精密机械零件公差与互换性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,精密机械零件公差与互换性,(零件的几何精度),3-1 概论,一、误差的概念,零件的几何参数：包括尺寸、形状及位置,参数等等。,加工误差加工后，零件的实际几何参数对其理想参数的变动量。,几何精度而实际几何参数近似于理想几何参数的程度。,零件的加工误差愈小，则其几何精度愈高。,零件的加工误差，按其几何特征的不同可分为如下二类：,1.尺寸误差,加工后零件的实际尺寸与理想尺寸之差。,如轴类零件的直径及长度尺寸的误差均属此类。,2几何形状误差,零件的实际几何形状(一般指各种线、面)与理想形状的差别。,形状误差又可分为：,宏观几何形状误差(简称形状误差)；,中间几何形 状误差(表面波度）；,微观几何形状误差(表面粗糙度)。,表面形状误差的波距较大，表面粗糙度的波距较小，表面波度则介于两者之间，如图3-1所示。,仪期制造中的互换性，通常包括：,几何参数(如尺寸、形状等)；,力学性能(如硬度、强度)；,理化性能(如化学成分、线膨胀系数),等方面的互换性。,本章只讨论几何参数的互换性。,用公差来保证几何参数的互换性,公差值大小应根据功能要求和经济性权衡而定。实际几何参数是否合格，应通过技术测量所得结果来判断。,互换性按其互换性程度分为完全互换和不完全互换。,完全互换,零、部件在装配时不需要挑选、调整和附加修配；,不完全互换,允许零、部件在装配前进行预先分组，对应组内的零、部件才可互换，而且只适用于厂内组织生产采用（如滚动轴承的大批量生产）。,互换性的重要意义：,互换性是组织现代化工业生产的重要技,术经济原则。它有利于在工业中广泛地组织协,作，进行高效率的专业化生产，对产品设计、,制造、使用和维修等方面都具有重要的意义。,1.从使用看，零部件新旧替换方便。,2.从制造看，是提高生产水平和文明程度的有力手段。,并行制造零件、自动装配、CAM、产量质量高、成本,低。,3.从设计看，可简化计算、绘图，可CAD。,孔与轴的基本特征表现为包容和被包容的,关系，即孔为包容面，轴为被包容面。,3尺寸：,以特定单位表示长度值的数字。,由数字和长度单位(如mm)组成，如直径100mm.,4基本尺寸：,通过设计给定的尺寸（理论值）。,通过它应用上下偏差算出极限尺寸。它是根据使用要求，通过强度、刚度计算和结构等方面的考虑，并按标准选取尺寸（可减少刀具、量具、夹具的规格数量）。,5实际尺寸：,通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。,6极限尺寸：,（孔或轴的）允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基准来确定。,最大极限尺寸两个界限值中，较大的一,个；,最小极限尺寸两个界限值中，较小的一,个；,实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。,7尺寸偏差(简称偏差),某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。,9下偏差：,最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差(孔EI、轴ei),ES、EI为孔的上、下偏差；,es、ei为轴的上、下偏差。,上偏差和下偏差统称为极限偏差。,10实际偏差：,实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称,为实际偏差。,偏差可以是正，负或零值。实际偏差应,位于极限偏差范围之内。,11尺寸公差(简称公差)：,允许尺寸的变动量。是一个没有符号的绝,对值，它是最大极限尺寸减最小极限尺寸之,差或上偏差减下偏差之差的绝对值。,其计算公式如下：,孔的公差:TH=|D,max,-D,min,|=|ES-EI|,轴的公差:TS=|d,max,-d,min,|=|es-ei|,12.零线:,在公差带图中，表示基本尺寸的一条直,线，以其为基准确定偏差和公差。正偏差位,于其上，负偏差位于其下(见图3-4)。,13.公差带:,在公差带图中，由代表上偏差和下偏差的,两条平行直线所限定的一个区域，见图3-4。,由此可见，公差带是由“公差带大小”和,“公差带位置”两个要素组成的。前者由标准,公差确定，后者由基本偏差确定。,14.标准公差:,在国标“公差与配合”中所规定的任一公差。,15公差等级：,确定尺寸精确程度的等级。,见P34 表3-1,16基本偏差,在国标“极限与配合”标准中表列的，用以,确定公差带相对零线位置的那个极限偏差(上,偏差或下偏差)。一般为靠近零线的那个偏差。,见P35 图3-9所示。,17配合：,基本尺寸相同的，相互结合的孔或轴公差带之间的关系称为配合。,18间隙或过盈：,孔的尺寸减去相配合的轴,的尺寸的代数差，此代数差为正称为间隙；,若为负称为过盈。,根据相配合的孔、轴公差带的关系，可分,为,间隙配合，过渡配合和过盈配合,三类。,19间隙配合：,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。,20过盈配合：,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。,特点：此时孔的公差带在轴的公差带之下(见图3-6)。,用途：孔、轴间的紧固联结，不允许两者之间有相对运,动。例如火车轮芯与耐磨的轮箍（gu）之间采用过盈配,合（加热、压入）；光纤与套筒的联结。,21过渡配合：,可能具有间隙或过盈的配合。,特点：此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠(见图3-7)。,用途：孔、轴间的定心联结。,过渡配合的间隙或过盈量一般较小，可保证定心,精度的要求，也便于拆装。例如光学透镜与镜筒的,定心联结；固定齿轮与轴的联结。,22最小间隙：,对间隙配合，孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得代数差的绝对值。,简称：“孔最小减轴最大”,23最大间隙：,对间隙配合或过渡配合，孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得代数差的绝对值。,简称：“孔最大减轴最小”,24最小过盈：,对过盈配合，孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得代数差的绝对值。,简称：“孔最大减轴最小”,25最大过盈：,对过盈配合或过渡配合，孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得代数差的绝对值。,简称：“孔最小减轴最大”,例：已知公差带图，求配合公差。,解：以X代表间隙，Y代表过盈，则：,a)其最大间隙X,max,=|D,max,-d,min,|,=|25.021-24.967|=0.054mm=54m,最小间隙X,min,=|D,min,-d,max,|=|0-(-20)|=20m,配合公差T,f,=X,max,-X,min,=54-20=34m,+,0,-,+,0,+,0,-,25,+21,+21,+21,+28,+41,+2,+15,a)间隙配合,c)过渡配合,b)过盈配合,-20,-33,孔公差带,轴公差带,25,25,或配合公差T,f,=|21-0|+|-33-20|=34m,b)其最大过盈Y,max,=|D,min,-d,max,|,=|(25mm+0m)-(25mm+41m)|=41m,其最小过盈Y,min,=|D,max,-d,min,|,=|(25mm+21m)-(25mm+28m)|=7m,配合公差T,f,=|Y,max,-Y,min,|=34m,c)其最大间隙X,max,=|D,max,-d,min,|,=|(25mm+21m)-(25mm+2m)|=19m,其最大过盈Y,max,=|D,min,-d,max,|,=|(25mm+0m)-(25mm+15m)|=15m,配合公差T,f,=|X,max,+Y,max,|=15+19=34m,以上三例说明：三例的配合松紧程度不同，但配合精度T,f,相同。,基准孔,公差带,基准轴,公差带,轴公差带,孔公差带,28基轴制配合：,基本偏差固定不变的轴的公差带，与不同基本偏,差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制配,合的轴为基准轴，其基本偏差为上偏差(es)，且为,零，即轴的最大极限尺寸与基本尺寸相等，用h表,示，见图3-8b。,按照孔、轴公差带相对位置的不同，两种配合,制度都可形成间隙配合，过渡配合和过盈配合三类配,合。,高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到2530m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.0080.01mm，重复定位精度0.0040.005mm。落地式铣镗床铣刀 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，这种结构是高速切削所必需的，国外厂家在落地式铣镗床上都已采用，国内同类产品还不多见，仅在中小规格机床上采用线性导轨。高速加工还对环境、安全提出了更高的要求，这又产生了宜人化生产的概念，各厂家都非常重视机床高速运行状态下，对人的安全保护与可操作性，将操作台、立柱实行全封闭式结构，既安全又美观。,工艺特点,精品课件文档，欢迎下载，下载后可以复制编辑。,更多精品文档，欢迎浏览。,