公差与配合教学课件黄浩

公差与配合教学课件课程目录0102公差基础与概念配合类型与计算公差选用与测量技术理解公差的定义、重要性及基本术语，掌握公差学习间隙、干涉、过渡配合的特点，掌握配合计分类与标注方法算与公差带分析第一章公差基础与概念公差是现代制造业的核心概念，它决定了产品质量和制造成本的平衡本章将从公差的基本定义出发，深入理解公差在机械制造中的重要作用什么是公差？公差是指零件尺寸允许的最大变动范围，它体现了制造误差的可接受限度在机械制造中，由于加工设备、工艺条件、操作人员等因素的影响，零件的实际尺寸不可能与设计尺寸完全一致公差的存在保证了零件在允许的误差范围内仍能满足功能要求，实现零件间的互换性合理的公差设计既能保证产品质量，又能控制制造成本公差的重要性制造误差控制零件互换性成本控制机械加工过程中不可避免地存在各种误差来标准化的公差体系确保了同一规格的零件可合理的公差设计能够降低生产成本和返工源，包括机床精度、刀具磨损、夹具变形、以相互替换，无需额外调整或修配这大大率过严的公差会增加制造难度和成本，过温度变化等因素公差为这些误差设定了可提高了生产效率和维修便利性松的公差则可能影响产品质量和功能接受的界限公差确保零件完美配合精确的公差控制是现代制造业实现高质量、高效率生产的基础通过科学的公差设计，我们能够在保证功能的前提下优化制造工艺公差的基本术语基本尺寸（）Basic Size1设计时确定的理想尺寸，是计算极限尺寸和偏差的基准通常在图纸上直接标注的尺寸数值极限尺寸（）Limit Size2零件尺寸允许变动的两个界限值，包括最大极限尺寸和最小极限尺寸实际尺寸应在这两个界限之间最大极限尺寸（）Maximum Limit3零件尺寸允许的最大值实际制造的零件尺寸不得超过此数值最小极限尺寸（）Minimum Limit4零件尺寸允许的最小值实际制造的零件尺寸不得小于此数值偏差（）Deviation5某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差包括上偏差和下偏差，可为正值、负值或零公差的分类单边公差双边公差极限尺寸公差（Unilateral Tolerance）（Bilateral Tolerance）（Limit Dimension）公差带位于基本尺寸的一侧，上偏差或下偏差中有一个公差带位于基本尺寸的两侧，上下偏差均不为零多用直接标注最大和最小极限尺寸，不显示偏差数值常用于为零适用于配合面或有特殊功能要求的尺寸于非配合尺寸，制造工艺相对灵活重要配合面或特殊要求的尺寸单边公差示例标注形式尺寸范围最大极限尺寸

25.10mm

25.00最小极限尺寸

25.00mm仅允许尺寸偏大，不允许偏小于基本尺寸+

0.10/-

0.00mm基本尺寸为

25.00mm，上偏差+

0.10mm，下偏差为0应用场合常用于孔的配合面，保证最小孔径要求也适用于轴肩、台阶等有最小尺寸限制的特征双边公差示例±

25.

000.05mm这种标注方式表示基本尺寸为

25.00mm，上偏差和下偏差都是±

0.05mm，形成对称的公差带最大极限尺寸

25.05mm最小极限尺寸

24.95mm公差值

0.10mm尺寸可以偏大或偏小，变化范围关于基本尺寸对称分布这种公差形式制造工艺相对灵活，常用于非配合尺寸公差与允许误差的区别公差允许误差设计阶段确定的尺寸允许变化范围，是理论上的界限值，体现设计要求制造过程中实际产生的偏离设计尺寸的结果，是客观存在的物理现象，和功能需求受工艺条件影响重要提醒公差是设计参数，误差是制造结果只有当实际误差控制在公差范围内，零件才能满足使用要求公差越小，对制造精度要求越高，成本也随之增加第二章配合类型与计算配合是指两个零件装配时的尺寸关系，它决定了零件间的装配状态和使用性能本章将详细介绍配合的分类、特点及其计算方法什么是配合？配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系它反映了两个零件装配时可能产生的松紧程度配合的松紧程度由孔和轴的尺寸差决定，这个尺寸差称为间隙或干涉间隙为正值时表示孔比轴大，干涉为正值时表示轴比孔大配合关系直接影响机械产品的装配性能、工作精度、使用寿命和维修便利性合理选择配合类型是机械设计的重要环节配合的三大类型干涉配合Interference Fit轴的尺寸大于孔的尺寸，装配时产生干涉，零间隙配合件间紧密结合Clearance Fit孔的尺寸始终大于轴的尺寸，装配后有间过渡配合隙，零件可以相对运动Transition Fit孔和轴的公差带相互交叠，装配时可能产生间隙或干涉间隙配合示意特点应用场合孔的最小极限尺寸大于轴的最大极限滑动轴承、导向装置、需要相对运动尺寸，保证装配后始终存在间隙的零件配合装配特点装配容易，便于拆卸，适合需要润滑或散热的场合干涉配合示意工作原理轴的最小极限尺寸大于孔的最大极限尺寸，装配时轴被压入孔内，产生弹性变形和接触压力装配方法•压装使用压力机将轴压入孔内•热装加热孔或冷却轴后装配•冷装采用液氮等极低温冷却轴应用实例齿轮与轴、轴承内圈与轴、车轮与车轴的连接过渡配合示意公差带重叠1孔和轴的公差带部分重叠，装配时的松紧程度具有不确定性装配状态2根据零件的实际尺寸，可能产生微小间隙或轻微干涉定位精度3既保证良好的定位精度，又便于装配和拆卸典型应用4键与键槽、定位销与销孔的连接配合计算实例已知条件间隙计算配合性质轴尺寸范围

24.98~

25.00mm最大间隙

25.02-

24.98=

0.04mm装配后始终有间隙，便于相对运动孔尺寸范围

25.00~

25.02mm最小间隙

25.00-

25.00=

0.00mm适用于需要润滑的滑动配合场合基本尺寸φ25mm的孔轴配合此配合属于间隙配合公差带与偏差符号孔的偏差符号ES孔的上偏差（Upper deviationof hole）EI孔的下偏差（Lower deviationof hole）轴的偏差符号es轴的上偏差（Upper deviationof shaft）ei轴的下偏差（Lower deviationof shaft）通过这些标准符号，工程师能够准确描述和计算各种配合关系，确保设计意图的准确传达公差等级与代号ISO010203等级系统公差带位置完整代号IT国际标准公差等级，从IT01到IT18，数字越小精用字母表示公差带相对于基本尺寸的位置孔用由公差带位置字母和IT等级数字组成，如H

7、h6度越高常用等级包括IT

6、IT

7、IT8等，对应不大写字母（如H、G、F），轴用小写字母（如等这种标准化表示法便于国际交流和生产管同的加工精度要求h、g、f）理等级精度应用加工方法IT6高精度精密配合精磨IT7较高精度一般配合精车、磨削IT8中等精度普通配合车削基本孔制与基本轴制基本孔制基本轴制孔的下偏差为零（EI=0），孔的公差带位置固定，通过改变轴的公差带轴的上偏差为零（es=0），轴的公差带位置固定，通过改变孔的公差带位置来获得不同的配合性质位置来获得不同的配合性质优点孔的加工相对困难，固定孔的尺寸可以减少刀具规格，降低制造优点当一根轴需要与多个孔配合时，使用基本轴制更经济合理成本应用冷拉钢材直接作轴使用的场合应用机械制造中的优先选用制度基本孔制与基本轴制对比基本孔制特点H孔与不同轴配合h轴（间隙）、k轴（过渡）、p轴（干涉）基本轴制特点h轴与不同孔配合H孔（间隙）、K孔（过渡）、P孔（干涉）第三章公差选用与测量技术公差的合理选用和准确测量是保证产品质量的关键环节本章将介绍公差选用的基本原则、几何公差的概念以及现代测量技术的应用公差选用原则结合加工工艺能力兼顾制造成本满足功能需求公差等级的选择必须与现有的加工设备和工在满足功能的前提下，应选择相对较宽松的艺水平相匹配，避免超出工艺能力范围而导首先要保证零件的使用功能，包括装配要公差，以降低制造成本高精度公差需要昂致的质量问题和成本增加求、运动精度、强度要求等公差过大会影贵的设备和更多的加工时间响产品性能，过小则增加不必要的制造难度常用公差选用表根据不同的尺寸范围和应用场合，机械行业制定了标准的公差等级推荐表，为设计师提供选择依据尺寸范围mm IT6μm IT7μm IT8μm应用场合0-361014精密仪器3-681218精密机械6-1091522一般机械10-18111827通用设备18-30132133重型机械选用建议配合面选择IT6-IT7，非配合面选择IT8-IT9，粗加工表面可选择IT11-IT12几何公差简介形位公差的定义几何公差是指零件的几何要素（点、线、面）的实际形状、方向和位置对理想几何要素允许的变动量它补充了尺寸公差，全面控制零件的几何精度几何公差的作用•控制零件的形状误差（直线度、平面度、圆度等）•限制零件要素间的方向误差（平行度、垂直度等）•规定零件要素间的位置误差（同轴度、对称度等）•控制要素的跳动误差（圆跳动、全跳动）公差测量方法传统测量工具三坐标测量机光学测量系统数字化测量游标卡尺、千分尺、内径表等传统CMM是现代精密测量的核心设备，激光扫描、光学投影等非接触测量数显卡尺、电子千分尺等数字化工量具，适用于一般精度要求的尺寸能够测量复杂几何形状和位置关技术，适用于软质材料或复杂曲面具，提高了测量效率和数据处理能测量，操作简便，成本较低系，精度高，测量范围广的精密测量力测量精度与仪器选择原则仪器选择策略环境控制1:10测量仪器的精度应优于被测公差的十分之一，这是保证测量可靠性的基本要根据公差等级选择合适精度的测量设备，既要保证测量准确性，又要考虑经精密测量需要恒温、恒湿、防振的环境条件，以确保测量结果的稳定性和重求济性现性高精度测量保障质量现代制造业的发展离不开精密测量技术的支撑先进的测量设备和科学的测量方法，为产品质量的持续改进提供了可靠保障总结与展望核心地位设计要求发展趋势公差与配合是机械制造的核心技术基础，直精确的公差设计和合理的配合选用能够显著未来智能制造将推动公差管理向数字化、自接关系到产品的质量、性能和经济性提升产品质量，优化制造成本动化、智能化方向发展感谢聆听，欢迎提问交流通过本课程的学习，希望大家能够掌握公差与配合的基本理论和实用方法，在实际工作中灵活运用这些知识，为我国制造业的高质量发展贡献力量。