非標(biāo)設(shè)計(jì)之 零件設(shè)計(jì)精度的選擇
a)基準(zhǔn)制的選擇:
①常用尺寸范圍在500mm以內(nèi)的,優(yōu)先A選用基孔制;
②與標(biāo)準(zhǔn)件配合時(shí),依標(biāo)準(zhǔn)件而定,如與滾動(dòng)軸承配合的軸選基孔制,與滾動(dòng)軸承配合的軸承座選基軸制;
③同一孔(軸)與幾個(gè)軸(孔)組成的配合,允許采用混合配合,如端蓋與軸承座的配合即為M7/f7,兩個(gè)軸承間的隔離套與軸的配合為F9/k6。
b)尺寸公差等級(jí)的選擇:
在滿足使用要求的前提下,應(yīng)盡可能選擇較低的公差等級(jí),以降低加工成本。對(duì)于基本尺寸≤500mm的配合,當(dāng)公差等級(jí)高于等于IT8時(shí),推薦選擇孔的公差等級(jí)比軸低一級(jí),否則選用同級(jí)孔軸配合;設(shè)計(jì)常用公差等級(jí)選用見(jiàn)表1。
表1
尺寸公差等級(jí) | 應(yīng)用條件說(shuō)明 | 應(yīng)用舉例 |
IT6 | 廣泛用于機(jī)械制造中的重要配合,配合表面有較高均勻性的要求,能保證相當(dāng)高的配合性質(zhì),使用可靠 | 高精度的小件、薄壁壓裝、測(cè)量的關(guān)鍵組 |
IT7 | 應(yīng)用條件與IT6類似,但精度要求可比IT6稍低一點(diǎn),在一般機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)普遍 | 普通的壓裝、試漏、測(cè)量 |
IT8 | 在機(jī)械制造中屬于中等精度,對(duì)于基本尺寸較小,配合要求不太高的場(chǎng)合應(yīng)用較多 | 普通擰緊、涂膠、涂油、翻轉(zhuǎn)、輥道等 |
a)配合的選擇應(yīng)優(yōu)先采用優(yōu)選配合,表2為優(yōu)選配合示例。
表2
配合方式 | 裝配方法 | 配合特性及使用條件 | 應(yīng)用舉例 | |
基孔 | 基軸 | |||
H7/h6 | H7/h6 | 加油后用手旋進(jìn) | 配合間隙小,對(duì)中性好,適用于通過(guò)緊固件傳遞扭矩的固定連接處、軸承配合等。 | 滾動(dòng)軸承與固定套的配合、圓銷和菱銷與用戶工件的配合(銷的基本尺寸減0.05)。 |
H7/g6 | G7/h6 | 手旋進(jìn) | 具有很小間隙、適用于精密定位保證同軸度 | 快換盤與安裝板的定位配合、軸承套與底板的定位配合。 |
H8/f7 | F8/h7 | 手推滑進(jìn) | 具有中等間隙、適用于在軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)的配合。 | 擋料器中鉸鏈與銷軸、彈簧座與支座、無(wú)油襯套與浮動(dòng)軸間的配合;浮動(dòng)頭與導(dǎo)向套的配合;插銷與插銷套的配合。 |
H9/h9 | H9/h9 | 加油后用手旋進(jìn) | 間隙定位配合,適用于同心度要求較低,負(fù)載小,加鍵可傳遞扭矩的場(chǎng)合。 | 擰緊軸與固定套的配合、一般的齒輪與軸、帶輪與軸、滑塊與導(dǎo)向軸、撥叉與導(dǎo)向軸。 |
H9/d9 | D9/h9 | 手輕推進(jìn) | 配合間隙比較大,用于精度不高,負(fù)載不大的配合以及有轉(zhuǎn)動(dòng)的配合。 | 活塞與壓桿、滑動(dòng)軸承與軸、較松的帶輪與軸的配合 |
H7/k6 | K7/h6 | 手錘打入 | 應(yīng)用較廣的過(guò)渡配合,用于傳遞扭矩不大,經(jīng)常拆卸的部位。 | 電機(jī)軸與聯(lián)軸器或帶輪、減速器渦輪或齒輪與軸的配合。 |
H7/m6 | M7/h6 | 銅錘打入 | 用于配合緊密不經(jīng)常拆卸的部位。當(dāng)配合長(zhǎng)度大于1.5倍直徑時(shí)用來(lái)代替H7/n6同心度好。 | 定位銷與孔的配合、齒輪與軸的配合。 |
注:表2中H7/k6、K7/h6、H7/m6、M7/h6為過(guò)渡配合,其余為間隙配合。
b)配合的選擇主要考慮以下幾點(diǎn):
①有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的配合件,應(yīng)選擇間隙配合,速度大則間隙大,速度小則間隙??;
②傳遞扭矩的配合件,選擇過(guò)渡配合;
③定心精度高時(shí)采用過(guò)渡配合,定心精度不高時(shí),選用公差等級(jí)高的小間隙配合H7/g6
④經(jīng)常裝拆時(shí),采用g或h組成的配合;不經(jīng)常裝拆時(shí),采用k組成的配合;基本不拆的,用m或n組成的配合;另外當(dāng)裝拆空間較小時(shí),盡量選用過(guò)盈不大或有間隙的配合。
螺紋類別 | 公差帶 | 旋合長(zhǎng)度 | 推薦螺紋側(cè)面粗糙度 | 標(biāo)注示例 | ||
內(nèi)螺紋 | 外螺紋 | 內(nèi)螺紋 | 外螺紋 | |||
粗牙 | 6H | 6g | (1-1.5)d | Ra6.3 | Ra3.2 | M10-6H |
細(xì)牙 | 5H | 5g | (3-9)P | M8-5g | ||
備注 | 1.根據(jù)規(guī)定確定內(nèi)外螺紋標(biāo)注公差帶代號(hào);2. 螺紋粗糙度不必標(biāo)注。 |
根據(jù)以下方面選擇適當(dāng)?shù)拇植诙龋?/p>
a)零件的表面功能(耐磨、耐沖擊、摩擦系數(shù)、防銹);
b)加工的經(jīng)濟(jì)合理性;
c)表面美觀(略有刀紋,刀紋必須規(guī)整);
d)后續(xù)工序的工藝要求(噴漆、發(fā)藍(lán)、鍍鉻、化學(xué)鍍等);
e)機(jī)械加工零件的材質(zhì)(黑色金屬、有色金屬及非金屬材料等);
注:有色金屬(如銅、鋁)不能采用磨削加工,只能采用超精車方法達(dá)到較低的表面粗糙度值(比如Ra1.6);非金屬材料(如塑料類的超高分子量聚乙烯(UPE)、聚甲醛(賽鋼、POM)、聚氨酯(PU)以及尼龍等)除聚甲醛外都不能進(jìn)行正常的機(jī)械加工,表面粗糙度值選Ra3.2及以上為宜。
f)是否與用戶工件接觸,與用戶工件接觸的部位表面粗糙度值統(tǒng)一為Ra1.6;
g)尺寸公差、形位公差:
①配合面、尺寸精度高的Ra值低;
②同一公差等級(jí)的小尺寸比大尺寸的Ra值低;
③同一公差等級(jí)的軸比孔的Ra值低;其對(duì)應(yīng)關(guān)系詳見(jiàn)表3。
表3
基本尺寸 | 公 差 等 級(jí)(6、7、8、9為常用等級(jí)、7級(jí)為基本級(jí)) | ||||||
IT5 | IT6 | IT7 | IT8 | IT9 | IT10 | IT11 | |
粗糙度Ra(μm) | |||||||
1-3 | 2.5 | 4 | 8 | 8 | 8 | 16 | 16 |
>3-6 | 2.5 | 8 | 8 | 8 | 8 | 16 | 32 |
>6-10 | 2.5 | 8 | 8 | 8 | 16 | 16 | 32 |
>10-18 | 4 | 8 | 8 | 8 | 16 | 32 | 32 |
>18-30 | 4 | 8 | 8 | 16 | 16 | 32 | 63 |
>30-50 | 4 | 8 | 8 | 16 | 16 | 32 | 63 |
>50-80 | 4 | 8 | 8 | 16 | 32 | 32 | 63 |
>80-120 | 4 | 8 | 16 | 16 | 32 | 63 | 63 |
>120-180 | 4 | 8 | 16 | 16 | 32 | 63 | 63 |
>180-250 | 4 | 8 | 16 | 32 | 32 | 63 | 63 |
>250-315 | 4 | 8 | 16 | 32 | 63 | 63 | 63 |
>315-400 | 4 | 8 | 16 | 32 | 63 | 63 | 63 |
>400-500 | 4 | 8 | 16 | 32 | 63 | 63 | 63 |
表4
方法 | 粗糙度數(shù)值Ra(um) | |||||||||||
50 | 25 | 12.5 | 6.3 | 3.2 | 1.6 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 | |
小車下料 | △ | |||||||||||
火 焰 切 割 | △ | |||||||||||
去 皮 磨 | △ | △ | ||||||||||
鋸 | △ | △ | ||||||||||
刨 和 插 | △ | △ | △ | △ | ||||||||
鉆 削 | △ | |||||||||||
電火花加工 | △ | △ | ||||||||||
線切割 | △ | |||||||||||
銑 削 | △ | |||||||||||
拉 削 | △ | bvty | ||||||||||
鉸 孔 | △ | |||||||||||
鏜、車削 | △ | △ | △ | |||||||||
磨 削 | △ | △ | ||||||||||
拋 光 | △ | |||||||||||
鍛 | △ |
① 夾具定位塊:定位面0.8,底面0.8。
② 滑動(dòng)配合的軸: 0.8;滑動(dòng)配合的孔: 1.6,精密配合時(shí)0.8。
③ 測(cè)量用的測(cè)頭: 0.4~0.8;測(cè)量用的量塊: 0.2~0.4
④ 鍍鋅或鍍鉻的托盤通常為:上下平面0.8~1.6;四周邊1.6~3.2
⑤ 發(fā)藍(lán)的托盤通常為:上下平面0.8~1.6;四周邊3.2~6.3
⑥ 輸送用的輥?zhàn)樱簰伖忮冦t外圓粗糙度0.8;兩端面1.6~3.2
⑦ 底座:上平面用龍門刨精刨可達(dá)1.6~3.2;下平面因有墊鐵調(diào)整不加工,工廠通常粗銑一下做為基準(zhǔn)面,設(shè)計(jì)可不標(biāo)粗糙度。
⑧ 化學(xué)鍍:3.2; 發(fā)藍(lán):6.3; 鍍硬鉻:工作面0.8;其余面3.2(如:輸送用的限位條)。
零件與零件的重要結(jié)合面:至少3.2
⑨ 定位孔及定位銷孔:1.6
分類
形狀公差:直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度
位置公差:包括定向公差、定位公差、跳動(dòng)公差
定向公差:平行度、垂直度、傾斜度
定位公差:同軸度、對(duì)稱度、位置度
跳動(dòng)公差:圓跳動(dòng)(徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)、斜面圓跳動(dòng))、全跳動(dòng)
形狀公差和位置公差統(tǒng)稱為形位公差。
根據(jù)零件的功能要求,綜合考慮加工經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)特性和測(cè)試條件:
① 在滿足零件的功能要求的情況下,盡量選用較低的公差等級(jí);
直線度、平面度、圓度、圓柱度,7、8、9為常用等級(jí),7級(jí)為基本級(jí)。
平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng),6、7、8、9為常用等級(jí),6級(jí)為基本級(jí)。
②對(duì)于剛性差的零件如細(xì)長(zhǎng)件、薄壁件以及距離較遠(yuǎn)的孔軸等,由于加工和測(cè)量時(shí)都較難保證形位精度,在滿足零件功能的要求下,形位公差可適當(dāng)降低1~2級(jí)精度使用。
③ 考慮相應(yīng)的加工方法
a)通常在設(shè)計(jì)機(jī)械零件及規(guī)定零件加工精度時(shí),應(yīng)注意將形狀誤差控制在位置公差內(nèi),位置誤差又應(yīng)小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面,其形狀精度要求應(yīng)高于位置精度要求,位置精度要求應(yīng)高于尺寸精度要求。
即同一要素一般為:形狀公差值<位置公差值<尺寸公差值
b)如兩個(gè)平行的表面,其平面度公差值應(yīng)小于平行度公差值;圓柱形零件的形狀公差一般應(yīng)小于其尺寸公差值(軸線的直線度除外);平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)的距離公差值。
c)單一表面的形位公差與表面粗糙度的要求應(yīng)協(xié)調(diào)
概括為:尺寸公差越小,形位公差值越小,表面粗糙度值也越小。
a)直線度:常用公差等級(jí)為7級(jí),軸類適用于長(zhǎng)徑比≤1:15的場(chǎng)合。
公差等級(jí):7級(jí) 單位:mm
零件尺寸 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 |
公差值 | 0.005 | 0.006 | 0.008 | 0.01 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 |
注:上述零件尺寸為長(zhǎng)度尺寸。
b)平面度:常用公差等級(jí)為7級(jí)、8級(jí),7級(jí)用于安裝基準(zhǔn)類如滑臺(tái)底座、滑臺(tái)板,夾具安裝底座等重要場(chǎng)合,8級(jí)用于一般場(chǎng)合。 單位:mm
零件尺寸 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 | 4000 | 6300 |
7級(jí) 公差值 | 0.008 | 0.01 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.12 |
8級(jí) 公差值 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0.2 |
注:上述零件尺寸為最大長(zhǎng)度尺寸。
c)平行度:常用公差等級(jí)為6級(jí)、7級(jí),7級(jí)用于重要場(chǎng)合,7級(jí)用于一般場(chǎng)合。
單位:mm
零件尺寸 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 | 4000 | 6300 |
6級(jí) 公差值 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0.2 |
7級(jí) 公差值 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 |
注:上述零件尺寸為最大長(zhǎng)度尺寸。
d)垂直度:常用公差等級(jí)為7級(jí)。bvty
公差等級(jí):7級(jí) 單位:mm
零件尺寸 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 |
公差值 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0.2 |
注:上述零件尺寸為與基準(zhǔn)面垂直的有效長(zhǎng)度尺寸。
e)對(duì)稱度:常用公差等級(jí)為7級(jí)。
公差等級(jí):7級(jí) 單位:mm
零件尺寸 | 3 | 6 | 10 | 18 | 30 | 50 | 120 | 260 | 500 | 800 | 1250 | 2000 | 3150 |
公差值 | 0.006 | 0.008 | 0.01 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 |
注:1. 上述零件尺寸為對(duì)稱邊寬度尺寸。
2. 目前工作范疇,鍵槽的對(duì)稱度重要場(chǎng)合為0.03,一般場(chǎng)合為0.05。
f)同軸度:常用公差等級(jí)為7級(jí),需要掉頭加工的適量放寬10-50%。
公差等級(jí):7級(jí) 單位:mm
零件尺寸 | 3 | 6bvty.VIP | 10 | 18 | 30 | 50 | 120 | 260 | 500 | 800 | 1250 | 2000 | 3150 |
公差值 | 0.006 | 0.008 | 0.01 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 |
注:上述零件尺寸為直徑尺寸。
g)徑向(端面)圓跳動(dòng):常用公差等級(jí)為7級(jí),需要掉頭加工的適量放寬10-50%。
公差等級(jí):7級(jí) 單位:mm
零件尺寸 | 3 | 6 | 10 | 18 | 30 | 50 | 120 | 260 | 500 | 800 | 1250 | 2000 | 3150 |
公差值 | 0.006 | 0.008 | 0.01 | 0.012 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 |
注:上述零件尺寸為直徑尺寸。
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