第一章 零件尺寸与公差
尺寸公差标准
尺寸公差标准尺寸公差是指在零件加工过程中，由于各种因素的影响，导致零件尺寸与设计要求尺寸之间的偏差。
为了保证零件的装配质量和使用性能，尺寸公差的控制显得尤为重要。
尺寸公差标准是对尺寸公差进行统一规定和标准化，以便在工程实践中能够更好地进行尺寸控制和质量保证。
尺寸公差标准的制定是为了满足不同零件的加工需求，确保零件在装配时能够达到预期的功能要求。
尺寸公差标准通常由国家标准化组织或行业标准化组织制定，并在工程设计、加工制造、质量检验等领域得到广泛应用。
尺寸公差标准的内容主要包括了尺寸公差的基本概念、符号表示、尺寸链、公差分配原则、公差的设计原则等方面。
其中，尺寸公差的基本概念是指在零件设计和加工过程中，对于尺寸公差的定义和理解；符号表示是指在图纸上对尺寸公差进行标注和表示的方式；尺寸链是指在零件装配过程中，各个尺寸之间的相互关系；公差分配原则是指在零件设计过程中，如何合理地分配尺寸公差；公差的设计原则是指在零件设计过程中，如何根据零件的功能要求和加工工艺要求来确定尺寸公差的大小和分布。
在实际工程实践中，尺寸公差标准的应用对于提高产品质量、降低生产成本、提高市场竞争力具有重要意义。
通过严格遵循尺寸公差标准，可以有效地控制零件尺寸偏差，保证零件的装配质量和使用性能；可以减少不必要的加工余量，降低生产成本；可以提高产品的一致性和可互换性，提高产品的市场竞争力。
总之，尺寸公差标准是工程设计和制造过程中的重要内容，它对于提高产品质量、降低生产成本、提高市场竞争力具有重要意义。
因此，我们在工程实践中应该充分认识尺寸公差标准的重要性，严格遵循尺寸公差标准的要求，不断提高自身的专业水平和工作能力，为企业的发展和产品的质量提供有力的保障。
尺寸公差和极限偏差
尺寸公差和极限偏差概述尺寸公差和极限偏差是工程领域中用于描述零件尺寸间允许的变化范围的重要概念。
公差和偏差的合理控制可以保证零件的相互配合和功能可靠性。
本文将深入探讨尺寸公差和极限偏差的概念、分类、计算方法以及在工程中的应用。
尺寸公差定义尺寸公差（Dimensional tolerance）是指用来描述零件尺寸间允许的变化范围的一种度量。
在设计和制造过程中，由于加工设备和工艺的限制，零件尺寸往往无法完全做到理想值。
因此，为了确保零件功能的可靠性和互换性，就需要规定合理的尺寸公差。
分类根据尺寸变化的方向和范围，尺寸公差可以分为以下几种类型：1.零偏公差（Unilateral tolerances）：允许尺寸在某一方向上的变化范围，如仅允许尺寸增大或减小。
2.对称公差（Symmetrical tolerances）：允许尺寸在两个相反方向上的变化范围，如允许同时增大和减小。
3.平均公差（Average tolerance）：对于相同特征的多个尺寸，允许平均偏离理想值的范围。
计算方法尺寸公差的计算是基于设计要求、生产设备精度和材料性质等多方面因素的综合考虑。
常用的计算方法有以下几种：1.最大材料条件法（Maximum Material Condition，MMC）：根据最不利的设计条件，即零件尺寸达到最大允许值时的情况计算公差。
2.最小材料条件法（Least Material Condition，LMC）：根据最不利的设计条件，即零件尺寸达到最小允许值时的情况计算公差。
3.中间材料条件法（Median Material Condition，MMC）：根据设计要求和生产设备的精度范围，计算公差使得零件可以在各种材料条件下都保持功能和互换性。
示例假设某个机械零件的设计尺寸为50mm，要求尺寸公差为±0.1mm。
根据对称公差原则，该零件允许尺寸在50mm±0.1mm的范围内变化，即实际尺寸可以在49.9mm和50.1mm之间。
模具零件公差与配合尺寸标注标准(试行版)
5、重要配合尺寸的形位公差选用5～7级。
6、粗糙度：外观面～。配合、滑动面等～。
6、上述配合公差及等级为一般精度模具。
7、一般配合尺寸公差不在图纸上标注，只注明本张图纸或某部分尺寸加工等级(既指定公差级别)，车间按此等级公差标准进行生产与检验的方法也是一种方法。但从成本与效率及长远角度讲应在图纸上标注为好。
三、运水井孔
位置公差：小于150㎜、±㎜，大于150㎜、±㎜。
深度公差：＋1㎜。 直径公差：＋㎜。
四、避空位、倒角、底孔钻孔深度、有效牙深度等如下表：
螺纹规格
M4
M5
M6
M8
M10
过孔直径
φ
φ
φ
φ
φ11
杯头直径
φ7
φ
φ10
φ13
φ16
沉孔直径
φ8
φ10
φ12
φ14
φ18
杯头长度
4
5
6
8
10
沉孔深度
9
3)、除上述极端尺寸外，多数模具零件重要配合尺寸选用6级～9级。
2、优先配合孔、轴公差表等相关配合类表依据国家标准。
3、常用公差5～12级和尺寸分段如下表(表一)
基本尺寸㎜
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
≤3
4
6
10
14
12
18
30
48
75
20
29
46
72
115
185
290
公差与配合讲义
轴公差带
最大间隙 最大过盈 最大间隙 最大过盈
孔公差带
孔公差带 轴公差带
轴公差带
图7 过渡配合
最大间隙
ห้องสมุดไป่ตู้
孔公差带
（3）过盈配合
孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零的配 合）。如图所示，孔德公差带在轴的公差带之下。
轴公差带 最小过盈等于零 轴公差带
最大过盈
最大过盈
孔公差带
最小过盈
孔公差带
图7 过盈配合
偏差是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差， 偏差为代数差，可以为正值、负值或零，在进行计算 时，必须带有正、负号 （一）极限偏差：是指极限尺寸减去基本尺寸所 得的代数差。 极限尺寸又分为上偏差和下偏差 上偏差= 最大极限尺寸－基本尺寸 代号： 孔为ES 轴为es 下偏差= 最小极限尺寸－基本尺寸 代号： 孔为EI 轴为ei 0.007 偏差可 例： 30 0.020 正可负 上偏差 = 29.993－30 = -0.007 下偏差 = 29.980－30 = -0.020 （二）实际偏差：是指实际尺寸减去基本尺寸所 得的代数差，零件尺寸的实际偏差在上、下偏差之间 均为合格
间隙 过盈
图5 间隙与过盈
（1）间隙配合 孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙为零） 的配合。如下图所示，孔的公差带在轴的公差带之上。
孔公差带 孔公差带
最大间隙
最大间隙
最小间隙
轴公差带 最小间隙等于零 轴公差带
图6
间隙配合
（2）过渡配合
孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。如下 图所示，孔的公差带与轴的公差带互相交叠。
轴承外圈公差带的基本偏差与一般基轴制配合的 基准轴的公差带的基本偏差相同。如图：
零件图的尺寸标注及公差
52 44
26
内
3× 40
C1.5
外
部
部
结
结
构
构
及
及
尺
尺
寸
寸
C2
10
32
9.某一结构同工序尺寸宜集中标注
R
R
分散标注—不好
集中标注—好
3.零件上常见结构的尺寸注法
（1）铸造圆角 不必在图上标出，只需用文字在技术要求中说明。
（2）零件倒角和倒圆（见附表2）
结构名称 尺寸标注方法
说明
倒角
在不致引起误解时， 零件图中的倒角可 以省略不画，其尺 寸也可以简化
， 本例中的基准 既满足设计要求，又符合工艺要求。是
典型的设计基准与工艺基准重合的例子。
轴向设计 径向设计 基准 基准
轴向辅助 基准
表面I
轴向辅助 基准
轴向辅助 基准
表面I的 测量基准
二、零件尺寸标注的合理性 （一）考虑设计要求
1.主要尺寸要直接注出
主要尺寸
未标注 主要尺寸
正确
错误
四、零件图尺寸标注示例
a 设计基准
从设计角度考虑，为满足零件在机器或部件中 对其结构、性能要求而选定的一些基准.
C A 13
10
30
45
A
26
35
65
B
A-A 90
4 10 12 4 0±0 . 0 2 58 6 + 1 6 0 .0 2 7
0
D
30
15 2
5
M8× 0.75 (辅 助 基 准 ） E
B---高度方向设计基准 C---长度方向设计基准 D---宽度方向设计基准
尺寸公差形位公差表面粗糙度
尺寸公差形位公差表面粗糙度
尺寸公差、形位公差和表面粗糙度是机械制造过程中重要的质量指标。
1. 尺寸公差：是设计者为了控制加工后零件的实际尺寸与理想尺寸之间的误差所规定的标准。
它包括上下偏差（最大和最小极限偏差），通常以尺度（如毫米或英寸）或比例（如千分之一）来表示。
尺寸公差的主要目标是确保每个制造的零件都位于理想的尺寸范围内，从而确保其功能和互换性。
2. 形位公差：是用来控制加工后零件的形状和相对位置的标准。
这包括诸如圆柱度、圆度、平行度、垂直度、同轴度等形状公差，以及位置度、轮廓度和对称度等位置公差。
形位公差的主要目标是确保每个零件的形状和相对位置都符合设计要求，从而确保其使用性能和互换性。
3. 表面粗糙度：是用来描述加工表面微观几何特性的参数，如表面的纹理、峰谷深度和间距等。
它主要影响零件的摩擦性能、密封性能和外观质量等。
表面粗糙度通常通过比较样板或使用仪器进行测量。
对于一些高精度和高质量要求的零件，如液压件、密封件和配合件等，表面粗糙度的控制非常重要。
在机械制造过程中，尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的控制都是至关重要的。
它们不仅决定了零件的基本精度和质量，还影响了产品的性能、可靠性和成本。
因此，对于制造者来说，理解并掌握这些概念及其之间的关系是非常重要的。
如需了解更多关于这三者的信息，建议查阅机械制造领域相关书籍或咨询专业人士。
公差分析基础理论
公差分析基础理论公差分析是产品设计与制造过程中的重要环节之一，通过对零部件尺寸与形位公差的合理分配和控制，确保产品能够在规定的公差范围内满足设计要求，保证产品质量的稳定性和可靠性。
公差分析的基础理论主要包括公差、公差堆积、公差链等。
1.公差的概念与种类公差是描述零部件尺寸与形位误差的一个重要参数，是指零件尺寸或形状在一定范围内的允许偏差。
根据公差的不同性质，可以分为线性公差、形位公差和配合公差。
（1）线性公差：是指零部件尺寸的允许偏差范围。
一般用尺寸的上限（最大值）和下限（最小值）来表示，如直径10±0.05mm。
（2）形位公差：是指零部件几何形状、位置、方向的允许偏差范围。
形位公差分为位置公差、形状公差和方向公差等。
（3）配合公差：是指零部件之间的配合关系的允许偏差范围。
如传动轴与轴承配合时，要求轴与轴孔的尺寸公差和形位公差都要满足要求，以使轴与轴孔能够达到合适的配合。
2.公差分配原则公差分配是指在零部件与装配件之间合理分配公差，以满足产品性能要求。
公差分配的原则包括最大材料原则、最小材料原则、最大孔最小轴原则和最大间隙最小重合原则等。
（1）最大材料原则：将零件尺寸的上限与装配件尺寸的下限相对应，以保证零件和装配件都能满足设计要求。
（2）最小材料原则：将零件尺寸的下限与装配件尺寸的上限相对应，以保证零件和装配件都能满足设计要求。
（3）最大孔最小轴原则：在配合公差分配时，以确保最大孔与最小轴间隙达到设计要求。
（4）最大间隙最小重合原则：在配合公差分配时，以确保最大间隙与最小重合满足设计要求。
3.公差堆积与公差链公差堆积是指在装配过程中，由于零部件尺寸与形位公差的叠加或堆积所引起的总公差。
公差堆积的结果可能是零部件与装配件的配合间隙大于或小于设计要求，从而影响产品的装配性能。
因此，公差堆积的分析是确保产品装配质量的重要一环。
公差链是指由多个零部件按照一定的装配次序组成的装配关系链。
每个零部件的公差都对最终产品质量产生影响，因此，需要通过公差链的分析，确定各个零部件的公差堆积情况，以确保产品装配尺寸要求的可靠性。
模具零件公差与配合尺寸标注标准(试行版)
2、孔配合表面粗糙度，斜顶配合表面粗糙度。
3、尺寸公差：
1)、PP料斜顶孔 ±㎜。推平斜顶孔线割纹后，斜顶孔取值＋的斜顶公差： －㎜～－㎜，
11
沉孔孔口倒角
C1
C1
C1
螺纹孔孔口倒角
C1
C1
C1
C2
底孔钻孔深度
10
15
20
25
有效牙深度
6
9
12
15
螺纹规格
M12
M14
M16
M18
M20
过孔直径
φ13
φ
φ18
φ20
φ22
杯头直径
φ18
φ21
φ24
φ27
φ30
沉孔直径
φ20
φ23
φ27
φ30
φ33
杯头长度
12
14
16
18
20
沉孔深度
13
18
4、非配合零件尺寸极限偏差采用孔H13，轴h13，长度js14。也可简化分段和极限偏差尺寸如下表(表二)
轴类(外形类)。
基本尺寸㎜
30以下
30～60
60～100
100～150
150～200
200～300
公差数值㎜
孔类(内形类)
基本尺寸㎜
30以下
30～60
60～100
100～150
150～200
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4
第一节 尺寸与公差概念
一、尺寸组成及作用
长方体零件图
1、基本尺寸: 2、公
50
10
16
表示零件的大小 表示零件的精度
5
差: ±0.05
第一节 尺寸与公差概念
二、尺寸单位
1、尺寸单位：毫米（mm） 2、公差单位：毫米（mm）或微米（μ m）
6
第一节 尺寸与公差概念
三、尺寸类型
1、基本尺寸（设计尺寸）：孔（D）、轴（d） 2、实际尺寸（实测尺寸）：孔（Da）、轴（da） 3、极限尺寸（公差尺寸）： 1）最大：孔（Dmax ）、轴（dmax） 2）最小：孔（Dmin） 、轴（dmin ）
导
学
一、教材内容 第一章 绪论——目的意义 第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合——实际中最常用 第三章 测量技术基础——实际中很少用 第四章 形状的位置公差及检测——实际中常用 第五章 表面粗糙度——实际中常用 第六章 光滑工件尺寸检测——实际中常用 第七章 滚动轴承与孔轴结合的互换性——实际应用多 第八章 尺寸链——实际中很少用 第九章 圆锥结合的互换性——实际应用少 第十章 螺纹结合的互换性——实际应用少 第十一章 键和花键的互换性——实际应用多 第十二章 齿轮传动的互换性——实际应用多
34
第五节 尺寸与标准公差
4、画公差带图：
35
课堂训练
孔轴基本偏差查表训练
36
课外训练
一、标准公差值查表训练 二、画尺寸公差带图训练 三、孔轴基本偏差查表训练
37
课外训练
1）Ø20A7 、Ø30 H 6 、Ø40V9 、 Ø50Z10 2）Ø20a3 、Ø30 h6 、Ø40x9 、Ø50y10 3）Ø50Js6、Ø50js6 Ø140Js6、Ø140js6 4）Ø50K4、 Ø50M5、 Ø50N6Ø80K3、 Ø80M4、 Ø80N5 5）Ø50P4、 Ø50V5、 Ø50Z6Ø50R3、 Ø50U4、 Ø50Y6
32
五、标准公差带的确定 实例
第五节 尺寸与标准公差
4、画公差带图：
33
第五节 尺寸与标准公差
例2-2 选定轴Φ30h6的尺寸公差，并画出其公差带图。 解：1、确定轴的基本偏差 由表2－3查得轴Φ30h6的基本偏差为上偏差： es=0mm; 2、确定公差值 由表2—1查得Φ30的6级公差等级的公差值为： Td=0.013mm; 3、计算轴的下偏差ei ei= es －Td =0－0.013=-0.013
该公差带位置是确定的吗？ 不能确定！
27
第五节 尺寸与标准公差
三、孔基本偏差系列（孔公差带位置确定）
28
第五节 尺寸与标准公差
29
第五节 尺寸与标准公差
四、轴基本偏差系列（孔公差带位置确定）
30
第五节 尺寸与标准公差
31
第五节 尺寸与标准公差
例2-1 选定孔Φ20A7的尺寸公差，并画出其公差带图。 解：1、确定孔的基本偏差 由表2－2查得孔Φ20A的基本偏差为下偏差： EI=+0.3mm; 2、确定公差值 由表2－1查得Φ20的7级公差等级的公差值 为： TD=0.021mm; 3、计算孔的上偏差ES ES= TD+ EI=0.021+（+0.3）=+0.321
1
导
二、教学内容的确定
原则：1、基本知识重点讲；
学
2、太理论和少用省略不讲；
3、技能和应用为目标讲； 4、基本、技能和应用融合讲。
第一章 总
论
第二章 零件尺寸与公差 第三章 配合尺寸与配合公差 第四章 配合公差应用
第五章 形状公差及应用
第六章 位置公差及应用 第七章 表面粗糙度及应用 第八章 齿轮传动公差及应用
公差等级查表训练。
24
第五节 尺寸与标准公差
二、尺寸公差带图
位置——上下偏差决定 宽度——公差值（等级）
Ø30
0.01 0
Ø30 0
0.02
Ø 30
0.03 0.01
Ø30 0.03
25
0.01
课堂训练
画尺寸公差带图训练
26
第五节 尺寸与标准公差
画Ø30IT7尺寸的公差带
查表：精度等级为7级，公差值TD=0.025
9
第二节 尺寸与公差关系
2、孔尺寸与公差关系
10
第二节 尺寸与公差关系
三、尺寸与公差关系式
1、孔公差：TD=Dmax－Dmin=ES- EI
2、轴公差：Td=dmax－dmin＝es- ei
3、孔偏差：1）孔上偏差：ES=Dmax－D
2）孔下偏差：EI=Dmin－D
4、轴偏差 1）轴上偏差：es =dmax－d 2）轴下偏差：ei=dmin－d
2
第二章 零件尺寸与公差
零件尺寸： Ø15
可能加工尺寸： Ø14.99、 Ø15.01 、Ø15.5
产生误差: 加工图纸
-0.01 +0.01 +0.5
误差大好还是小好？ 合理为好！ 如何合理控制尺寸的误差呢？
加工方法
3
第二章 零件尺寸与公差
学习内容及目标
1、了解尺寸与公差概念；
2、理解尺寸与公差关系； 3、正确标注尺寸公差； 4、掌握基本尺寸的测量方法和技能； 5、掌握标准公差的查表方法。
一、常用测量工具
带表游标卡尺
外径千分尺
内径百分表
17
第四节 零件尺寸测量
二、游标卡尺的作用
测量长宽高
测量外径
测量内径
测量深度
18
第四节 零件尺寸测量
三、外径千分尺的作用
测量宽（厚）
测量外径
内径百分表校零
19
第四节 零件尺寸测量
四、内径百孔
20
第四节 零件尺寸测量
7
第二节 尺寸与公差关系
一、尺寸与公差关系实例（轴）
1、基本尺寸：Ø15 2、最大极限尺寸：Ø15.02 3、最小极限尺寸：Ø14.98 4、公差： ±0.02 公差值： 0.04 5、上偏差： +0.02 6、下偏差：－0.02
8
第二节 尺寸与公差关系
二、尺寸与公差关系图
1、轴尺寸与公差关系图
38
11
课堂训练
尺寸与公差概念训练
12
第三节 尺寸与公差标注
一、尺寸公差的标注方式
公差数值标注 常用
混合标注
可用
13
第三节 尺寸与公差标注
二、尺寸公差标注实例
长:50±0.1 宽:30 高:20
±0.1
14
课堂训练
尺寸与公差标注训练
15
课外训练
1、尺寸与公差概念训练
2、尺寸与公差标注训练
16
第四节 零件尺寸测量
21
第五节 尺寸与标准公差
问题：如何选择？
Ø15 公差值：
+0.01 0
Ø15
+0.001 0
Ø15
+0.0001 0
Ø15
+0.00001 0
0.01
0.001
0.0001
0.00001
精 度 最低
最高
22
第五节 尺寸与标准公差
一、公差等级与标准公差值（GB/T1800.3—1998）
23
课堂训练