非标设计之零件设计精度的选择

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。

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

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

基孔

基轴

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

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。

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

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。

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

IT9

IT10

IT11

粗糙度Ra(μm)

1-3

2.5

4

8

16

>3-6

32

>6-10

>10-18

>18-30

63

>30-50

>50-80

>80-120

>120-180

>180-250

>250-315

>315-400

>400-500

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

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

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。

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

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。

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

40

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

0.03

0.04

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

4000

6300

7级

0.12

8级

0.15

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

6级

0.25

0.3

d)垂直度:常用公差等级为7级。

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。

3

6

18

30

120

260

500

800

1250

2000

3150

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%。

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%。

THE END
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