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如何在機械設計中選擇尺寸公差、形位公差和表麵粗糙(cāo)度等參數?

文章出處:常(cháng)見問題 責任編輯:東莞市91抖音數控(kòng)設備科技有限公司 發表時間:2020-09-27
  
  一般(bān)來說,先確定尺寸(cùn)公差,再確(què)定形位公(gōng)差。公差(chà)配合的合理首(shǒu)先是功能需要,其次是加工(gōng)的工藝性,最後是裝配和維修的工藝性。
  舉個(gè)例子來說吧,配合來說,都是講孔軸(zhóu)配合,這個不一定是圓的孔和軸,可以是方的,但是通常為什(shí)麽是圓的呢,加工方便。傳統加工(gōng)方式如車加工(gōng)、銑加工、鑽床、磨加工,多數是(shì)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製或基軸製的選擇了。通常,我們孔的加工是鑽孔(kǒng)、鉸孔、銑刀直接成型。這樣,加工的時候為了方便,我們的尺寸選擇方麵,就應該選擇有現成刀具(鑽頭、鉸刀、銑刀)尺寸的,比如直(zhí)徑14的刀具比較少見,就選擇12或15、16的有方便購買的規格(gé),這樣,加工成本就很低了,比如選直徑30的不選27的,盡(jìn)管你計算需(xū)要27就夠了(le)。
  公差方麵,這樣加工孔(kǒng)(不管是(shì)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(gōng)差的刀具很貴很難買,加工的(de)時候刀具旋轉時候的抖動(設備精度之一)就會導致(zhì)加工出(chū)來的(de)尺寸略大於(yú)刀具直(zhí)徑(jìng)。這時候(hòu)軸的加工就通(tōng)常是車加工出來的,不受刀(dāo)具(jù)精度限製,所(suǒ)以,基孔製是成(chéng)本(běn)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(chū)軸,那就隻能基軸製了,或者是與(yǔ)軸承外圈(quān)配合的,也隻能選擇基軸製的配合。
  配合怎麽選呢,就是說間隙配合、過(guò)渡配合、過盈(yíng)配合這三個什麽時候(hòu)選(xuǎn)用。簡單說來是這(zhè)樣,不重要、不影響裝配後的精度(如會有螺絲連接緊固的)選擇間隙配(pèi)合就可(kě)以,轉動方(fāng)向(xiàng)是單向(xiàng)、且是連(lián)續的工(gōng)作狀態,就是間隙配合即可,至於間隙大小的(de)選擇,看裝配的難度了,越鬆(sōng)就越容易裝配。
  舉個例(lì)子,如果是單(dān)向間歇運(yùn)轉且轉動位移要求(qiú)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(pèi)合,但是(shì)需要有兩個90度的相(xiàng)間隔的緊定螺釘緊定定位。如果是有(yǒu)鍵配(pèi)合的,其中一個緊定螺釘要鎖在平鍵的上麵。
  同樣是旋(xuán)轉來說,如果是單向間(jiān)歇旋轉的,或者正(zhèng)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(shí)候(hòu)一般會選(xuǎn)擇過盈配合(hé)了,這通常需要壓裝(zhuāng)甚至熱(rè)套裝配了(le)。
  形位(wèi)公差是尺寸公(gōng)差的(de)補充,所以其公差帶的選擇(zé)應該是小於(yú)尺寸公(gōng)差的(de),否則就沒有意義了(le)。
  形位公差,一定要理解形位(wèi)公差(chà)的意義(yì),這時(shí)候(hòu)你才能做出正確的選擇和需要控(kòng)製的內容和尺度。
  比如一個工件,寬度(dù)的公差是(shì)0.2mm,那麽這個寬度兩邊的平麵如果給個平行度要求,那就需要小於0.2mm,否則就失去意義了,很多(duō)時候,這個寬度的公差要求並不高,但是平行度要求很高,可能會是0.05mm,那麽這個這個平(píng)行度就很重要了,通常是對裝配有重要影響的。
  說了這麽多,不知道表達清楚沒有,一起探討、相互學習吧。
  再說說粗糙度
  這東西更懸,我也是(shì)很久才懂得。通常,一般的機械加工基本(běn)達(dá)到12.5,對機加工來(lái)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(zuò)普通加工件的未注要求可以,比如鈑金件的剪(jiǎn)板機剪切口等,個人認為沒有什麽(me)(公差)要求的(de)可以采用這個值,如(rú)果好一些就(jiù)6.3,這些車、銑(xǐ)、都能(néng)容易(yì)達到,3.2、1.6、或(huò)更小粗糙度就需要磨加(jiā)工了,這(zhè)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(gōng)差帶需要0.01的精度等級(jí)用了,0.05的6.3也可以。
  問題是,為什麽要做的那(nà)麽光,這涉及到有效接觸麵的大小,和緊固、耐磨、受力有直接關係。像我這(zhè)裏加工的軸承滾(gǔn)子(zǐ)接觸(chù)的麵,需要超精加工,其實就是拋光處理,目(mù)的就是獲得更好更均(jun1)勻的受力。機械密封方麵也是這樣需要(yào)粗糙度要求較高
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