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非标设计之 零件设计精度的选择

 blackhappy 2022-12-08 发布于陕西

零件设计精度选用的总体原则(结构性、工艺性、经济性)


尺寸精度的选用指导原则

a)基准制的选择:

①常用尺寸范围在500mm以内的,优先A选用基孔制;

②与标准件配合时,依标准件而定,如与滚动轴承配合的轴选基孔制,与滚动轴承配合的轴承座选基轴制;

③同一孔(轴)与几个轴(孔)组成的配合,允许采用混合配合,如端盖与轴承座的配合即为M7/f7,两个轴承间的隔离套与轴的配合为F9/k6。

b)尺寸公差等级的选择:

在满足使用要求的前提下,应尽可能选择较低的公差等级,以降低加工成本。对于基本尺寸≤500mm的配合,当公差等级高于等于IT8时,推荐选择孔的公差等级比轴低一级,否则选用同级孔轴配合;设计常用公差等级选用见表1。

常用尺寸精度的选用

表1

尺寸公差等级

应用条件说明

应用举例

IT6

广泛用于机械制造中的重要配合,配合表面有较高均匀性的要求,能保证相当高的配合性质,使用可靠

高精度的小件、薄壁压装、测量的关键组

IT7

应用条件与IT6类似,但精度要求可比IT6稍低一点,在一般机械制造业中应用相当普遍

普通的压装、试漏、测量

IT8

在机械制造中属于中等精度,对于基本尺寸较小,配合要求不太高的场合应用较多

普通拧紧、涂胶、涂油、翻转、辊道等

配合的选择:

a)配合的选择应优先采用优选配合,表2为优选配合示例。

表2

配合方式

装配方法

配合特性及使用条件

应用举例

基孔

基轴

H7/h6

H7/h6

加油后用手旋进

配合间隙小,对中性好,适用于通过紧固件传递扭矩的固定连接处、轴承配合等。

滚动轴承与固定套的配合、圆销和菱销与用户工件的配合(销的基本尺寸减0.05)。

H7/g6

G7/h6

手旋进

具有很小间隙、适用于精密定位保证同轴度

快换盘与安装板的定位配合、轴承套与底板的定位配合。

H8/f7

F8/h7

手推滑进

具有中等间隙、适用于在轴上自由转动或移动的配合。

挡料器中铰链与销轴、弹簧座与支座、无油衬套与浮动轴间的配合;浮动头与导向套的配合;插销与插销套的配合。

H9/h9

H9/h9

加油后用手旋进

间隙定位配合,适用于同心度要求较低,负载小,加键可传递扭矩的场合。

拧紧轴与固定套的配合、一般的齿轮与轴、带轮与轴、滑块与导向轴、拨叉与导向轴。

H9/d9

D9/h9

手轻推进

配合间隙比较大,用于精度不高,负载不大的配合以及有转动的配合。

活塞与压杆、滑动轴承与轴、较松的带轮与轴的配合

H7/k6

K7/h6

手锤打入

应用较广的过渡配合,用于传递扭矩不大,经常拆卸的部位。

电机轴与联轴器或带轮、减速器涡轮或齿轮与轴的配合。

H7/m6

M7/h6

铜锤打入

用于配合紧密不经常拆卸的部位。当配合长度大于1.5倍直径时用来代替H7/n6同心度好。

定位销与孔的配合、齿轮与轴的配合。

注:表2中H7/k6、K7/h6、H7/m6、M7/h6为过渡配合,其余为间隙配合。

b)配合的选择主要考虑以下几点:

①有相对运动的配合件,应选择间隙配合,速度大则间隙大,速度小则间隙小;

②传递扭矩的配合件,选择过渡配合;

③定心精度高时采用过渡配合,定心精度不高时,选用公差等级高的小间隙配合H7/g6

④经常装拆时,采用g或h组成的配合;不经常装拆时,采用k组成的配合;基本不拆的,用m或n组成的配合;另外当装拆空间较小时,尽量选用过盈不大或有间隙的配合。

普通螺纹的公差与配合

螺纹类别

公差带

旋合长度

推荐螺纹侧面粗糙度

标注示例

内螺纹

外螺纹

内螺纹

外螺纹

粗牙

6H

6g

(1-1.5)d

Ra6.3

Ra3.2

M10-6H

细牙

5H

5g

(3-9)P

M8-5g

备注

1.根据规定确定内外螺纹标注公差带代号;2. 螺纹粗糙度不必标注。

表面粗糙度的选用指导原则

根据以下方面选择适当的粗糙度:

a)零件的表面功能(耐磨、耐冲击、摩擦系数、防锈);

b)加工的经济合理性;

c)表面美观(略有刀纹,刀纹必须规整);

d)后续工序的工艺要求(喷漆、发蓝、镀铬、化学镀等);

e)机械加工零件的材质(黑色金属、有色金属及非金属材料等);

注:有色金属(如铜、铝)不能采用磨削加工,只能采用超精车方法达到较低的表面粗糙度值(比如Ra1.6);非金属材料(如塑料类的超高分子量聚乙烯(UPE)、聚甲醛(赛钢、POM)、聚氨酯(PU)以及尼龙等)除聚甲醛外都不能进行正常的机械加工,表面粗糙度值选Ra3.2及以上为宜。

f)是否与用户工件接触,与用户工件接触的部位表面粗糙度值统一为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同一公差等级的小尺寸比大尺寸的Ra值低;

③同一公差等级的轴比孔的Ra值低;其对应关系详见表3。

表3

基本尺寸

公 差 等 级(6、7、8、9为常用等级、7级为基本级)

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

不同加工方法可能达到的表面粗糙度,见表4

表4

方法

粗糙度数值Ra(um)

50

25

12.5

6.3

3.2

1.6

0.8

0.4

0.2

0.1

0.05

0.025

小车下料

火 焰 切 割

去 皮 磨

刨 和 插

钻 削

电火花加工

线切割

铣 削

拉 削

铰 孔

镗、车削

磨 削

抛 光

常用零件的粗糙度规定如下:(Ra值)

① 夹具定位块:定位面0.8,底面0.8。

② 滑动配合的轴: 0.8;滑动配合的孔: 1.6,精密配合时0.8。

③ 测量用的测头: 0.4~0.8;测量用的量块: 0.2~0.4

④ 镀锌或镀铬的托盘通常为:上下平面0.8~1.6;四周边1.6~3.2

⑤ 发蓝的托盘通常为:上下平面0.8~1.6;四周边3.2~6.3

⑥ 输送用的辊子:抛光镀铬外圆粗糙度0.8;两端面1.6~3.2

⑦ 底座:上平面用龙门刨精刨可达1.6~3.2;下平面因有垫铁调整不加工,工厂通常粗铣一下做为基准面,设计可不标粗糙度。

⑧ 化学镀:3.2; 发蓝:6.3; 镀硬铬:工作面0.8;其余面3.2(如:输送用的限位条)。

零件与零件的重要结合面:至少3.2

⑨ 定位孔及定位销孔:1.6

形位公差选用指导原则

分类

形状公差:直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度

位置公差:包括定向公差、定位公差、跳动公差

定向公差:平行度、垂直度、倾斜度

定位公差:同轴度、对称度、位置度

跳动公差:圆跳动(径向圆跳动、端面圆跳动、斜面圆跳动)、全跳动

形状公差和位置公差统称为形位公差。

形位公差选用指导原则

根据零件的功能要求,综合考虑加工经济性、结构特性和测试条件:

① 在满足零件的功能要求的情况下,尽量选用较低的公差等级;

直线度、平面度、圆度、圆柱度,7、8、9为常用等级,7级为基本级。

平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动,6、7、8、9为常用等级,6级为基本级。

②对于刚性差的零件如细长件、薄壁件以及距离较远的孔轴等,由于加工和测量时都较难保证形位精度,在满足零件功能的要求下,形位公差可适当降低1~2级精度使用。

③ 考虑相应的加工方法

综合考虑形状公差、位置公差和尺寸公差的相互关系

a)通常在设计机械零件及规定零件加工精度时,应注意将形状误差控制在位置公差内,位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面,其形状精度要求应高于位置精度要求,位置精度要求应高于尺寸精度要求。

即同一要素一般为:形状公差值<位置公差值<尺寸公差值

b)如两个平行的表面,其平面度公差值应小于平行度公差值;圆柱形零件的形状公差一般应小于其尺寸公差值(轴线的直线度除外);平行度公差值应小于其相应的距离公差值。

c)单一表面的形位公差与表面粗糙度的要求应协调

概括为:尺寸公差越小,形位公差值越小,表面粗糙度值也越小。

常用形位公差标注示例及规定

a)直线度:常用公差等级为7级,轴类适用于长径比≤1:15的场合。

公差等级:7级 单位: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:上述零件尺寸为长度尺寸。

b)平面度:常用公差等级为7级、8级,7级用于安装基准类如滑台底座、滑台板,夹具安装底座等重要场合,8级用于一般场合。 单位:mm

零件尺寸

25

40

63

100

160

250

400

630

1000

1600

2500

4000

6300

7级

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级

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:上述零件尺寸为最大长度尺寸。

c)平行度:常用公差等级为6级、7级,7级用于重要场合,7级用于一般场合。

单位:mm

零件尺寸

25

40

63

100

160

250

400

630

1000

1600

2500

4000

6300

6级

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级

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:上述零件尺寸为最大长度尺寸。

d)垂直度:常用公差等级为7级。

公差等级:7级 单位: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:上述零件尺寸为与基准面垂直的有效长度尺寸。

e)对称度:常用公差等级为7级。

公差等级:7级 单位: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. 上述零件尺寸为对称边宽度尺寸。

2. 目前工作范畴,键槽的对称度重要场合为0.03,一般场合为0.05。

f)同轴度:常用公差等级为7级,需要掉头加工的适量放宽10-50%。

公差等级:7级 单位: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:上述零件尺寸为直径尺寸。

g)径向(端面)圆跳动:常用公差等级为7级,需要掉头加工的适量放宽10-50%。

公差等级:7级 单位: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:上述零件尺寸为直径尺寸。

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