公差与配合

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公差与配合
一、        公差与配合的基本术语
1、        尺寸：用特定单位表示长度值的数字
2、        基本尺寸：是设计给定的尺寸
3、        实际尺寸：是通过测量获得的尺寸
4、        极限尺寸：是指允许尺寸变化的两个极限值
5、        最大实体状态和最大实体尺寸：最大实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料最多时的状态。在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸，它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。
6、        最小实体状态和最小实体尺寸：最小实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料最少时的状态。在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸，它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。
7、        作用尺寸：在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸，称为孔的作用尺寸。与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，称为轴的作用尺寸。
极限尺寸判断原则；
                孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。即对于孔，其作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴应不大于最大极限尺寸。
8、        尺寸偏差：是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
9、        尺寸公差是指允许尺寸的变动量。
10、        配合：是指基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的关系。
11、        间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上，即具有间隙的配合。
12、        过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下，即具有过盈的配合。
13、        过渡配合：在孔与轴配合中，孔与轴的公差带相互交迭，其配合可能有间隙，也可能有过盈的配合。
二、        配合的选用
1、        分析零件的工作条件及使用要求
工作时结合件的相对位置状态，承受负荷情况，润滑条件，温度变化，配合的重要性，装卸条件以及材料的物理机械性能等。
2、        了解各类配合的特性和应用
（1）、间隙配合的特性：具有间隙，主要用于结合件有相对运动的配合，也可用于一般的定位定位配合。
（2）、过盈配合的特性：具有过盈，主要用于结合件没有相对运动的配合。过盈不大时，用键联结传递扭矩；过盈大时，靠孔与轴的结合力传递扭矩，前者可以拆卸，后者不可以拆卸。
三、测量
1、        测量：是为了确定量值而进行的实验过程
2、        测量的四要素：
（1）、测量对象：主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及形位误差等。
（2）、计量单位：一般用毫米
（3）、测量方法：根据被测对象的特点，如精度、大小、轻重、材质、数量等来确定所用的计量器具；分析被测参数的的特点以及与其参数的关系，确定最合适的测量方法以及测量的主客观条件。
（4）、测量的精确度：测量结果与其真值的一致程度。
三、        计量器具的分类
计量器具按用途、特点可以分为：
1、        标准量具：这种量具通常只有某一个固定尺寸，通常是用来校对和调整其它计量器具或作为标准用来与被测工件进行比较。如量块、角尺等。
2、        极限量规：是一种没有刻度的专用检验工具，用这种工具不能得出被检验工件的具体尺寸，但能确定被检验工件是否合格。如各种通止规。
3、        计量仪器：能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具。根据构造上的特点，计量仪器可以分为：
（1）、游标式量仪：如游标卡尺、游标高度尺及游标量角器等
（2）、微动螺旋副式量仪：如外径千分尺、内径千分尺等
（3）、机械式量仪：如百分表、千分表、杠杆比较仪等
（4）、光学量仪：指用光学原理和光的特性实现原始测量信号的转换放大的计量器具。如光学计、投影仪、外能工具显微镜等。这类仪器测量精度高，性能稳定，通用性好，应用范围较广。
（5）、气动量仪：是以恒定压力的压缩空气作为介质，将被测尺寸的 变化转换为压缩空气流量或压力的变化，实现原始信号的转换放大和显示的计量器具。特点是测量精度高，测量效率高，操作方便。但是示值范围小，属于相对比较测量。气动测量装置的专用性较强，很少能互相通用，测量过程中需要用精度较高的专用校对规来校对仪器。
气动量仪一般有以下四个部分组成
A、过滤器：将气源来的压缩空气进行过滤，清除其中的灰尘、水和油份，使空气干燥和清洁。
B、稳压气：使空气的压力保持恒定
C、指示器：是将工件尺寸变化转变为压力或流量的变化，并指出工件尺寸变化大小。
D、测量头：用来感受被测尺寸的变化
（6）、电动式量仪：测量过程中将原始信号转换成电路参数（电阻、电容、电感等），产生电信号输出，经放大计算后显示测量结果的计量器具。一般分为电接触式、电感式、电容式和光电式等。这类仪器的特点是测量精度高、信号输出方便，易于实现测量结果的自动记录，数字显示和自动控制，以及由计算机进行自动处理等。
（7）、综合式量仪：是将机械、光、电、气中的两种或更多综合在一起，使原始信号放大和显示并能计算显示多种复杂的计量结果的计量仪器。如三坐标测量机、ADCOLE量仪等。这类测量仪器测量精度高，柔性好，测量范围广，通用性好。
4、        专用计量器具：指专门用来测量某种特定几何量的计量器具。如
（1）        、各种通止规、样板规，用这种量具不能测出被检验参数的具体量值，但能判断零件是否合格。
（2）        、带表卡（塞）规：测量时需要一标准件进行校零，属于比较测量。
（3）        、深度规
（4）        、粗糙度量仪
（5）        、距离检具：一般用来检测孔中心距离的专用检具
（6）        、跳动检具：是一种不需要标准件的动态测量检具
（7）        、位置检具：此类检具由于定位系统和被测部位存在空间位置关系，一般结构较复杂。目前，我们一般用三坐标来替代。
四、        计量器具的维护保养常识
1、        使用前应检查量检具是否完好
2、        应轻拿轻放，避免磕碰
3、        量检具存放在规定的容器内，严禁与其它物品混放
4、        保持清洁
5、        各部件运动灵活，无卡滞现象
6、        避免用手直接与精加工表面接触，导致手汗腐蚀工作面
7、        光滑量规在塞孔时要直进直出，严禁旋进
8、        需要调零的量检具在测量之前按操作规程调零
9、        测量完毕时应清洁表面，涂上防锈油，放在规定的位置
10、        严格遵守量检具的检定周期，严禁越期使用。
五、        测量方法的分类
1、        根据所测之量是否为欲测之量可分为直接测量和间接测量
（1）        、直接测量：是指从计量器具的读数装置上直接得欲测之量的数值或标准量值的差值，如：游标卡尺或各种比较仪测量圆柱等直径。
（2）        接测量：是指欲测量由直接测量值通过某种关系并通过一定的关系式计算后才得出。如：三坐标测量两孔中心距离时，先直接测出两圆然后由计算机根据两圆中心位置计算距离。
2、按从计量器具上获得的读数是否为所测之量的整个量值可分为绝对测量与相对测量
（1）、绝对测量：是指在计量器具的读数装置上指示的量是所测之量的整个量值。如：游标卡尺，万能角度尺，三坐标测量机，ADCOLE量仪，跳动检具等。
（2）        相对测量：是指仪器的读数装置上指示的数值，是所测之量相对于标准量的差值。如：带表卡规测量直径时首先根据标准芯棒值调整零位，然后对工件测量，其读数装置上的指示数值等于标准芯棒与被测量之差值，测量结果为标准芯棒尺寸与差值的代数和。采用相对测量方法的仪器如：电子卡（塞）规，大多数带标准件检具，气动量仪，在线主动量仪（MARPOSS），在线气动测量机，连杆综合测量仪等。一般来说，相对测量法易于获得较高的测量精度。
3、        计量器具的测量部位与被测工件表面之间是否有机械作用力可分为接触测量与非接触测量
（1）、接触测量：是指计量器具的测量部位（测量头）与工件的被测表面直接接触，并有一定的机械测量力存在。如：粗糙度量仪，硬度测量机，带表卡规，电子卡（塞）规，跳动检具，ADCOLE量仪，连杆综合测量机，游标卡尺，MARPOSS主动量仪，三坐标测量机等。
（2）        、接触测量：是指计量器具的测量部位与工件的被测表面直接接触，并有一定的机械测量力存在。如：粗糙度量仪，硬度测量机，带表卡规，电子卡（塞）规，跳动检具，ADCOLE量仪，连杆综合测量机，游标卡尺，千分尺，MARPOSS主动量仪，三坐标测量机等。
4、        根据工件上同时被测参数的多少和参数特征可分为单项测量与综合测量
（1）、单项测量：是指分别测量被测工件上的各个参数 。如投影仪上测量螺纹的螺距、牙型半角、中径和顶径等。
（2）、综合测量：是指同时测量被测工件上几个相关参数的综合指标。如：螺纹通止规控制螺纹的作用中径，用综合量规控制工件的作用尺寸（连杆瓦片槽轮廓度、位置度综合测检；瓦盖（缸体）瓦片槽轮廓度、位置度综合检测；瓦盖（缸盖油泵面）两螺栓孔通止式位置检具，一些综合测量机等）
单项测量一般用于工序间检测，或为了调整机床，工艺分析等需要了解单项参数的场合。综合测量一般用于零件加工的终检，测量结果反映工件相关参数的综合结果，故能有效的保证互换性，适用于大批量生产。
5、根据测量在工艺过程中所起的作用可分为主动测量与被动测量
（1）、主动测量：是指零件在加工过程中的测量，此时测量结果直接用来控制零件的加工过程，决定是否继续加工或调整机床等，因此它能防止废品产生，是测量技术发展方向之一。在发动机厂有主动量仪的地方：气动的有缸体缸孔珩磨、主轴孔珩磨、连杆大小头珩磨；曲轴主轴颈，连杆轴颈，皮带轮轴颈。
（2）、被动测量：是指零件加工完了以后进行的测量，其目的仅限于发现并剔除废品。如线下的量检具、三坐标测量机、ADCOLE量仪，缸体、缸盖在线测量机等。
6、根据被测工件与计量器具的测量部位之间的相对位置关系以及在测量过程中所处的状态可分为静态测量与动态测量。
        （1）、静态测量是指测量过程中被测工件与仪器的测量部位之间处于相对静止的状态。
        （2）、动态测量是指测量过程中被测工件与仪器的测量部位之间处于相对运动的状态。一般是模拟被测工件在工作或加工的运动状态，如：各种主动量仪，跳动检具，ADCOLE量仪等。
                动态测量能提高测量效率和保证测量的精度，能反应被测参数的连续变化的过程，但对测量仪器有特殊要求，如：测头与被测部位的接触要稳定、可靠，测头要耐磨，对测量信号的反应要灵敏、准确，并且要尽量减少测量系统的震动对测量结果的影响。
7、根据被测工件是否在流水线上可分为在线测量与线下测量
（1）、在线测量是指工件处在流水线上即进行测量，而不影响生产节拍达到100%检测的目的。
（2）、线下测量是指被测工件在检测时需从生产线取下进行测量。
六、        误差
1、        误差的分类
（1）、系统误差
        在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持恒定（例如用比较仪测量零件时，调整仪器所用量块的误差）；或在条件改变时，按某一个确定的规律变化的误差，例如在长度测量中，由于温度变化而引起的测量误差等。
（2）、随机误差
        在相同条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差，误差出现是无规律可循的，但若进行多次重复测量时，误差服从统计规律，因此常用概率论和统计原理对它进行分析。
（3）、粗大误差
        是指由于测量不正确等原因引起的大大超过规定条件下预计误差限的那种误差，例如工作上的疏忽、经验不足、过度疲劳以及外界条件的变化等引起的误差。一个正确的测量，不应包含粗大误差。所以在进行误差分析时，主要分析系统误差和随机误差，并应剔除粗大误差
2、        测量误差的来源及其防止
（1）、基准件误差
（2）、测量方法误差
（3）、计量器具的误差
（4）、测量力引起的误差
（5）、对准误差
七、        计量器具的选择
1、        按被测工件的部位、外形尺寸来选择计量器具，使所选择的计量器具的测量范围能满足工件的要求。
2、        按被测工件的公差来选择计量器具，考虑到计量器具的误差会带入工件的测量结果中，因此选择的计量器具其允许的极限误差应当小。
八、        形位公差
1、        形状公差
（1）、直线度
                在给定平面内的直线度公差带，是距离为公差值T的两平行直线之间的区域。
在给定方向上的直线度公差带.
                （2）、平面度
                                是距离为公差值T的两平行平面之间的区域。
                （3）、圆度
                                 圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值T的两同心圆之间的区域。
                （4）、圆柱度
                                圆柱度公差带是半径差为公差值T的两同轴圆柱面之间的区域。
                （5）、线轮廓度
                （6）、面轮廓度
2、        位置公差
（1）、平行度
                                用以控制被测要素相对于基准要素的方向成0度的要求
（2）、垂直度
                                用以控制被测要素相对于基准要素的方向成90度的要求
（3）、倾斜度
                                要素相对于基准要素的方向成0-90度的要求
（4）、同轴度
                                用以控制被测轴线与基准轴线的同轴性要求
（5）、对称度
                                用以控制被测要素与基准要素之间中心平面的共面性要求
（6）、位置度
                                用以控制被测要素的位置要求
（7）、圆跳动
（8）、全跳动
九、        粗糙度
1、        术语
  （1）、取样长度：是用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓的走向上量取。规定和选择这段长度是为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。
  （2）、评定长度：由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度，它包括一个或数个取样长度。
2、        评定参数
   （1）、轮廓算术平均偏差Ra
   （2）、微观不平度十点高度Rz
   （3）、轮廓最大高度

swatcher

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xymbh1011

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