >80~120 >120~180 >180~250 >250~315D 8 +77+50+98+65+119+80+146+100+174+120+208+145+242+170+271+190轴的极限偏差(基本尺寸大于10至315mm)形状和位置公差形位公差符号分类形状公差位置公差项目直线度平面度圆度圆柱度平行度垂直度倾斜度同轴度对称度位置度圆跳动全跳动符号圆度和圆柱度公差μm主参数d(D)图例公差等级主参数d(D) mm应用举例>6~10>10~18>18~30>30~50>50~80>80~120>120~180>180~250>250~315>315~400>400~5005 1.5 2 2.5 2.5 3 4 5 7 8 9 10 安装E、C级滚动轴承的配合面,通用减速器的轴颈,一般机床的主轴。