互換性三級項目報告3

1、互換性與測量技術(shù)三級項目報告題目：軸類零件的精度與檢測班 級： 機設(shè)2班 姓 名： 李浩杰 杜偉達 查向云 指導(dǎo)教師： 邵曉榮 提交時間： 2014年12月14日 1<互換性與測量技術(shù)課程三級報告>1、摘要- 2 -2、前言- 3 -3、軸類零件結(jié)構(gòu)特點、材料選擇及加工技術(shù)要求- 3 -3.1軸類零件結(jié)構(gòu)特點- 4 -3.2軸類零件材料選擇- 4 -3.3軸類零件加工技術(shù)要求- 5 -3.4加工方法及其公差等級- 6 -4、軸類零件的精度等級、配合、尺寸公差選用- 7 -4.1精度等級- 7 -4.1.1 公差等級的選擇依據(jù)- 7 -4.1.2選擇公差等級的原則- 7 -4.2配合

2、種類和配合選用- 8 -4.3基準制的選用- 9 -4.3.1 基孔配合制的選擇- 9 -4.3.2 基軸配合制的應(yīng)用場合- 9 -4.3.3非基準制應(yīng)用的場合- 9 -5、軸類零件的形位公差選用- 9 -5.1形位公差定義- 9 -5.2部分形位公差定義及數(shù)據(jù)表格- 10 -5.3形位公差選用- 12 -6、表面粗糙度- 13 -6.1評定參數(shù)值的選用- 14 -7、最終選擇結(jié)果- 15 -7.1尺寸公差選用- 16 -7.2形位公差選用 - 16 -7.3表面粗糙度選用- 17 -8、軸類零件圖的標(biāo)注- 17 -9、感想- 18 -10、參考文獻- 19 -1、摘要為了加深我們對軸類零件的

3、誤差分析、加工方法及其精度的理解，靈活運用零件的尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度，熟練掌握軸類零件圖的標(biāo)注，我們進行了本項目的制作。本項目內(nèi)容涉及互換性中誤差、公差、偏差、表面粗糙度、尺寸標(biāo)注，以及機械設(shè)計中軸的長度、直徑的選取、機械制造工藝中軸類零件的加工方法，軸類零件形位公差的檢測方法等相關(guān)知識。此次項目為課程設(shè)計傳動軸的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)，并鍛煉了團隊合作能力，增強了小組成員的實踐能力。關(guān)鍵字：加工方法 尺寸公差 形位公差 表面粗糙度2、前言機械工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)標(biāo)準之一是公差與配合標(biāo)準。1902年英國紐瓦爾公司編制出版的“極限表”，是世界上最早的公差與配合標(biāo)準。30年代前后，各工業(yè)國家

4、都頒布了公差與配合國家標(biāo)準。1926年國際標(biāo)準化協(xié)會(ISA)成立，1935年公布了國際公差制ISA草案。第二次世界大戰(zhàn)后，重建國際標(biāo)準化組織(ISO),1962年頒布ISO/R286-1926 極限與配合制。中國于1959年頒布公差與配合國家標(biāo)準GB159174-59,1979年頒布公差與配合新標(biāo)準GB1800-1804-79，已有尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和軸承、螺紋、齒輪等通用零件的公差與配合等整套標(biāo)準。本項目研究內(nèi)容為：軸類零件的精度與檢測?，F(xiàn)在常用的軸類零件形位公差檢測方法有三坐標(biāo)測量機、平臺打表點法。平臺打表點法測量具體方法有：頂點法、V形塊法。目前普通軸類零件多

5、為車削加工，其加工等級基本在IT7IT11級，精密軸達到IT6或IT5級。3、軸類零件結(jié)構(gòu)特點、材料選擇及加工技術(shù)要求 3.1軸類零件結(jié)構(gòu)特點軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。 圖一 軸的分類 a)光軸 b)空心軸 c)半軸 d)階梯軸 e)花鍵軸 f)十字軸 g）偏心軸 h)曲軸i)凸輪軸 3.2軸類零件材料選擇 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用2

6、0Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且

7、能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。 3.3軸類零件加工技術(shù)要求 階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內(nèi)容與基本規(guī)律。 軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：    1）尺寸精度    起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6IT9）。 

8、60;  2)幾何形狀精度     軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。    3)相互位置精度    軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.010.03mm

9、，高精度軸（如主軸）通常為0.0010.005mm。    4)表面粗糙度  一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16m。 3.4加工方法及其公差等級目前普通軸類零件多為車削加工，其加工等級基本在IT7IT11級，精密軸達到IT6或IT5級。軸類零件一般分粗車、精車兩個階段，特殊情況下包括半精車。粗車是為了提高生產(chǎn)效率，將工件毛坯上的多余金屬車去，只保留一定的精車余量，精車后使工件達到圖樣要求。按使用要求，主要軸頸直徑尺寸精度為IT6IT9級，精密軸頸也可達到IT5級。普通精度的軸

10、，配合精度對支撐軸頸的徑向圓跳動一般為0.010.03mm。其表面粗糙度支撐軸頸為0.21.6m，配合軸頸為0.43.2m。普通軸類零件精度基本能滿足多數(shù)需求，而航空航天或較小的器物等才需要更精密的零件。IT4精研或超精加工IT11粗車，半精鏜及其他粗加工，粗密管的拉制，沖孔，壓力加工IT5研磨，精磨，精密研磨，金剛鏜IT12輕壓加工，拉制管件IT6磨削，精衍，高精度車或鏜，手工精鉸IT13壓力加工，滾軋管件IT7精車，拉削，普通研磨或磨削，精密機鉸IT14金屬?；蛴材ｈT造IT8在頂尖上車削，鏜削，普通鉸孔，在較好情況下六角車床及自動車床加工IT15沖壓，模鍛IT9六角車床及自動車床的普通加工

11、，普通鏜孔，立車，精密銑削IT16砂型鑄造，火焰切割（氣割）IT10普通銑削，仿形銑，立銑，平面銑，鉆孔，金屬的滾壓或拉制表1部分加工方法及其公差等級4、軸類零件的精度等級、配合、尺寸公差選用 4.1精度等級 4.1.1 公差等級的選擇依據(jù)主要是根據(jù)使用性能對尺寸精度及配合一致性要求的高低來確定。 4.1.2選擇公差等級的原則1）在滿足使用性能的前提下，盡量選取較低的公差等級。所謂“較低的公差等級”是指：假如IT7級以上(含IT7)的公差等級均能滿足使用性能要求，那么，選擇IT7級為宜。它既保證使用性能，又可獲得最佳的經(jīng)濟效益。2）盡量遵守標(biāo)準推薦的孔與軸公差的等級組合規(guī)定。由于高等級的孔比軸

12、難加工，為使相配合的孔與軸工藝等價，兩者公差等級之間的關(guān)系推薦如下：基本尺寸至500mm的配合，當(dāng)孔的公差等級高于IT8是，孔公差應(yīng)比軸公差低一級：當(dāng)孔的公差等級等于IT8時，孔公差比軸公差低一級或同級；當(dāng)孔的公差等級低于IT8時，孔與軸同級?；境叽绱笥?00mm時，推薦孔與軸均采用同級配合。 4.2配合種類和配合選用1)間隙配合 間隙配合主要應(yīng)用的場合：孔軸之間有相對運動和需要拆卸的無相對運動的配合部位。2)過渡配合 過渡配合主要應(yīng)用的場合：孔與軸之間有定心要求，而且需要拆卸的靜聯(lián)接(即無相對運動)的配合部位。3)過盈配合 過盈配合主要應(yīng)用的場合：孔與軸之間需要傳遞扭矩或準確定心的靜聯(lián)接(

13、即無相對運動)的配合部位。 配合選擇的方法有類比法、計算法和試驗法3種。 a.類比法。同公差等級的選擇相似，大多通過查表將所設(shè)計的配合部位的工作條件和功能要求與相同或相似的工作條件或功能要求的配合部位進行分析比較，對于已成功的配合作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而確定配合代號。此選擇方法主要應(yīng)用在一般、常見的配合中。 b.計算法。計算法主要用于兩種情況：一是用于保證與滑動軸承的間隙配合，當(dāng)要求保證液體摩擦?xí)r，可以根據(jù)滑動摩擦理論計算允許的最小間隙，從而選定適當(dāng)?shù)呐浜稀６峭耆揽垦b配過盈傳遞負荷的過盈配合，可以根據(jù)要求傳遞負荷的大小計算允許的最小過盈，再根據(jù)孔、軸材料的彈性極限計算允許的最大過盈，從而選定適當(dāng)

14、的配合。c.試驗法。試驗法主要用于特別重要配合的選擇。這些部位的配合選擇，需要進行專門的模擬試驗，以確定工作條件要求的最佳間隙或過盈及其允許變動的范圍，然后，確定配合性質(zhì)。 4.3基準制的選用 4.3.1 基孔配合制的選擇一般情況下，優(yōu)先采用基孔配合制?？椎某叽珙愋蜕?，昂貴的定尺寸孔用刀具（特別是拉刀）和塞規(guī)可以減少。周的尺寸類型多，但不會引起刀具費用的相應(yīng)增加。從節(jié)省制造費用的經(jīng)濟效果看，選用基孔制遠比基軸制有利。 4.3.2 基軸配合制的應(yīng)用場合1)用冷拉鋼制圓柱型材制作光軸作為基準軸 這一類圓柱型材的規(guī)格已標(biāo)準化，尺寸公差等級一般為IT7IT9。它作為基準軸，軸徑可以免去外圓。切削加工，

15、只要按照不同的配合性質(zhì)來加工孔，可實現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟的最佳效果.2) “一軸多孔”，而且構(gòu)成的多處配合的松緊程度要求不同的場合所謂“一軸多孔”指一軸與兩個或兩個以上的孔組成配合。3) 軸為標(biāo)準件或標(biāo)準部件(如：鍵、銷、軸承等)。 4)儀器儀表上的小配件孔比軸容易加工。4.3.3非基準制應(yīng)用的場合國家標(biāo)準規(guī)定：為了滿足配合的特殊需要，允許采用非基準制配合，即采用任一孔、軸公差帶(基本偏差代號非H的孔或h 的軸)組成的配合。5、軸類零件的形位公差選用 5.1形位公差定義 加工后的零件不僅有尺寸公差，構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這

16、種形狀上的差異就是形狀公差，而相互位置的差異就是位置公差，統(tǒng)稱為形位公差。表2 零件的形位公差圖標(biāo) 5.2部分形位公差定義及數(shù)據(jù)表格 圓度公差：是在同一截面上，實際圓對理想圓所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓的加工誤差所允許的變動范圍。 圓柱度公差：是實際圓柱面對理想圓柱面所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓柱面加工誤差所允許的變動范圍。 對稱度：實際要素的對稱中心面（或中心線、軸線）對理想對稱平面所允許的變動量。該理想對稱平面是指與基準對稱平面（或中心線、軸線）共同的理想平面，用于控制被測要素中心平面（或軸線）對基準中心平面（或軸線）的共面（或共線）性誤

17、差。 跳動公差：用來控制跳動，是以特定的檢測方式為依據(jù)的公差項目。跳動公差包括圓跳動公差和全跳動公差。 圓跳動：是指被測實際表面繞基準軸線作無軸向移動的回轉(zhuǎn)時，在指定方向上指示器測得的最大讀數(shù)差。全跳動：是指被測實際表面繞基準軸線作無軸向移動的回轉(zhuǎn)，同時指示器作平行或垂直于基準軸線的移動，在整個過程中指示器測得的最大讀數(shù)差。表3 圓柱度參數(shù)表表4跳動參數(shù)表 5.3形位公差選用 1）在保證零件功能要求的前提下，應(yīng)盡量減少形位公差項目，檢測方法簡便，以獲得較好的經(jīng)濟效益。a、考慮零件的幾何特征b、考慮零件的使用要求c、考慮檢測的方便性2)形位公差的確定方法：類比法、計算法3)各類零件公差選擇：平面

18、類零件有平面度公差,不會有圓度、圓柱度和跳動公差。機床主軸規(guī)定跳動公差,軸頸處規(guī)定同軸度。齒輪與軸肩規(guī)定垂直度,鍵槽兩側(cè)規(guī)定對稱等?；剞D(zhuǎn)類零件用徑向全跳動代替圓柱度和同軸度，用圓跳動代替垂直度基準的選擇在保證使用要求前提下力求使設(shè)計、加工、檢測的基準三者統(tǒng)一4)形位公差等級的選擇總原則: 在保證零件使用性能前提下，盡量選低精度等級。a. 形位公差和尺寸公差的關(guān)系 一般滿足關(guān)系式：T形狀<T位置<T尺寸b.有配合要求時形狀公差與尺寸公差的關(guān)系T形狀KT尺寸 常用尺寸公差等級IT5IT8的范圍內(nèi)，通常取K2565 c.形狀公差與表面粗糙度的關(guān)系 一般情況下，表面粗糙度的Ra值約占形狀公

19、差值的2025d. 考慮零件的結(jié)構(gòu)特點e. 凡有關(guān)標(biāo)準已對形位公差作出規(guī)定的，如與滾動軸承相配的軸和殼體孔的圓柱度公差、機床導(dǎo)軌的直線度公差、齒輪箱體孔的軸線的平行度公差等，都應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準確定。6、表面粗糙度表面粗糙度的評定參數(shù)中，高度參數(shù)是最常用的。我國標(biāo)準中主要采用了Ra和Rz兩個參數(shù)，Ra一般用電動輪廓儀進行測量。由于Ra的概念較直觀，反映輪廓的信息量多，所以應(yīng)用較廣泛。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（Ra為0.0256.3m，Rz為0.1025m）推薦優(yōu)先選用Ra。由于受儀器測頭的限制，對于過于粗糙的或者太光滑的表面，則不宜采用Ra值。評定參數(shù)Rz的測量值方法最簡單，用來評定某些不允許出現(xiàn)較大

20、加工痕跡的零件表面零件上狹小的表面（表面不足一個取樣長度時）有實際意義。 6.1評定參數(shù)值的選用 表面粗糙度評定參數(shù)的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準化了，應(yīng)按規(guī)定的系列參數(shù)值選用。當(dāng)按表面功能和生產(chǎn)的經(jīng)濟合理性綜合考慮。確定評定參數(shù)時，處特殊要求外，通常多用類比法來取。這時主要考慮零件的功能要求，一般情況下，確定參數(shù)的大小應(yīng)該考慮以下因素：1）同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值應(yīng)比非工作表面小。2）摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小，有相對運動的工作表面，運動速度越高，其表面粗糙參數(shù)值也越小。3）承受交變載荷的零件，其最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。4）要求配合性質(zhì)穩(wěn)定可靠的部件，表面粗糙度

21、參數(shù)值應(yīng)較小。對過盈配合，為保證聯(lián)結(jié)可靠，載荷越大，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小，對間隙配合，間隙越小，表面粗糙度參數(shù)值也應(yīng)越小。5）要求防腐蝕密封性能或外觀要求美觀等，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。表5 表面粗糙度的表面特征及加工方法7、最終選擇結(jié)果 7.1尺寸公差選用 1)左起第一段：與聯(lián)軸器配合， 不經(jīng)常拆卸，因此直徑尺寸的公差帶為r6, Ts=16, 得ei=+0.034,es=+0.050; 鍵槽寬b的上下偏差查表5-2 ,es=0，ei=-0.043 ； 鍵深上下偏差分別為es=+0.2,ei=0。 2)左起第二段：與毛氈接觸，按GB/T1804-m標(biāo)準。 3)左起第三段，與軸承配合， 由4-

22、14（P87）查得，直徑尺寸的公差帶為k5； 查表2-3（P20），Ts=11； 查表2-4（P23），得ei=+0.002，則有es=+0.013。 4)左起第五段，與齒輪配合 由表4-5 （P71），選擇過盈配合 ,直徑尺寸公差帶r6， 精度等級IT6， Ts=19, 得ei= +0.041，es= +0.060mm ； 鍵槽與鍵的配合為基軸制，且鍵尺寸為bxh=16x10, 查表5-2 （p92）,選緊密聯(lián)接, es=-0，ei=-0.043, 基本偏差系列p,精度等級IT9。鍵槽深度:6.0mm es=+0.2, ei=0 。 5)左起第六段：與軸承和套筒配合。同左起第一段。 7.2形位公差選用 1)右起第一段：與軸承配合， 需要規(guī)定圓柱度與軸肩平面的端面圓跳動。 軸承精度為p6 ,查得：圓柱度公差0.0025,端面圓跳動公差0.008。 2)右起第二段：與齒輪配合，需要規(guī)定圓跳動。 查P41，表2-12 對中間軸線的圓跳動公差0.015；鍵槽需要規(guī)定對稱度，查 P41 表2-12 對稱度公差0.0403)右起第三段左軸肩端面：與