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GB/T1800.2-1998《极限与配合基础第2部分:公差、偏差和配合的基本规定》介绍

       2015-04-22 来源:互联网热度:1397评论:0
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    核心提示:GB/T 1800.2-1998《极限与配合 基础 第2部分:公差、偏差和配合的基本规定》(简称新国标)对标准公差等级代号、基本偏差代号、上

GB/T 1800.2-1998《极限与配合 基础 第2部分:公差、偏差和配合的基本规定》(简称新国标)对标准公差等级代号、基本偏差代号、上偏差代号、下偏差代号,公差带的表示、注公差尺寸的表示、配合的表示,注公差尺寸的解释,配合基准制和配合分类,基准温度和主要术语的图解表示等作出了规定。

新国标与GB 1800-79《公差与配合 总论 标准公差与基本偏差》中“基本规定”部分相比较,主要增加了两项内容:公差带和配合的表示方法(适用于字符配置有限的设备);注公差尺寸的解释。

新标准适用于圆柱和非圆柱形光滑工件的尺寸。其所涉及的有关极限与配合方面的基本术语定义见GB/T 1800.1-1997《极限与配合 基础 第1部分:词汇》。

1 关于标准公差等级、偏差的代号

标准公差等级代号

新标准规定标准公差等级代号由标准公差符号“IT”和等级数字组成,例如:IT8。

新标准规定的公差等级代号有:IT01、IT0、IT1……IT18共20级。并在正文中列表给出了基本尺寸至3 150mm的IT1至IT18的标准公差数值,在附录中给出了基本尺寸至500mm的IT01、IT0的标准公差数值。

规定和划分公差等级的目的是,为了简化和统一对公差的要求,使规定的公差等级能满足广泛的、不同的使用要求,大致代表各种加工方法的精度。这样,既有利于设计,也有利于制造。

基本偏差代号

新标准规定基本偏差代号用拉丁字母(按英文字母读音)表示。对孔的基本偏差代号用大写字母A……ZC表示,轴的基本偏差代号用小写字母a……zc表示。新标准对孔和轴各规定了28个基本偏差。其中,基本偏差H代表基准孔,h代表基准轴。

在基本偏差的代号中,用一个字母表示的有21个。从26个拉丁字母中,去掉易与其他含义相混淆的I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)、W(w)5个字母。用两个字母表示的有7个:CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)。为了避免受信息传输装备所配字符的限制,新国标用JS和js代替旧国标的Js和js。字母“S”和“s”不再是注脚符号,而是代表“对称偏差”之意。

上偏差、下偏差代号

新国标对上偏差和下偏差的代号规定为:

孔的上偏差 ES;孔的下偏差 EI

轴的上偏差 es;轴的下偏差 ei

ES、EI,es、ei来源于法文“ècart supèrieur”;“ècart infèrieur”的缩写。

2 关于公差带和配合的表示

公差带的表示

公差带是由标准公差的大小和其对零线的位置如基本偏差来确定的。新标准规定用基本偏差代号(公差带的位置)和标准公差等级代号(公差带的大小)表示公差带,并要求两者都用同号字书写。当标准公差等级代号与代表基本偏差的字母一起组成公差带时,可省略书写字母“IT”。例如:H8,f7。

对注公差的尺寸可用下列方式之一表示:

基本尺寸后跟所要求的公差带。例如:32H8,80js15,100f7;

基本尺寸后跟所要求的公差带的对应的偏差值。例如:100 -0.036

-0.071

基本尺寸后跟所要求的公差带和对应的偏差值。例如:100f7( -0.036 )。

-0.071

配合的表示

配合是指基本尺寸相同,且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。因此,用相同的孔、轴基本尺寸和它们的公差带来表示配合。孔、轴配合公差带的书写形式如下,其中分子为孔公差带,分母为轴公差带。

例如:50 H8/f7或50 H8

f7

公差与配合的表示

当使用字符有限的设备传输信息时,新标准规定公差带和配合的标注需加注字母:H或h(孔);S或s(轴)。它们取自英文单词hole和shaft的第一个字母。例如:

对公差带: 50H5标为H50H5或h50h5;

50h6标为S50H6或s50h6。

对配合:52 H7/g6标为H52H7/S52G6或h52h7/s52g6。

这是新标准为满足特定需要,而增加的一种新的表示方法,但这种表示方法不能在图样上使用。

3 有关对注公差尺寸的解释

新国标按在图样上注明和未注明“公差原则按GB/T 4249”两种情况,对图样上或有关技术文件中标注的工件的尺寸公差的含义作了明确而具体的解释。

GB/T 4249-1996《公差原则》规定了确定尺寸(线性尺寸和角度尺寸)公差和形位公差之间相互关系——独立原则和相关要求。

独立原则就是图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的,应该分别满足各自的要求。遵循独立原则的线性尺寸公差,在图样上无需任何附加的标注。线性尺寸公差仅控制要素的局部实际尺寸,不控制要素本身的形状误差。

相关要求是指图样上给定的尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求,系指包容要求,最大实体要求和最小实体要求。采用包容要求的尺寸要素其实际轮廓应遵守最大实体边界,其局部实体不得超出最小实体尺寸。采用包容要求的尺寸要素,GB/T 4249规定应在其尺寸极限偏差或公差带之后加注符号。例如:Ø300-0.013,Ø150h7。

因此当设计图样或技术文件中采用GB/T 4249有关公差原则的规定时,应在图样上或技术文件中注明:公差原则按GB/T 4249。那么注明与未注明这一条款的工件公差究竟有何差异呢?

注明了“公差原则按GB/T 4249”的情况

GB/T 1800.2规定,图样上注明了“公差原则按GB/T 4249”,表明工件的线性尺寸公差遵循独立原则,尺寸公差和形状公差的要求相互是无关的,应分别满足各自的要求;结合零件具有配合功能的单一要素应遵循尺寸公差与形状公差相互有关的包容要求。

遵循独立原则的线性尺寸公差仅控制要素的局部实际尺寸(两点法测量),不控制要素本身的形状误差(如圆柱要素的圆度和轴线直线度误差或平行平面要素的平面度误差),或要素间的位置误差。形状误差由注出或未注形状公差控制。

遵循包容要求的单一要素(如圆柱面、两平行的反向平面),按GB/T 4249的规定应在其尺寸极限偏差或公差带之后加注符号“”,这表明尺寸和形状彼此相关,尺寸要素的实际轮廓不能超越以工件最大实际尺寸形成的理想形状包容面,其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。

需要说明的是:图样上注明“公差原则按GB/T 4249”,表明工件公差应遵守GB/T 4249《公差原则》的有关规定,而GB/T 1800.2只是对其尺寸公差和形状公差两者间的相互关系作了说明性的规定。

未注明“公差原则按GB/T 4249”的情况

GB/T 1800.2规定,在图样上未注明“公差原则按GB/T 4249”,表明工件(孔和轴)在规定的长度(如配合长度)内的形状和位置公差为:

与实际孔表面内接的最大理想圆柱体直径应不小于孔的最大实体极限;孔上任何位置的最大直径应不超出孔的最小实体极限。

孔的最大实体极限就是对应于孔的最大实体尺寸的那个最小极限尺寸。

孔的最小实体极限就是对应于孔的最小实体尺寸的那个最大极限尺寸。

与实际轴表面外接的最小理想圆柱体直径应不大于轴的最大实体极限;轴上任何位置的最小直径应不小于轴的最小实体极限。

轴的最大实体极限就是对应于轴的最大实体尺寸的那个最大极限尺寸。

轴的最小实体极限就是对应于轴的最小实体尺寸的那个最小极限尺寸。

上述规定意味着,如果工件处处位于最大实体极限,则该工件具有理想的圆和直线,即理想圆柱。在上述要求的条件下,理想圆柱误差可达到给定的直径公差的全值,除另有规定外。

例如:孔Ø20+0.0210,其最大极限尺寸是20.021mm,最小极限尺寸是20mm。与实际孔表面内接的最大理想圆柱体直径应不小于孔的最大实体极限,即不小于对应于孔的最大实体尺寸的最小极限尺寸20mm;孔上任何位置的最大直径应不超出孔的最小实体极限,即不超出对应于孔的最小实体尺寸的最大极限尺寸20.021mm。孔的形状误差可能有各种极端情况。

例如:轴Ø200-0.013,其最大极限尺寸是20mm,最小极限尺寸是19.987mm。与实际轴表面外接的最小理想圆柱体直径应不大于轴的最大实体极限,即不大于对应于轴的最大实体尺寸的最大极限尺寸20mm;轴上任何位置的最小直径应不小于轴的最大实体极限,即不小于对应于轴的最小实体尺寸的最小极限尺寸19.987mm。轴的形状误差可能有各种极端情况。

对于非配合的工件尺寸也可以采用独立原则,具体应按国标《公差原则》。

4 基准制与配合分类

基准制

由基本偏差和标准公差组合成孔公差带和轴公差带,孔、轴公差带配合系列的基础是基准制。

采用基准制是为了统一基准件的极限偏差,从而达到减少定值刀具、量具的规格数量,获得最大的技术经济效果。新国标规定了两种基准制,即基孔制配合和基轴制配合。

基孔制配合的主要特征是孔的基本偏差为一定,通过改变轴的基本偏差得到不同的配合;基轴制配合的主要特征是轴的基本偏差为一定,通过改变孔的基本偏差得到不同的配合。新标准规定基孔制配合,基准孔用基本偏差H表示,其下偏差EI=0;基轴制配合,基准轴用基本偏差h表示,其上偏差es=0。

不论采用何种基准制,其配合性质都是一致的。但标准从经济性考虑,同时兼顾零件功能、结构、工艺条件和其他方面的要求,明确规定:在一般情况下,优先选用基孔制配合。因为从工艺上看,加工中等尺寸的孔通常要用价格较贵的扩孔钻、铰刀、拉刀等定值(不可调)刀具,而加工轴则用一把车刀或一片砂轮即可加工出所要求的不同尺寸。因此,首先采用基孔制可以减少备用定值刀具、量具的品种规格和数量,从而降低生产成本提高加工的经济性。至于尺寸较大的孔及低精度孔,虽然一般不采用定值刀、量具,也就是说,从工艺上讲,采用基孔制或基轴制都一样的,但是为了统一和兼顾习惯做法,也宜于采用基孔制。

基轴制配合一般用于:由冷拉棒材制造的零件,其配合表面不经切削加工的情况;同一根轴(基本尺寸相同)与几个孔配合,且有不同配合性质的情况;某些标准零部件,如滚动轴承外圈与机座孔的结合,轴、轴套的键和槽的结合等情况。

如有特殊需要,标准也允许采用任一孔、轴公差带组成的配合,例如:M7/g6。

配合分类

新标准根据孔、轴公差带的相互关系,或形成间隙或过盈的情况,规定了3类配合:间隙配合、过渡配合和过盈配合。

间隙配合主要用于孔、轴间的活动联结,其间隙的极限为最小间隙和最大间隙。过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结,间隙或过盈的极限为最大间隙和最大过盈。过盈配合主要用于孔、轴间的紧固联结,不允许两者有相对运动,过盈的极限为最小过盈和最大过盈。

新标准规定,在基孔制配合中,轴的基本偏差a至h用于间隙配合;轴的基本偏差j至zc用于过渡配合和过盈配合。当轴的基本偏差(此时为下偏差)的绝对值大于或等于孔的标准公差时,为过盈配合,反之则为过渡配合。在基轴制配合中,孔的基本偏差A至H用于间隙配合;孔的基本偏差J至ZC用于过渡配合和过盈配合。当孔的基本偏差(此时为上偏差)的绝对值大于或等于轴的标准公差时,为过盈配合,反之则为过渡配合。

下面再对基准制和配合制代号作一点说明:根据标准规定,凡分子为H的均为基孔制配合;凡分母为h的均为基轴制配合。而对分子中含有H,同时分母中也含有h的配合,如H8/h7、H9/h9等等,一般视为基孔制配合,也可视为基轴制配合,这是最小间隙为零的一种间隙配合。

5 基准温度

新标准明确规定:本极限与配合制规定的尺寸基准温度是20℃。这与ISO/R 1-1975《工业长度测量的标准基准温度》是一致的。这一规定表明:标准中和图样上规定或标注的极限与配合,都是指20℃时的;测量检验结果都是以工件和测量器具的温度在20℃时的为准。例如:Ø1000-0.023的轴,在加工过程中,如果轴的温度为+60℃,采用具有标准温度的测量工具进行测量,按公式DL=l(a1Dt1-a2Dt2),当l=100mm时,a1=11.5×10-6;Dt1=60-20=40;Dt2=20-20=0;则计算出的轴公差为D1=100×11.5×10-6×40=0.046(mm),即当工件温度与测量器具温度不一致时,给定公差值增加了一倍。

需要注意的是:机器零件的工作温度并非都是20℃。在高温或低温条件下,孔、轴材料不同,其线膨胀系数相差较大,因此在选择配合时,应进行必要的核算和修正。若其在工作时的间隙或过盈变小,则所选配合的间隙或过盈应适当加大,反之亦然。

温度的影响程度,既与工作温度偏离标准基准温度的大小有关,也与包容件(孔)和被包容件(轴)材料的线膨胀系数的差的大小密切相关。一般来讲可分为3种情况:

工作温度偏离20℃,包容件与被包容件材料的线膨胀系数不同,且工作温度也不同;

工作温度偏离20℃,包容件与被包容件材料的线膨胀系数不同,但工作温度相同;

工作温度偏离20℃,包容件与被包容件材料的线膨胀系数相同,且工作温度也相同。

6 有关术语的图解释义

新标准用图解的形式示出了GB/T 1800.1-1997所规定的一些术语,如:基本尺寸、尺寸公差、最大极限尺寸、最小极限尺寸、上偏差、下偏差等的特定位置及其相互间的位置关系。

为了分析问题简便起见,通常在实际中不画出孔和轴的真实尺寸,而只画出放大了的孔和轴的公差带示意图。


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