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如何在機械(xiè)設計中選擇(zé)尺寸公差(chà)、形(xíng)位公差和表麵粗糙度等參數?

文章出處:常見問題 責任編輯:東莞市聯(lián)豐數(shù)控(kòng)設備科(kē)技有限公司 發表時間:2020-09-27
  
  一般來說,先(xiān)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(xū)要,其(qí)次(cì)是加工的工藝性,最後是裝配和維修的工藝性。
  舉個(gè)例子來說吧,配(pèi)合來(lái)說,都是講孔軸配合,這個(gè)不一定是(shì)圓(yuán)的孔和軸(zhóu),可以是方的,但是通常為什麽是圓的呢,加工方便。傳統(tǒng)加工方式如車加工、銑加工、鑽床、磨加工,多數是(shì)圓形的(de)加工方(fāng)式,現在隨(suí)著激光切(qiē)割和(hé)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(xuǎn)擇就會有基孔製或基軸製的選擇了。通常,我們孔的(de)加工是鑽孔、鉸孔(kǒng)、銑刀直接成型。這樣,加工的時候為了方便,我們的尺寸選(xuǎn)擇方麵,就應該選擇有現成刀具(鑽頭、鉸刀、銑刀(dāo))尺寸的,比如直徑14的刀具比較少見,就選擇12或15、16的有方便購買的規格,這樣,加工成本就很低(dī)了,比如選直(zhí)徑(jìng)30的不選27的,盡管你計算需要27就夠了。
  公差方麵,這樣加工孔(不管(guǎn)是平板上的孔還是圓(yuán)管上的孔),公差帶盡可能選加(正)公差,因為特殊公差(chà)的刀具很貴很難買,加工的時候刀具(jù)旋轉時候的抖動(設備(bèi)精度(dù)之一)就會導致加工出來(lái)的尺寸略大於刀具直徑(jìng)。這時候軸的(de)加工就通常是車加工出來的,不受刀具精度限製,所以,基孔製是成本低的選擇(就是(shì)工藝性好)。
  這時候,如果你設計的軸(zhóu)是(shì)電機輸出軸,那就隻能基軸製了,或者是與軸承外圈配合的,也隻能選擇基軸製的配合。
  配合怎麽選(xuǎn)呢,就是說(shuō)間隙配合、過渡(dù)配合、過盈配合這三個什(shí)麽(me)時候選用。簡單說來是這樣,不重要、不影響裝配後的精度(如會有螺絲連接緊固的)選擇間隙配合就可以,轉動方向(xiàng)是單向、且是連續的工作狀態,就是(shì)間隙配合即可,至於(yú)間隙大小的選擇,看裝配的難度了,越鬆就越容(róng)易裝(zhuāng)配。
  舉個例子,如果是單向間歇運(yùn)轉且轉動位移要求精度不高、轉(zhuǎn)速不高的帶平鍵的孔軸(zhóu)配合,也(yě)可以選(xuǎn)擇間隙配合,但是(shì)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(gè)緊定螺釘要鎖在平鍵的上麵。
  同樣(yàng)是旋轉來說,如果(guǒ)是單向間歇旋轉的,或者正反向運動的,選擇(zé)過(guò)渡配(pèi)合,這時候也需要有緊定(dìng)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(tōng)常需要壓裝(zhuāng)甚至熱套裝配(pèi)了。
  形位公差是尺寸公差的補充,所(suǒ)以其公差帶的選擇應該是小於尺寸公差的,否則就沒有意(yì)義了。
  形位公(gōng)差,一定要理解形位公(gōng)差的意義,這時候你才能做出正確的選擇和需要控製的內容和尺度。
  比如一個(gè)工件(jiàn),寬度的(de)公差是0.2mm,那麽這個寬度兩邊的(de)平麵如果給個平行度要求,那就需要(yào)小於0.2mm,否則就失去意義了(le),很多時候,這個寬度的公差要求並不(bú)高(gāo),但是平行度要求很高,可(kě)能會(huì)是0.05mm,那麽這個這個平(píng)行度就很重(chóng)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(shuō)說粗(cū)糙度
  這東西(xī)更懸,我也是很久(jiǔ)才懂得。通常,一般的機(jī)械加工(gōng)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(wài)觀要求(qiú)不高可以采用,我建議做普通加工件的未注(zhù)要求可以,比如鈑金件的剪板機剪切口等,個人認為沒有什麽(公差)要求的可以采用這個值,如果好一些就6.3,這些車(chē)、銑、都(dōu)能容易達到,3.2、1.6、或更小粗糙度就需要磨加工了,這意(yì)味著成本上升,所以,如(rú)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(le),0.05的6.3也(yě)可以。
  問題是,為什(shí)麽要做的那麽光,這涉及到有效接觸(chù)麵的大小,和緊固、耐(nài)磨、受力有直接關係。像(xiàng)我這裏加工的軸承(chéng)滾子接觸(chù)的麵,需要超精加工,其實就是拋光處理(lǐ),目的就是獲得(dé)更(gèng)好更均勻的受力。機械密封(fēng)方麵也是這樣需要粗糙度要求較高(gāo)
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