尺寸公差簡稱公差,是指允許的,最大極限尺寸減最小極限尺寸之差的絕對值的大小,或允許的上偏差減下偏差之差大小。尺寸公差是一個沒有符号的絕對值。極限偏差=極限尺寸-基本尺寸,上偏差=最大極限尺寸-基本尺寸,下偏差=最小極限尺寸-基本尺寸。尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允許的變動量。在基本尺寸相同的情況下,尺寸公差愈小,則尺寸精度愈高。
話不多說,先上個圖溫習一下:
肯定很多人都覺得非常的熟悉,是不是覺得很簡單,先别着急,我們慢慢來。
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我們在圖紙上看到的尺寸公差,主要分為數值公差和公差代号兩種,而且絕大多數是數值公差。
1、數值公差
當設計工程師在設計一根軸的時候,他希望這根軸的直徑是Ø28,但是他又知道生産車間或者供應商做出來的軸一定不會剛剛好是Ø28(肯定有誤差存在),這樣多多少少都有偏差,所以為了驗收,他必須給出一個範圍,比如軸的最小直徑不能小于Ø27.9(下極限尺寸),最大的直徑不能大于Ø28.1(上極限尺寸),這個範圍的大小就是0.2(28.1-27.9=0.2),這個0.2就是公差(Tolerance)。
測出來軸的實際直徑隻要在Ø27.9和Ø28.1之間,該尺寸就是合格的,否則,就會判定不合格。
這裡Ø28俗稱公稱尺寸,其中, 0.1表示上極限偏差(Upper Limit Deviation),它就是上極限尺寸28.1減去公稱尺寸28的結果;同樣地,-0.1表示下極限偏差(Lower Limit Deviation),它就是下極限尺寸27.9減去公稱尺寸28的結果。
這裡有個公式:
上極限偏差 = 上極限尺寸 - 公稱尺寸
下極限偏差 = 下極限尺寸 - 公稱尺寸
可以不用記,因為很好理解。
上極限偏差和下極限偏差有明确的正負号,除了0以外都必須标注正負号。如下圖所示:
2、公差代号
表達尺寸公差還有一種表達方法,那就是采用公差代号。
比如Ø20H7, Ø15g6, 這些代号又是什麼意思呢?
Ø10G7,表達的也是尺寸公差,Ø10指的是公稱尺寸,字母G表達的是基本偏差,表達公差帶到公稱尺寸的偏移距離(最近距離),7指的是标準公差等級是IT 7,反映的是公差大小。
公差代号有3大要素,即公稱尺寸,基本偏差,公差大小(即公差等級)。
那Ø10G7的公差值究竟是多大呢?還有3大要素表達的是什麼意思呢?
一般很少有工程師能記住這些代号代表的公差值,實際上它是需要查表的,查表的知識點我們後邊會講解。反正經過一番痛苦的查表,我們可以得出:
也就是說,Ø10G7表達的就是一個尺寸公差罷了。
我們再用圖形來表達公差代号的3大要素,見下圖:
由上我們能夠得知,每個字母表達了公差帶到公稱尺寸即零線的距離(最近距離)。對于孔來說,一定采用大寫字母,用大寫字母A,B...ZC來表達偏差,為了怕混淆,字母I,L,O,Q,W沒有被采用(可能是因為長相難看)。
其中,代号A的公差帶距離公稱尺寸(零線)距離最遠,即基本偏差最大,它在零線的上方。代号越往後邊公差帶越往下掉,到H的時候,公差帶的下端剛好靠近零線,再往後,公差帶繼續往下掉,到ZC掉到最底端。
有一個特殊的偏差代号(見紅圈處),希望大家把它記住,那就是H,它的下極限偏差剛好對齊零線,永遠是0,上極限偏差是正的某個數,這個數是多少,取決于公稱尺寸和公差等級(後邊會講)。
比如:
如果孔的基本偏差采用H, 它還可以表達一個重要的配合信息,那就是設計工程師采用基孔制配合。
我們再來看看軸的基本偏差,它是小寫的字母,用a,b....zc來表示,其中i,l,o,q,w五個字母因為長相難看,不被采用。
再次強調,孔用大寫字母,軸用小寫字母來表達偏差。
有小夥伴會問,兩孔的中心距,台階的高度,非孔也非軸,用大寫還是小寫?
這裡涉及到采用公差代号的一個前提,那就是隻有尺寸要素(FOS)的尺寸,才可以采用公差代号。
兩孔中心距或台階高度,非尺寸要素,不能采用公差代号(最好連尺寸公差都不要采用,用幾何公差控制)。
事實上,非尺寸要素的尺寸采用公差代号也沒有意義,公差代号最終是為“配合”服務,而非尺寸要素是不能用來配合的。
和孔一樣,代号為a的公差帶距離公稱尺寸(零線)最遠,而且它是在零線的下方。代号越往後邊,公差帶越往上升,到代号h的時候,公差帶上端和零線對齊,距離是0,再往後走繼續上升,一直到zc。
對同一個公稱尺寸來說,a和A, h和H,zc和ZC對應的基本偏差數值是一樣的,也就是說,基于同一個公稱尺寸,孔和軸的基本偏差是以零線為中心,對稱分布的。這意味着同樣的孔軸配合,它的表達方法不止一種。
接下來,我們再來認識一下公差等級(International Tolerance)。
從表中可以看到,公差等級是從IT1-IT18, 一共18個等級。公差等級越小的,公差要求就越高,表示精度越高,逼格也越高,當然意味着價格也越貴。
對那些剛剛入門的,對機床加工精度還沒有感覺,而且經常被工藝工程師欺負的設計工程師來說,還是很有用處的,可以參考,至少知道自己在設計零件的時候,放的公差是不是合理。
如何通過公差等級得到零件的公差呢?很簡單,查表。
舉個例子吧, 比如孔的尺寸公差标注為Ø25G7,其中7就表示公差等級是IT7級, 根據公稱尺寸25,可以查得該孔的公差(上極限偏差-下極限偏差)為0.021,
最後,看看Ø25G7具體的尺寸公差是多少。首先我們看看公差帶分布的圖形,見下圖:
1#表達的是零線,也是公稱尺寸,顯然是Ø25,3#表達的是公差的大小,由7級精度等級決定,通過圖中查表,我們已經查出來公差帶的高度是0.021。
接下來就需要查2# ,即偏差,偏差由G和公稱尺寸決定。當然也是查表:
不難查出,偏差是0.007(注意,單位是u)。再基于上面的3個基本量,不難得出:
下極限偏差=0.007
上極限偏差=0.007 0.021=0.028
怎麼樣,學會了嗎?
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