第九章 圓錐的互換性及檢測.ppt

1、第9章錐體的互換性和檢驗，9。1概述9。2圓錐幾何參數(shù)誤差對其擬合的影響。3錐體9的公差和配合。4錐體檢查，1。圓錐配合的基本參數(shù)由與繞軸旋轉(zhuǎn)一周的軸相交的直線段形成的旋轉(zhuǎn)面稱為圓錐。錐形配合的基本參數(shù)如圖9-1所示。1.錐角錐角是指通過錐軸的截面中兩條素線之間的夾角，用A表示.2.圓錐素線角是指圓錐素線與其軸線之間的角度，等于圓錐角的一半，即a/2。3.圓錐直徑，9。1概述。在下一頁，圓錐直徑是指垂直于圓錐軸的截面中的直徑。錐體直徑包括內(nèi)錐體和外錐體的最大直徑di和De，內(nèi)錐體和外錐體的最小直徑di和de，以及任何給定截面錐體的直徑dx(與端面有一定距離)。在設(shè)計中，通常選擇內(nèi)錐的最大直徑或

2、外錐的最小直徑作為基本直徑。4.錐體長度錐體長度是指錐體最大直徑和其最小直徑之間的軸向距離。內(nèi)外錐的長度分別用李和樂表示。5.錐度錐度是指圓錐的最大直徑和最小直徑之差與圓錐長度之比，用符號c表示。下一頁，上一頁，9。1概述，下一頁，上一頁，9。1概述，錐度關(guān)系反映了錐體直徑、錐體長度和錐體角度之間的關(guān)系，這是錐體的基本公式。錐度通常用刻度或分?jǐn)?shù)表示，如C=1:20或C=1 /20。6.圓錐配合長度指的是內(nèi)外圓錐表面之間的軸向距離，用符號H7表示?；鶞?zhǔn)面到基準(zhǔn)面的距離是指相互匹配的內(nèi)外圓錐基準(zhǔn)面之間的距離，用符號A表示，如圖9-2所示。8.軸向位移是指內(nèi)外錐體相互結(jié)合從實際初始位置到最終位置的移

3、動距離，用符號表示，如圖9-3所示。下一頁，上一頁，和9。1總結(jié)了通過軸向位移可以實現(xiàn)錐體的不同匹配。為了盡可能減少加工圓錐形工件所用的專用工具和量具的品種和規(guī)格，滿足生產(chǎn)需要，國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 157-1989)規(guī)定了通用圓錐的錐度和錐角系列以及專用圓錐的錐度和錐角系列，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇規(guī)定的錐度和錐角。3.圓錐配合的類型圓錐配合是指由于不同的組合，具有相同基本尺寸(圓錐直徑、圓錐角度或錐度)的內(nèi)圓錐直徑和外圓錐直徑之間的關(guān)系。根據(jù)內(nèi)外錐直徑的不同，錐配合可分為三種類型：間隙配合、過渡配合和過盈配合。下一頁，上一頁，1。間隙配合間隙配合有一個間隙，在裝配和使用過程中，該間隙的大小可以通

4、過內(nèi)外錐體的軸向相對位移來調(diào)節(jié)。間隙配合主要用于相對旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，如機(jī)床中心錐軸頸與車床主軸和滑動軸承之間的配合。2.過渡配合非常緊密，間隙為零或略有多余。主要用于對中或密封場合，如內(nèi)燃機(jī)氣門與氣門座的配合。然而，為了使匹配的錐面具有良好的密封性能，內(nèi)外錐面應(yīng)該成對磨削，所以這種匹配一般沒有互換性。3.過盈配合，9。1概述，下一頁，上一頁，過盈配合有過盈，通過相互匹配的錐面之間的自鎖，可以產(chǎn)生較大的摩擦力來傳遞扭矩。例如，銑床主軸的錐孔和銑刀的錐柄之間的配合。第四，圓錐配合的基本要求(1)圓錐配合應(yīng)根據(jù)使用要求有適當(dāng)?shù)拈g隙或過盈量。間隙或干涉作用于垂直于錐面的方向，但在垂直于錐面的方向給出和測量

5、。對于錐度小于或等于1:3的圓錐體，兩個方向之間的差異非常小，可以忽略不計。(2)間隙或干擾應(yīng)因為當(dāng)內(nèi)外錐的長度不變時，基面之間的距離太大，這將減小匹配長度，影響組合的穩(wěn)定性和扭矩的傳遞；如果基距過小，磨損補償?shù)妮S向調(diào)整范圍將減小。影響基距的主要因素是內(nèi)外錐的直徑偏差和錐角偏差。9。1概述：圓錐的直徑誤差、錐角誤差和形狀誤差都會對圓錐配合產(chǎn)生影響。1.根據(jù)內(nèi)外錐相對位置的確定方法，直徑誤差對擬合圓錐擬合的影響可分為：結(jié)構(gòu)圓錐擬合和位移圓錐擬合兩種類型。通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，內(nèi)錐體和外錐體保持在固定的相對軸向位置，并且匹配特性完全取決于內(nèi)錐體和外錐體的直徑公差帶的相對位置。結(jié)構(gòu)圓錐配合的基距是恒定的，

6、直徑誤差影響圓錐配合的實際間隙或干涉，這與圓柱配合相同。通過調(diào)整內(nèi)錐和外錐的相對軸向位置獲得所需配合特性的錐形配合稱為位移錐形配合。下一頁，9。2錐體幾何參數(shù)誤差對其擬合的影響。對于位移圓錐擬合，直徑誤差影響圓錐擬合的實際初始位置，因此它影響裝配后的基距。其次，錐角誤差對擬合的影響無論哪種錐擬合，錐角誤差(特別是內(nèi)外錐誤差不相等時)都會影響接觸均勻性。對于位移圓錐擬合，錐角誤差有時會影響基面距離。讓內(nèi)錐的最大直徑為基本直徑，與底面的距離為大端。內(nèi)外錐的直徑和形狀沒有誤差，只有錐角誤差(ai，ae)和aiae，如圖9-4所示。和9的幾何參數(shù)誤差的影響。在兩種情況下討論了兩個錐體對它們的匹配。下一

7、頁和上一頁，(1)當(dāng)aiae稱為ai ae時，內(nèi)外錐將在小端接觸，這不僅會影響接觸均勻性，還會影響位移錐匹配的基面距離，產(chǎn)生的基面距離變化為“A”，如圖9-4(b)，9所示。2錐體幾何參數(shù)誤差對其配合的影響，下一頁、上一頁、后一頁、第三頁，錐體形狀誤差對其配合的影響錐體形狀誤差是指錐體在任意軸向截面上的直線度誤差和任意橫向截面上的圓度誤差，主要影響錐體配合面的接觸精度。對于間隙配合，配合間隙的大小不均勻；對于過盈配合，由于接觸面積的減小，傳遞扭矩減小，連接不可靠；對于過渡配合，它影響其密封性能。綜上所述，圓錐直徑、圓錐角度和形狀誤差都會對圓錐配合產(chǎn)生影響，因此在設(shè)計時應(yīng)規(guī)定適當(dāng)?shù)墓罨驑O限偏差

8、。1.圓錐公差項目GB/T 11334-1989(圓錐公差規(guī)定了四個圓錐公差項目，即：圓錐直徑公差、圓錐角度公差、圓錐形狀公差和給定截面的圓錐直徑公差。本標(biāo)準(zhǔn)適用于錐度c從1:3到1:500，錐長L=6630毫米的光滑錐。錐體直徑公差(TD)錐體直徑公差是指錐體直徑的允許偏差，即允許的最大極限錐體直徑Dmax(或dmax)和最小極限錐體直徑Dmin(或dmin)之間的差值。它適用于圓錐的全長l。如圖9-5所示，由錐體軸向截面中的兩個極端錐體限定的區(qū)域是錐體直徑公差帶。在下一頁，9。3錐體的公差和配合，為了統(tǒng)一公差標(biāo)準(zhǔn)，錐體直徑公差帶的標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差不是專門制定的，而是從光滑圓柱體的公差標(biāo)準(zhǔn)

9、中選取的。2.錐角公差錐角公差指錐角的允許變化，即最大錐角amax和最小錐角amin之差。以弧度或角度表示，用ATa表示。以長度為單位，它由ATD表示。在錐軸截面內(nèi)，由最大和最小極限錐角定義的區(qū)域是錐角公差帶，如圖9-6所示。GB/T 11334-1989規(guī)定了錐角公差的12個公差等級，用符號AT1、AT2、AT12表示，其中AT1具有下一頁，上一頁，9。3圓錐的公差和配合，3。圓錐形公差圓錐形公差包括直線度公差和二次曲線的圓度公差。對于要求不高的錐形工件，形狀誤差一般由直徑公差TD控制；對于要求較高的錐形工件，形狀公差TF TF的數(shù)值應(yīng)根據(jù)要求單獨給出，并從國家形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)中選取。4.

10、給定截面的錐徑公差(TDS)給定截面的錐徑公差是指在垂直于錐軸的給定截面內(nèi)錐徑的允許偏差。它僅適用于給定截面的圓錐直徑。公差帶是給定截面內(nèi)由兩個同心圓定義的區(qū)域，如圖9-7所示。下一頁，上一頁，9。3錐體二的公差和配合。圓錐公差的選擇對于一個特定的圓錐工件，不必給出以上四個公差，而是根據(jù)工件的使用要求提出公差項目。根據(jù)國標(biāo)11334-1989，有兩種方法給出圓錐公差。(1)給出錐角a(或錐角c)和錐直徑的理論正確公差。此時，錐角誤差和錐形狀誤差應(yīng)在極限錐內(nèi)。當(dāng)對錐角公差和錐形狀公差有較高的要求時，可以重新給出錐角公差A(yù)T和錐形狀公差TF。此時，AT和TF僅占TD的一部分。這種給出錐體公差的方法

11、通常用于有匹配要求的內(nèi)外錐體。下一頁，上一頁，9。3圓錐的公差和配合，(2)給出給定截面的圓錐直徑公差和圓錐角公差。此時，TDS和AT是獨立的，這兩個公差要求應(yīng)該分別滿足。TDS和at之間的關(guān)系見圖9-8。當(dāng)對圓錐形公差有更高的要求時，可以再次給出圓錐形公差TF。當(dāng)給定圓錐截面的直徑有較高要求時，通常使用這種方法。例如，在一些閥門零件中，在兩個相互匹配的錐體的給定橫截面上需要良好的接觸，以確保密封性能。3.錐形配合，下一頁，上一頁，9。3錐形公差和配合，下一頁，上一頁，9。3錐形公差和配合。圓錐公差和配合的國家標(biāo)準(zhǔn)包括參考系統(tǒng)、圓錐公差和圓錐配合。圓錐配合的基準(zhǔn)系統(tǒng)分為基孔系統(tǒng)和基軸系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)

12、推薦優(yōu)選基孔系統(tǒng)。在圓錐配合中，給出了圓錐配合的形成、圓錐配合的一般規(guī)律以及內(nèi)外圓錐軸向極限偏差的確定。1.圓錐配合的間隙或干涉可以通過內(nèi)錐和外錐之間的軸向相對位置來調(diào)節(jié)，以獲得不同的配合特性。因此，內(nèi)外錐體的軸向相對位置是錐體配合的一個重要特征。根據(jù)確定內(nèi)錐和外錐軸向位置的不同方法，形成錐配合有四種方式。(1)裝配的最終位置由內(nèi)外錐體的結(jié)構(gòu)決定，以形成配合。這樣，可以獲得間隙配合、過渡配合和干涉配合。下一頁，上一頁，圖9-9是通過肩部接觸獲得的間隙配合的例子。通過外錐體的肩部1和內(nèi)錐體的端面2之間的接觸，確定了兩者的軸向位置，并形成了所需的間隙配合。(2)裝配的最終位置由形成配合的內(nèi)外錐體參

13、考平面之間的尺寸決定。這樣，可以獲得間隙配合、過渡配合和干涉配合。圖9-10是通過結(jié)構(gòu)尺寸a(基本距離)獲得的干涉配合的例子。(3)從內(nèi)錐體和外錐體的實際初始位置(Pa)開始，進(jìn)行一定的相對軸向位移(Ea)以形成配合。這樣，可以獲得間隙配合和干涉配合。圖9-11是間隙配合的一個例子。(4)從內(nèi)錐體和外錐體的實際初始位置開始，施加一定的裝配力以產(chǎn)生軸向位移，從而形成配合。只有過盈配合才能以這種方式獲得，如圖9-12所示。9。3錐體的公差和配合，在模式(1)和(2)中為結(jié)構(gòu)錐體配合，在模式(3)和(4)中為位移錐體配合。2.錐體直徑公差帶的選擇(1)結(jié)構(gòu)錐體配件內(nèi)外錐體直徑公差帶的選擇。結(jié)構(gòu)的擬合

14、性質(zhì)結(jié)構(gòu)錐配件可分為基礎(chǔ)孔配件和基礎(chǔ)軸配件。為了減少定值工具和量規(guī)的規(guī)格和孔數(shù)，獲得最佳的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)首選基本孔系統(tǒng)。(2)位移圓錐配合的內(nèi)外圓錐直徑公差帶的選擇。下一頁，上一頁，9。3圓錐的公差和配合，下頁，上一頁，位移圓錐配合的配合特性由內(nèi)外圓錐接觸時從初始位置的軸向位移或裝配力決定，與直徑公差帶無關(guān)。直徑公差帶僅影響初始位置、最終位置和裝配精度，但不影響配件特性。因此，對于位移圓錐配合，直徑公差可以根據(jù)末端位置的基距要求來選擇。如果對基準(zhǔn)面距離有要求，公差等級一般在IT8IT12之間。如有必要，應(yīng)選擇內(nèi)外錐角的公差帶，并通過計算進(jìn)行檢查。如果對基面距離沒有嚴(yán)格要求，可以選擇較低的公

15、差水平，使加工更經(jīng)濟(jì)；如果裝配精度高，可以用錐角公差法來滿足。為了便于計算和處理，GB/T 12360-1990中建議位移錐的基本偏差為H、H或JS和JS的組合。9。3圓錐的公差和配合，3。圓錐的軸向極限偏差由于圓錐工件往往同時存在圓錐直徑誤差和圓錐角度誤差，因此不便于檢查直徑誤差和圓錐角度誤差，特別是內(nèi)圓錐。因此，綜合量規(guī)通常用于檢測和控制圓錐形工件相對于基本圓錐的軸向位移(軸向誤差)。軸向位移必須控制在軸向極限偏差范圍內(nèi)。錐體軸向極限偏差是某個極限錐體與其基本錐體軸向位置的偏差，如圖9-13和圖9-14所示。最小極限錐與基本錐之間的偏差為軸向偏差(esz，ESz)，而最大極限錐與基本錐之間

16、的偏差為軸向偏差(eiz，EIz)，軸向偏差與軸向偏差之差為軸向公差Tz。9。3錐體的公差和配合。在下一頁和上一頁，國標(biāo)1804-2000規(guī)定了金屬切削工件角度的無標(biāo)記公差角(見表9-2)的極限偏差，包括圖紙上標(biāo)記的角度和通常不需要標(biāo)記的角度(如90度等)。)。極限偏差值應(yīng)為一般工藝方法所能保證的精度。在實際應(yīng)用中，根據(jù)不同產(chǎn)品的需要，可以從標(biāo)注中指定的三個公差等級(中等級、粗等級和最粗等級)中選擇合適的等級。對于圓錐形工件，未指定公差角的極限偏差是根據(jù)圓錐素線的長度來確定的。無公差角的公差等級由圖紙上的標(biāo)準(zhǔn)編號和公差等級表示。例如，當(dāng)選擇中等等級時，可在圖紙或技術(shù)文件中表示為：GB/T 1804-m。9。3錐體的公差和配合，前前后后，在上一頁中，有許多檢測錐體的方法和儀器。通常，量規(guī)通常用于檢查圓錐錐度誤差和間接測量圓錐角度進(jìn)行檢測。首先，用量規(guī)檢查錐度誤差。大量生產(chǎn)的錐形零件可以用量規(guī)作為檢驗工具。檢查內(nèi)錐塞規(guī)(圖9-15)和外錐環(huán)規(guī)(圖9-16)。檢查錐度時，首先在量規(guī)圓錐體的整個平面上涂上34條極薄的顯示劑，然后相對于測量的圓錐體研磨量規(guī)(旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)小于180。根據(jù)被測錐上的