机械制图培训 公差概念及尺寸公差基本知识

一、公差与测量概述
国际标准化组织（ISO）
在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一， 成立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委 员会（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发 国际标准。
我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修订 了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产 实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我国在国际 上的技术交流和产品互换。
-0.025
轴 -0.041
二、尺寸公差基础知识
例1 已知轴
mm，孔 60 0.01 0.03
60
0.03 0
mm，求孔、轴的极限尺寸和公差。
（4）实体状态和实体尺寸
实体状态分为最大实体状态和最小实体状态 ❖ 最大实体尺寸（MMS）：对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的
那个极限尺寸， 即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。 ❖ 最小实体尺寸（LMS）：对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那
个极限尺寸， 即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。
通过实验而确定的。 它应该在优先数系中选择。
（2）实际尺寸 实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da ） 实际尺寸并非尺寸的真值。
二、尺寸公差基础知识
（3）极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值。
最大极限尺寸：Dmax、dmax 最小极限尺寸：Dmin、dmin 合格零件的实际尺寸应该是：
二、尺寸公差基础知识
4)表面粗糙度允许值、5)典型零件特殊几何参数的公差 公差设定的原则——T尺寸> T位置> T形状>表面粗糙度 3.加工误差与公差的关系 区别：误差是在加工过程中产生的，
公差是由设计人员确定的。 联系：公差是误差的最大允许值。
一、公差与测量概述
4. 检测
完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。 检测包含检验与测量。
二、尺寸公差基础知识
基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的关系
EI ES
es ei
Dmax
Dmin
D d
dmax dmin
a)
b)
二、尺寸公差基础知识
5.尺寸公差带图
• 由于公差与偏差的数值相差较大，不便 用同一比例表示， 故采用公差带图。
• 零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为
孔
基准确定偏差和公差，零线以上为正，以
检验：是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内， 并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值。
测量：是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以 确定被测量的具体数值的过程。
意义：检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不 合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生 。检测是机械制造的“眼睛”。产品质量的提高，除设计和加 工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。所以，合理 地确定公差与正确进行检测，是保证产品质量、实现互换性生 产的两个必不可少的条件和手段。
二、尺寸公差基础知识
二、尺寸公差基础知识
基本偏差示意图
二、尺寸公差基础知识
尺寸公差带图（举例）
• 画出基本尺寸为φ50，最大极限尺寸为φ50 .025 、最小极限 尺寸为φ50 mm的孔与最大极限尺寸为φ49.975 、最小极限 尺寸为φ49.959mm的轴。公差带图如下：
+0.025
+
孔
0
-
（2）互换性内容： ①几何参数互换:包括尺寸、形状、位置、表面微观形状 误差的互换性。 ②机械性能互换：如强度、硬度、材料等。
一、公差与测量概述
2. 按照零部件互换程度的不同， 互换可分为完全互换和不
(1) 完全互换： 零件在装配或更换时， 不需要辅助加工 与修配， 也不需要选择。 一般标准件有螺钉、 螺母、 滚动 轴承、 齿轮等。
差
表面粗糙度
一、公差与测量概述
尺寸
表面粗糙度
零件的质量
形状
位置
一、公差与测量概述
1）尺寸误差——加工完的零件实际尺寸和理想尺寸之差。
如要求加工Ф40
Ф39.98
2）形状误差——零件的实际形状和理想形状差异。 如轴的正截面
一、公差与测量概述
3）位置误差——加工零件的表面、轴线、对称平面等之间的 相互位置与理想位置的差异。
二、尺寸公差基础知识
（一） 尺寸的基本术语
1. 孔与轴 （广1义）的孔孔通与常轴指：工孔件为的包圆容柱面形（内尺表寸面之，间也无包材括料非）圆，柱在型加的工表过面 （程由中两，个尺平寸行越平加面工或越切大面；的包容面）。 （2）轴是指工件的圆柱型表面（由两个平行平面或切面而形 成而的轴被是包被容包面容）面。（尺寸之间有材料），尺寸越加工越小。
为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成系 列产品。产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使 用维修带来困难。故需对数值进行标准化。
一、公差与测量概述
（2）优先数系
①优先数系：由一些十进制等比数构成的数系（包含10的所有整数幂）。
②优先数系的构成
●代号：为Rr（r取5、10、20、40、80）；
二、尺寸公差基础知识
2. 尺寸 尺寸是以特定单位表示线性尺寸值（两点之间距离）的
数值。 机械工程中通常用㎜表示 （标注时常省略）
如图：直径Ø7、 半径R7和R3 中心距52和32 长66、高46
二、尺寸公差基础知识
（1）基本尺寸 基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d（L或l）表示（大
写字母表示孔，小写字母表示轴）。 它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求，计算或
4）表面粗糙度——加工零件表面上具有较小间距和峰谷所形 成的微观的几何形状误差
宏观
微观
一、公差与测量概述
2.几何量公差（T） 公差（T）：控制几何参数的技术规定就称“公差”，即
为实际参数值（尺寸、形状、位置）误差所允许的最大变
动量。 如要求外圆加工成Ф39.98～ Ф40，可写为 Ф40-00.02 几何量公差分类—— 1)尺寸公差、 2)形状公差、3)位置公差、
下为负。
+
• 尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直
0 -
线所限定的一个区域。公差带有两个基本
参数，即公差带大小与位置。大小由标准
轴
公差确定，位置由基本偏差确定。
• 基本偏差：标准中表列的，用以确定公差 带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一 般为靠近零线的那个极限偏差。
• 标准公差：标准中表列的，用确定公差带 大小的任一公差。
一、公差与测量概述
R5 1.00
1.60
一、公差与测量概述
4.标准的分类
按性质分类——技术标准、生产组织标准和经济管理标准。 按适用程度分类——基础标准、一般标准。
标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标准、行 业标准、地方标准和企业标准。
对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家 标准，代号为GB，对没有国家标准而又需要在全国某个行 业范围内统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准 （JB）等；对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范 围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业标准，它们 的代号分别用DB、QB表示。
b) a)
公差
公差
实际尺寸
最大实体尺寸 最小实 体尺寸
实际尺寸
最小实体尺寸 最大实 体尺寸
二、尺寸公差基础知识
（二） 尺寸偏差和公差的基本术语
1.尺寸偏差 某尺寸与基本尺寸的代数差,孔用E，轴用e，其值可正、 可负或零。 包括实际偏差和极限偏差。
2.极限偏差:极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。
ES=Dmax-D
es=dmax-d
EI=Dmin-D
ei=dmin-d
3.实际偏差:实际尺寸与基本尺寸之差
来自百度文库
注意：标注和计算偏差时前面必须加注“+”或“－”号（零除外）。
二、尺寸公差基础知识
4. 尺寸公差 尺寸公差是指允许尺寸的变动量 孔 TD=|Dmax—Dmin|=|ES—EI| 轴 Td=|dmax—dmin|=|es—ei| 问题：比较公差与偏差
公差与偏差是两个不同的概念。 公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。 偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影 响配合的松紧程度。
二、尺寸公差基础知识
公差与极限偏差的比较
•两者区别： •从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的； 而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能 为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时 由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 •从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是 否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 •从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度 ，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏 差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 •两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了 两极限偏差也就确定了公差。
(2) 不完全互换： 有些机器的零件精度要求很高， 按完 全互换法加工困难， 生产成本高， 此时可将工件的尺寸公差 放大， 装配前， 先进行测量， 然后分组进行装配， 以保证 使用要求。
一、公差与测量概述
3.互换性的作用
使用过程： 方便替换
缩短维修时间和节约费用
生产制造： 专业化协调生产 提高产品质量和生产效率
标准的含义：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或结果规定的 共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。它是实现互换性的基础。
2 . 标准化：现代化生产的特点是品种多、 规模大、 分工细、 协作多， 为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格简化，使分散的、
局部的生产环节相互协调和统一。
标准化的含义：制定、颁布、实施标准的全部活动过程。
一、公差与测量概述
（二）公差
1. 机械加工误差
加工精度——指机械加工后，零件几何参数(尺寸、几何要
素的形状和相互间的位置、轮廓的微观不平度等)的实际值与设
计的理想值相一致的程度。 加工误差——是指实际几何参数对其设计理想值的偏离程
度。加工误差越小，加工精度越高。
加
尺寸误差
工
几何形状误差
误
相互位置误差
如:R10系列 R20系列 R40系列
q10≈1.25 q20≈1.12 q40≈1.06
的分级数系，适用于各种量值的 分级。它又是十进几何级数，对 于标准化对象的简化和协调起着 重要作用。因此，又是国际上一
R80系列
q80≈1.03
项统一的重要基础标准。
优先数系运用主要目的在于通用化、标准化和系列化。
一、公差与测量概述
（三）互换性与标准化
1. 标准：公差标准在工业革命中起过非常重要的作用， 随着机械制造 业的不断发展， 要求企业内部有统一的技术标准， 以扩大互换性生产规模 和控制机器备件的供应。
《极限与配合》（GB/T 1800.1—1997， GB/T 1800.4—1999等），《形 状和位置公差》（GB/T 1182—1996等），《表面粗糙度（GB/T1031—1995 等）
装配过程： 缩短装配时间 提高效率
产品设计： 简化绘图、计算 加速产品更新换代
问题：如何使工件具有互换性？ 若制成的一批零件实际尺寸数
值等于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换。但在生产上 不可能，且没有必要。因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在 一定范围内变动，保证零件充分近似即可。
要使零件具有互换性，就应按“公差”制造。
公差基础知识培训
公差基础知识培训
一、公差与测量概述
二、尺寸公差基础知识
目
三、形位公差基础知识
录
四、表面粗糙度基础知识
五、测量技术基础知识
一、公差与测量概述
（一）互换性概述
1、什么叫互换性？ （1）定义：
互换性是指同一规格的零件或部件，不需要任何挑选、 调整或附加修配(如钳工修配)，就能直接装配，并能保证产 品使用要求的一种特性。
一、公差与测量概述
3、优先数和优先数系 （1）数值标准化：统一的数值标准是标准化的重要内容。
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通 过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关， 还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。如：螺母 直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及丝锥、螺纹塞规、 钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生的扩 散称为“数值扩散”。
●公比： qr r 10
。
●个数：优先数系中，项数从1开始，可向大于1和小于1两边无限延
伸，每个十进区间有r个优先数。
●如：R5系列，q5≈1.6，在1～10中，共有5个数，分别为1，1.6，
2.5，4.0，6.3。
优先数和优先数系是一种科
●优先数多为无理数，应用时要圆整。 学的数值制度，它是一种无量纲