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        機械設計中選擇公差與配合的參數

        文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2016-09-21 09:10【

        如何在機械設計中選擇尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等參數?

        一般來說,先確定尺寸公差,再確定形位公差。公差配合的合理首先是功能需要,其次是加工的工藝性,最后是裝配和維修的工藝性。

        舉個例子來說吧,配合來說,都是講孔軸配合,這個不一定是圓的孔和軸,可以是方的,但是通常為什么是圓的呢,加工方便。傳統加工方式如車加工、銑加工、鉆床、磨加工,多數是圓形的加工方式,現在隨著激光切割和線切割的普及(成本低了),異形孔的應用也多了。

        既然傳統方式的加工都是圓形加工,孔軸配合的選擇就會有基孔制或基軸制的選擇了。通常,我們孔的加工是鉆孔、鉸孔、銑刀直接成型。這樣,加工的時候為了方便,我們的尺寸選擇方面,就應該選擇有現成刀具(鉆頭、鉸刀、銑刀)尺寸的,比如直徑14的刀具比較少見,就選擇12或15、16的方便購買的規格,這樣,加工成本就很低了,比如選直徑30的不選27的,盡管你計算需要27就夠了。

        公差方面,這樣加工孔(不管是平板上的孔還是圓管上的孔),公差帶盡可能選加(正)公差,因為特殊公差的刀具很貴很難買,加工的時候刀具旋轉時候的抖動(設備精度之一)就會導致加工出來的尺寸略大于刀具直徑。這時候軸的加工就通常是車加工出來的,不受刀具精度限制,所以,基孔制是成本低的選擇(就是工藝性好)。

        這時候,如果你設計的軸是電機輸出軸,那就只能基軸制了,或者是與軸承外圈配合的,也只能選擇基軸制的配合。

        配合怎么選呢,就是說間隙配合、過渡配合、過盈配合這三個什么時候選用。簡單說來是這樣,不重要、不影響裝配后的精度(如會有螺絲連接緊固的)選擇間隙配合就可以,轉動方向是單向、且是連續的工作狀態,就是間隙配合即可,至于間隙大小的選擇,看裝配的難度了,越松就越容易裝配。

        舉個例子,如果是單向間歇運轉且轉動位移要求精度不高、轉速不高的帶平鍵的孔軸配合,也可以選擇間隙配合,但是需要有兩個90度的相間隔的緊定螺釘緊定定位。如果是有鍵配合的,其中一個緊定螺釘要鎖在平鍵的上面。

        同樣是旋轉來說,如果是單向間歇旋轉的,或者正反向運動的,選擇過渡配合,這時候也需要有緊定螺釘,如果是傳遞較大扭矩的,這時候一般會選擇過盈配合了,這通常需要壓裝甚至熱套裝配了。

        形位公差是尺寸公差的補充,所以其公差帶的選擇應該是小于尺寸公差的,否則就沒有意義了。

        形位公差,一定要理解形位公差的意義,這時候你才能做出正確的選擇和需要控制的內容和尺度。

        比如一個工件,寬度的公差是0.2mm,那么這個寬度兩邊的平面如果給個平行度要求,那就需要小于0.2mm,否則就失去意義了,很多時候,這個寬度的公差要求并不高,但是平行度要求很高,可能會是0.05mm,那么這個這個平行度就很重要了,通常是對裝配有重要影響的。

        說了這么多,不知道表達清楚沒有,一起探討、相互學習吧。

        再說說粗糙度
          通常,一般的機械加工基本達到12.5,對機加工來說,這是比較粗糙的了,這種要求,對外觀要求不高可以采用,我建議做普通加工件的未注要求可以,比如鈑金件的剪板機剪切口等,個人認為沒有什么(公差)要求的可以采用這個值,如果好一些就6.3,這些車、銑、都能容易達到,3.2、1.6或更小粗糙度就需要磨加工了,這意味著成本上升,所以,如果沒有更高要求,3.2以內就好了,3.2的公差帶需要0.01的精度等級用了,0.05的6.3也可以。

        問題是,為什么要做的那么光,這涉及到有效接觸面的大小,和緊固、耐磨、受力有直接關系。像我這里加工的軸承滾子接觸的面,需要超精加工,其實就是拋光處理,目的就是獲得更好更均勻的受力。機械密封方面也是這樣需要粗糙度要求較高。

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