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第八节 公差与配合、形位公差和表面粗糙度
GB/T 1800中，孔（或）轴的基本尺寸，最大极限尺寸和最小极限尺寸的关系如图9-1所示。在实际应用中，常常简化，即不画出孔（或轴），仅用公差带图来表示其基本尺寸、尺寸公差及偏差的关系，如图9-2所示。
基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。如图9-2 所示的基本偏差为下偏差。基本偏差代号，对孔用大写字母A，B…，ZC表示，对轴用小写字母a，b,…，zc表示，如图9-3 所示。
图9-1尺寸关系图&&&&&&&&
&图9-2公差带图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图9-3基本偏差系列
标准公差等级代号用符号IT和数字组成，例如IT7，当其与代表基本偏差的字母一起组成公差带时，省略IT字母。例如：H7表示孔的公差带为7级；h7表示轴的公差带为7级。标准公差等级分IT01、ITO、IT1、…，IT18共20级，基本尺寸为0～800mm的各级标准公差数值见表9-8.1。
配合用相同的基本尺寸后跟孔、轴的公差带表示。例如：φ52H7/g 6。配合分基孔制配合和基轴制配合。在一般情况下，优先选用基孔制配合。配合有间隙配合、过渡配合和过盈配合，这取决于孔、轴公差带的相互关系。
&&&&&&&&&&&
表9-8.1& 标准公差数值 （GB/T摘录）
&&&&&&&&&&&&&&&&μm
注：1、基本尺寸大于500mm的IT 1至 IT 5 的数值为试行的。
2、基本尺寸小于或等于 1mm 时，无IT14～IT18。
表 9-8.2& 轴的各种基本偏差的应用
配& 合& 特&& 性& 及& 应& 用
配& 合& 特&& 性& 及& 应& 用
表9-8.3&& 优先配合特性及应用举例
先 配 合 特
性 及 应 用
间隙非常大，用于很松的，转动很慢的动配合；要求大公差与大间隙的外露组件；要求装配方便
的很松的配合
间隙很大的自由转动配合，用于精度非主要要求时，或有大的温度变动、高转速或大的轴颈压力时
间隙不大的转动配合，用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动；也用于装配较易的中等定位配合
间隙很小的滑动配合，用于不希望自由转动，但可自由移动和滑动并精密定位时，也可用于要求明
确的定位配合
均为间隙定位配合，零件可自由装拆，而工作时一般相对静止不动。在最大实体条件下的间隙为零，
在最小实体条件下的间隙由公差等级决定
过渡配合，用于精密定位
过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位
过盈定位配合，即小过盈配合，用于定位精度特别重要时，能以最好的定位精度达到部件的刚性及
对中性要求，而对内孔承受特殊要求，不依靠配合的紧固性传递磨擦负荷
中等压入配合，适用于一般钢件，或用于薄壁件的冷缩配合、用于铸铁件可得到最紧的配合
压入配合，适用于可以承受大压入力的零件或不宜承受大压入力的冷缩配合
①小于或等于3mm为过渡配合。
表9-8.4& 轴的极限偏差&& （GB 1801-79 摘录）&&&&&&&&&&&&&&&&&
注：q为优先公差带，*为常用公差带，其余为一般用途公差带。
表 9-8.5 孔的极限偏差 &（GB
1801-79 摘录）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
注：q为优先公差带，*为常用公差带，其余为一般用途公差带。
&&&&&&&&&&&&&&&
表9-8.7 平行度、垂直度、倾斜度公差 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&μm
用于重要轴承孔对基准面的要求，一般减速器箱体孔的中心线等
用于装p2、p4、p5级轴承的箱体的凸肩、发动机轴和离合器的凸缘
用于重型机械轴承盖的端面，手动传动装置
用于一般导轨，普通传
动箱体中的轴肩
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&& 表9-8.8 直线度、平面度公差&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
普通精度机床导轨,柴油机进、排气门导杆
轴承体的支承面,压力机导轨及滑块,减速器箱体、油泵、轴系支承轴承的接合面
辅助机构及手动机械的支承面，液压管件和法兰的连接面
离合器的磨擦片，汽车发动机缸盖结合面
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&表9-8.9 圆度、圆柱度公差&&&&&&&&&&&&&&&&&&
主参数图例
&&&& 安装P6、P0级滚动轴承的配合面，中等压力下的液压装置工作面（包括泵、压缩机的活塞和气缸），风动绞车曲轴，通用减速器轴轴颈，一般机床主轴
发动机的涨圈和活塞销及连杆中装衬套的孔等。千斤顶或压力油缸活塞，水泵及减速器轴颈，液压传动系统的分配机构，拖拉机汽缸体，炼胶机冷铸轧辊
起重机、卷扬机用的滑动轴承、带软密封的低压泵的活塞和气缸
通用机械杠杆与拉杆，拖拉机的活塞环与套筒孔
&&&&&& &&&&&&&
表9-8.10& 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差 &&&&&&&&&&&μm
&&&&&&& &&&&&&&
表9-8.11 典型零件的表面粗糙度参考值&&&&&&& &&&&μm关于大直径钢筋直螺纹连接的施工技术_百度文库
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“绝对”出色的旋转工作台
发布时间： 14:04:49
发布人：PCB制造网
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&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp机床在现今工业领域具有不可或缺的地位。由于近年来5轴机床的普及，工业产品，特别是一些要求精细加工的产品，其设计的灵活性大大提升。以往不能实现批量生产的复杂设计，现在都能一一实现，而且效率和质量更高。我们每天使用的智能手机和平板电脑等电子产品的金属机身，都是通过这些先进的机床加工而成的。目前多轴复合机床的技术发展渐趋成熟，对旋转工作台（简称转台）的精度和速度的要求不断提升。ITRI&nbsp―&nbsp台湾工业研究院（简称工研院）看准未来市场的庞大需求，自主开发了双轴转台，配置雷尼绍RESOLUTE™系列绝对式圆光栅，通过Panasonic串行协议连接到内部开发的控制器上，协助业界开发具竞争力的转台方案。左起：工研院经理陈俊皓先生、资深工程师陈冠文先生和王懋先生转台在机床上的价值&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp转台是机床中一个十分重要的附加组件，当需要加工具有复杂曲面的工件时尤其如此。厂商应对不同的加工需求开发各种不同结构的转台。转台的使用可扩展加工中心的加工自由度，提供第4轴、第5轴旋转轴。传统的3轴加工中心没有配置转台，工件被固定在加工台面上，每次的加工面只有顶面，而5轴加工中心，通过旋转台的移动，工件只需装夹一次即可完成5面体的加工，大大缩短装卸工件的时间。台湾工业研究院资深工程师陈冠文先生解释转台的结构：“市场上的转台种类繁多，有单轴、双轴摇篮、多心轴式等等。结构主要由本体、主轴承、工作盘面、传动系统、伺服电机、光栅及刹车系统所组成。为了降低成本，大部分组件都是我们自主开发或在本地采购。经过多年努力，整体成本目前已较众多国际品牌大幅降低50%以上，而我们的最终目标就是把这些技术和生产方案转移到本地的厂商，协助他们开发具竞争力的转台。”&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspRESOLUTE圆光栅在倾斜轴上&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp工研院开发的转台配有旋转轴和倾斜轴，两者均采用自主开发的直驱电机，优点在于其高转矩、高刚性、低磨耗及无反向间隙等，前者容许360度转向，后者转动范围为170度。两轴均配置RESOLUTE&nbspRESA圆光栅，提供23&nbspBit分辨率，连接Panasonic伺服驱动和工研院自主开发的控制器。转台两轴整体定位精度和重复精度分别为±10角秒和±5角秒，系统最小分辨率达0.001度。盘面直径为250&nbspmm，提供扭力为170/300&nbspNm（旋转轴）和245/440&nbspNm（倾斜轴）。&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspRESOLUTE圆光栅在旋转轴上&&RESOLUTE绝对式光栅&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp直驱电机机构设计的特性促使光栅一般内藏在电机内，由于电机内部空间有限，故对光栅读数头的体积有严格的要求，设计必须紧凑。陈冠文先生说道：“我们在光栅选型时，体积是重要的考虑因素之一，而且必须选开放式的光栅，原因是封闭式光栅有封装外壳，体积过于庞大，一般不适合安装在直驱电机的机构上。另外加工中心的工作环境一般十分严峻，充斥大量切削残屑、油渍等污染物，不过由于光栅内藏在电机内，故对开放式光栅来说不是问题。RESOLUTE的防护等级达IP64，足以应付一般污染，就算是光栅意外被冷却液或削屑弄脏，清洁后即可正常工作。”雷尼绍RESOLUTE绝对式光栅设计紧凑，读数头尺寸仅36&nbspx&nbsp14.9&nbspx&nbsp16.5&nbspmm，是市场上少数高规格但体积轻巧的光栅，支持多种工业串行协议。读数头采用先进光学滤波镜组，有效过滤因光栅尺上的污染物而造成的噪声，维持超低的噪声等级（抖动达10纳米RMS）以促成绝佳的位置稳定性，同时从根本着手使用强化型的检测机制，实现仅±40纳米的极低细分误差&nbsp(SDE)，促使机床加工出表面更加光滑的工件。&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp双轴直驱旋转工作台提升生产效率&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp时间就是金钱，特别是在现今产品生命周期缩短，产品多样化的激烈竞争年代。生产商在追求产品的质量以满足客户要求的同时，必须不断提升生产效率，务求新产品能尽快推出市场，这就要求相应提升生产设备的效率加以配合。陈冠文先生说道：“转台速度的提升能显著降低整体生产成本，要知道有些规模庞大的生产线每天有数以万计的设备投产，或大或小的任何停顿和延误都会造成整体成本的上升。绝对式光栅其中一个特点就是每次启动时实时采集绝对位置，无须返回原点，而且在电源重启或更换断刀后能在停顿位置继续执行先前的工作，不像增量式光栅需要重新返回原点重启，这无疑大大缩短了整体生产时间。”&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp旋转工作台安装在机床上定制化方案&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp工研院一直致力于开发业界新技术，如其他创新者一样，在开发过程中难免会碰到一些挑战。陈冠文先生说道：“我们当初的计划就是要做一款具竞争力的转台，鉴于工研院与Panasonic多年友好关系和对其产品的经验，我们选择采用Panasonic伺服驱动。不过当时市场上并没有能满足我们规格要求同时兼容Panasonic串行协议的开放绝对式圆光栅。我们只好尝试联络光栅厂商查询定制化方案，幸好最后与雷尼绍达成共识，他们愿意为我们开发相关的RESOLUTE绝对式圆光栅，经过Panasonic、工研院与雷尼绍三方的努力，最后得以成功开发出台湾地区第一台采用Panasonic串行协议的直驱转台。与雷尼绍合作多年，有感他们的售后支持一直做得十分到位，而RESOLUTE光栅的表现与我们采用过的SiGNUM™系列增量式光栅和XL-80激光干涉仪同样出色。”转台精度检测结果（使用雷尼绍XL-80激光干涉仪）公司简介&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp工业技术研究院成立于1973年，是国际级的应用科技研发机构，拥有近6000位科技研发精英，其宗旨是以科技研发带动产业发展，创造经济价值，增进社会福祉。成立四十年来，累积超过2万件专利，培育及孵化260家公司。工研院提供全方位的研发合作与商业顾问服务，包括新技术与新产品委托开发、小型试量产、制程改善、校准测量，以及技术转移、知识产权增值服务等，并设置开放实验室及孵化中心，积极培育及推动创业公司发展，加速产业技术开发及孕育新兴高科技产业。.cn/encoders&
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