机械制图中公差与配合的知识,你应该知道的!

在机械图纸中,关于公差的标注是很有学问的,涉及到一门学科《互换性与测量技术》。公差包括尺寸公差和形位公差。之所以有公差这个概念,是为了零部件能实现互换性,提高生产效率。在装配零部件时,经常会有孔轴配合和其他配合形式,因实际加工时,或多或少都会存在误差,为了保证能零部件之间能正确配合,所以必须对配合尺寸的变动范围进行控制,所以就有了公差和偏差的概念。标题中的极限就是标定一个尺寸变动范围的两个极限尺寸,配合就是孔轴配合及其他配合。孔轴配合是机械中最常用的配合,

本文主要介绍关于极限和孔轴配合的相关知识。

1 互换性与公差的概念

在装配机器时,把同样零件中的任一零件,不经挑选或修配,便可装到机器上,机器就能正常运转;在修配时,把任一同样规格的零件配换上去,仍能保持机器的原有性能。这些“在相同零件中,不经挑选或修配就能装配(或换上)并能保持原有性能的性质”,称为互换性

在零件的加工过程中,不可能把零件的尺寸做得绝对准确。为了保证互换性,必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内,规定出尺寸允许的变动量,这个变动量就是尺寸公差,简称公差

2 尺寸公差的相关术语

基本尺寸:根据零件强度、结构和工艺要求,设计确定的尺寸。

实际尺寸:通过测量所得到的尺寸。

极限尺寸:允许尺寸变化的两个界限值。它以基本尺寸为基数来确定。

尺寸偏差(简称偏差):某一尺寸减其基本尺寸所得的代数值。尺寸偏差包括上极限偏差和下极限偏差。上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸;下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸。孔的上偏差代号为ES、孔的下偏差代号为EI;轴的上偏差代号为es、轴的下偏差代号为ei。

尺寸公差(简称公差): 允许尺寸的变动量。尺寸公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸=上偏差-下偏差 。

公差等级:确定尺寸精度程度的等级。国家标准将公差等级分为20级:IT01、IT0、IT1~IT18。“IT”表示标准公差,公差等级的代号用阿拉伯数字表示。从IT01至IT18等级依次降低。

标准公差

:用以确定公差带大小的公差。标准公差是基本尺寸的函数。对于一定的基本尺寸,公差等级愈高,标准公差值愈小,尺寸的精确程度愈高。

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3 公差带图

公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。为了便于分析,一般将尺寸公差与基本尺寸的关系,按放大比例画成简图,称为公差带图。

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4 基本偏差

用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般是指靠近零线的那个偏差。根据实际需要,国家标准分别对孔和轴各规定了28个不同的基本偏差。

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5 孔、轴的公差带代号

公差带代号由基本偏差与公差等级代号组成。例如:

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6 孔、轴的三种配合

(1)间隙配合:孔的公差带完全在轴的公差带之上,任取其中一对孔和轴相配合都成为具有间隙的配合。

(2)过盈配合

:孔的公差带完全在轴的公差带之下,任取其中一对孔和轴相配合都成为具有过盈的配合。

(3)过渡配合:孔和轴的公差带相互交叠,任取其中一对孔和轴相配合,可能具有间隙,也可能具有过盈的配合。

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在间隙配合中,有最大间隙和最小间隙;过盈配合有最大过盈和最小过盈;过渡配合这两种参数都包括。

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7 配合的基准制

国家标准规定了两种常用基准制:

(1)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构成各种配合的一种制度称为基孔制。基孔制的孔称为基准孔,其基本偏差代号为“H”,国家标准规定基准孔的下偏差为零。下图为基孔制不同配合的示例。

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(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构成各种配合的一种制度称为基轴制。基轴制的轴称为基准轴,其基本偏差代号为“h”,国家标准规定基准轴的上偏差为零。下图为基轴制不同配合的示例。

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下图为基孔制和基轴制不同配合的公差带图。

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8 公差与配合的标注

标注公差有三种形式:

(1)标注公差带的代号,这种标注法和采用专用量具检验零件统一起来,适应大批量生产的需要,不需标注偏差数值。

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(2)标注偏差数值,这种注法主要用于小量或单件生产,以便加工和检验时减少辅助时间。

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(3)标注公差带代号和偏差数值,在生产批量不明时,可将偏差数值和公差带代号同时标注。

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9 常用公差带与配合

因不同公差带的孔和轴可组成大量配合,为减少定制刀具、量具和设备的数目,国家标准中规定了常用的公差带与配合,设计时应在这些系列里面选取。下图中方框内为常用公差带,黑体为优先选用公差带。

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