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尺寸公差
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• 简称公差，是指允许尺寸的变动量。 简称公差，是指允许尺寸的变动量。 它等于最大极限尺寸与最小极限尺寸 之差，也等于上偏差与下偏差的代数差。 之差，也等于上偏差与下偏差的代数差。
• 标准公差：是指国家标准所确定的公差。 标准公差：是指国家标准所确定的公差。 • 误差 ： 是指某一个在设计时所确定的参数 误差： 的理想值X 的理想值 X0 与经加工后所测量的这个参数 的实测值之差， 表示。 的实测值之差，用△X表示。即 • △ X i ＝ X i-X 0
2．影响表面粗糙度的主要因素
(1)切削残留面积 从前面图1—20中可以看出，减小进给量f、 主偏角κr、副偏角κ′r可有效地减小残留面积，从而降低表面粗 糙度。因此，采用κ′r＝°的车刀及宽刃细刨刀均可获得较小的 表面粗糙度Ra值。 (2)积屑瘤 由前图1—31可知，积屑瘤伸出刀尖之外，且不 时破碎脱落，在工件表面上刻划出不均匀的沟痕，对表面粗糙 度影响很大。因此，精加工塑性金属时，常采用高速切削(υc ＞l00m/min)或低速切削(υc ＜5m/ min)，以避免产生积屑瘤， 获得较小的表面粗糙度Ra值。 (3)工艺系统振动 工艺系统振动使刀具对工件产生周期性 的位移，在加工表面上形成类似波纹的痕迹，使表面粗糙度Ra 值增大。因此，在切削加工中，应尽量避免振动。
(2)形状精度
形状精度是指加工后零件上的线、面的实 际形状与理想形状的符合程度。评定形状精 度的项目有直线度、平面度、圆度、圆柱度、 线轮廓度和面轮廓度等6项。形状精度是用形 状公差来控制的，各项形状公差，除圆度、 圆柱度分13个精度等级外，其余均分为12个 精度等级。1级最高，12级最低。
(3)位置精度
表面层的金相组织变化
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磨削时， 磨削时，在磨削高温作用下造成 的表面层金属的金相组织变化， 的表面层金属的金相组织变化，破坏了 零件原有的组织性能， 零件原有的组织性能，又称磨削烧伤 淬火烧伤、回火烧伤和退火烧伤）。 （淬火烧伤、回火烧伤和退火烧伤）。
表面层的微裂纹 • 加工过程中的表面层的 残余拉应力超过材料的强度极限 零件表面就会产生微裂纹。 时，零件表面就会产生微裂纹。
(1)直线度(一)
直线度(一)
直线度(一)
平面度(□)
圆度(○)
圆柱度(/○/)
线轮廓度( )
面轮廓度( )
位置公差
• 构成零件的几何要素中， 构成零件的几何要素中 ， 有的要素 相对于其它要素有方位要求。 相对于其它要素有方位要求 。 这类有功 能关系要求的要素称作关联要素， 能关系要求的要素称作关联要素 ， 而用 以确定被测要素方位的要素称为基准要 理想的基准要素称作基准。 素，理想的基准要素称作基准。 • 位置公差是关联实际要素的位置对基准 的变动全量。 的变动全量 。 位置公差带是限制关联实 际要素变动的区域， 际要素变动的区域 ， 被测实际要素要在 此区域内才合格。 此区域内才合格。
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加工误差
• 被加工零件的实际几何参数对理想 (设计) 的几何参数会产生误差，这些误 设计) 的几何参数会产生误差， 差可以分解为尺寸误差、 差可以分解为尺寸误差 、 表面形状误差 和表面相互位置误差。 和表面相互位置误差。 制造零件时， 应在最低加工成本条 制造零时 ， 件下， 将这些误差控制在设计所允许的 件下 ， 公差范围之内。 公差范围之内。
表面质量
• 零件加工后的表面粗糙度和表 面层的物理机械性质。 面层的物理机械性质。
• 衡量的内容：表面粗糙度、表面层的加 衡量的内容：表面粗糙度、 工硬化、表面层的残余应力、 工硬化、表面层的残余应力、表面层的 金相组织变化及表面层的微裂纹。 金相组织变化及表面层的微裂纹。
表面粗糙度
• 零件表面的微观凸 凹不平的程度。 凹不平的程度。
(5)工件内应力 工件内应力总是拉应力和压应 力并存而总体处于平衡状态。当外界条件发生变 化，如温度改变或从表面再切去一层金属后，内 应力的平衡即遭到破坏，引起内应力重新分布， 使零件产生新的变形。这种变形有时需要较长时 间，从而影响零件加工精度的稳定性。因此，常 采用粗、精加工分开，或粗、精加工分开且在其 间安排时效处理，以减少或消除内应力。
加工质量
• 加工精度 • 表面质量
加工精度
1．加工精度的概念
零件的加工精度是指零件在加工后的 实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理 想几何参数的符合程度。零件的加工精 度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
(1)尺寸精度
尺寸精度指的是零件的直径、长度、表面间距离等尺 寸的实际数值与理想数值的接近程度。尺寸精度是用尺 寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许 的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小， 则尺寸精度愈高。国标GBl800—79至GBl084—79将确定 尺寸精度的标准公差等级分为20级，分别为IT01，IT0， ITl，IT2，…，ITl8，其中IT01的公差最小，尺寸精度最 高。切削加工所获得的尺寸精度一般与所使用的设备、 刀具和切削条件等密切相关。尺寸精度愈高，零件的工 艺过程愈复杂，加工成本也愈高。因此，在设计零件时， 在保证零件使用性能的前提下，应选用较低的尺寸精度。
位置度(*)
径向圆跳动
端面圆跳动
径向全跳动公差带
端面全跳动公差带
形位公差的项目及符号
表面质量
1．表面质量的概念 ．
表面质量是指零件在加工后表面层的状况。 具体内容包括表面粗糙度、表面变形强化和残 余应力等。表面变形强化和残余应力前面已作 介绍，这里只介绍表面粗糙度。 在切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具 与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避 免地留下一些微小峰谷。即使是光滑的磨削表 面，放大后也会发现有高低不平的微小峰谷。 零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面 粗糙度，也称微观不平度。国标规定了表面粗 糙度的评定参数，其中最为常用的是轮廓算术 平均偏差Ra。
位置公差
• 平行度(//) 平行度(//) • 垂直度(⊥) 垂直度(⊥) • 倾斜度(∠) 倾斜度(∠) • 同轴度(⊙) 同轴度(⊙) • 对称度(÷) 对称度( • 位置度(*) 位置度(*) • 径向圆跳动 • 端面圆跳动
平行度(//)
垂直度(⊥)
倾斜度(∠)
同轴度(⊙)
对称度(÷)
经济加工精度 IT 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 细磨 ★ ★ ★ 粗磨 ★ ★ ★ 内外圆磨 ★ ★ ★ 平面磨磨 ★ ★ ★ ★ 精拉削 ★ ★ ★ 细拉削 ★ ★ ★ 精铰 ★ ★ ★ 细铰 ★ ★ ★ ★ 精铣 ★ ★ ★ 粗铣 ★ ★ ★
经济加工精度
IT 精车、精刨、精镗 细车、细刨、细镗 粗车、粗刨、粗镗 钻削 45 67 8 9 10 11 12 13 14
表面层的残余应力
• 由于加工中切削力的作用， 由于加工中切削力的作用，零 件表层发生塑性变形、 件表层发生塑性变形、切削热引起的 受热变形和磨削高温作用下造成的表 面层金属的组织相变都会造成金相组 织的体积变化， 织的体积变化，受未变形部位金属的 限制阻碍， 限制阻碍，就会造成表层金属产生压 应力，里层金属产生拉应力。 应力，里层金属产生拉应力。
(2)机床，刀具及夹具误差 机床、刀具及 夹具误差包括制造和磨损两方面。它们对加 工精度的影响是显而易见的，例如卧式车床 的纵向导轨在水平面内的直线度误差，直接 产生工件直径尺寸误差和圆柱度误差；又例 如，在车床上精车长轴和深孔时，随着车刀 逐渐磨损，工件表面出现锥度而产生其直径 尺寸误差和圆柱度误差。
形状公差的项目 • (1)直线度(一) (1)直线度( 直线度 • (2)平面度(□) (2)平面度 平面度( • (3)圆度(○) (3)圆度 圆度( • (4)圆柱度(/○/) (4)圆柱度(/○ 圆柱度(/ • (5)线轮廓度( ) (5)线轮廓度 线轮廓度( • (6)面轮廓度( ) (6)面轮廓度 面轮廓度(
形状误差
• (2) 形状误差 形状误差是指 被测实际要素对理想要素的变 动量。 动量 。 如果被测实际要素与理 想要素相重合， 想要素相重合 ， 则其形状误差 为零； 为零 ； 如果被测实际要素对理 想要素产生了偏离， 想要素产生了偏离 ， 表明有形 状误差。 状误差。
形状公差
• (1)形状公差 构成机械零件的几何要素可以 分解为直线、平面、圆柱面、曲面等， 分解为直线、平面、圆柱面、曲面等，在设计 图上表达的是点、 面的理想状态。 图上表达的是点、线、面的理想状态。而零件 在加工后实际测得的点、 面是其实际状态。 在加工后实际测得的点 、 线 、 面是其实际状态 。 • 这些单一要素的形状所允许的变动量称 为形状公差。 为形状公差。形状公差的公差带就是限制实际 要素的变动区域。制造零件时， 要素的变动区域。制造零件时，构成零件几何 特征的实际要素必须控制在此区域内， 特征的实际要素必须控制在此区域内，即必须 满足形状公差的要求。 满足形状公差的要求。
位置精度是指加工后零件上的点、线、 面的实际位置与理想位置的符合程度。评 定位置精度的项目有平行度、垂直度、倾 斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动 和全跳动等八项。位置精度是用位置公差 来控制的，各项目的位置公差亦分为12个 精度等级。
2、影响加工精度的主要因素
(1)加工原理误差 加工原理误差是指因采 用了近似的加工方法或传动方式及形状近似 的刀具等而造成的误差。例如铣齿，各号铣 刀的齿形是按该号范围内最小齿数齿轮的齿 槽轮廓制作的，因此各号铣刀加工范围内的 齿轮齿形，只有齿数最少的齿轮齿形是准确 的，其余的均有误差，即所谓加工原理误差。
(3)工件装夹误差 工件装夹误差包括定位误 差和夹紧误差两方面。它们对加工精度有一定 影响。例如，在卡盘上夹紧薄壁套、圆环等刚 度较差的工件时，工件很容易产生弹性变形。 图1—84为三爪自定心卡盘装夹盘套工件的情 形，其中图(a)为装夹前工件的形状；图(b)为 夹紧后的形状；图(c)为内孔加工完后还未卸下 的形状；图(d)为卸下工件，弹性变形恢复后的 形状，此时装夹误差反映到加工表面内孔上。 因此，加工薄壁零件时，夹紧力应在工件圆周 上均匀分布，采用液性塑料夹具可达到这种要 求。