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如何在機(jī)械設(shè)計(jì)中選擇尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等參數(shù)?

文章出處:常見問題 責(zé)任編輯:東莞市聯(lián)豐數(shù)控設(shè)備科技有限公司 發(fā)表時間:2020-09-27
  
  一般來說,先確定尺寸公差,再確定形位公差。公差配合的合理首先是功能需要,其次是加工的工藝性,最后是裝配和維修的工藝性。
  舉個例子來說吧,配合來說,都是講孔軸配合,這個不一定是圓的孔和軸,可以是方的,但是通常為什么是圓的呢,加工方便。傳統(tǒng)加工方式如車加工、銑加工、鉆床、磨加工,多數(shù)是圓形的加工方式,現(xiàn)在隨著激光切割和線切割的普及(成本低了),異形孔的應(yīng)用也多了。
  既然傳統(tǒng)方式的加工都是圓形加工,孔軸配合的選擇就會有基孔制或基軸制的選擇了。通常,我們孔的加工是鉆孔、鉸孔、銑刀直接成型。這樣,加工的時候?yàn)榱朔奖悖覀兊某叽邕x擇方面,就應(yīng)該選擇有現(xiàn)成刀具(鉆頭、鉸刀、銑刀)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(guī)格,這樣,加工成本就很低了,比如選直徑30的不選27的,盡管你計(jì)算需要27就夠了。
  公差方面,這樣加工孔(不管是平板上的孔還是圓管上的孔),公差帶盡可能選加(正)公差,因?yàn)樘厥夤畹牡毒吆苜F很難買,加工的時候刀具旋轉(zhuǎn)時候的抖動(設(shè)備精度之一)就會導(dǎo)致加工出來的尺寸略大于刀具直徑。這時候軸的加工就通常是車加工出來的,不受刀具精度限制,所以,基孔制是成本低的選擇(就是工藝性好)。
  這時候,如果你設(shè)計(jì)的軸是電機(jī)輸出軸,那就只能基軸制了,或者是與軸承外圈配合的,也只能選擇基軸制的配合。
  配合怎么選呢,就是說間隙配合、過渡配合、過盈配合這三個什么時候選用。簡單說來是這樣,不重要、不影響裝配后的精度(如會有螺絲連接緊固的)選擇間隙配合就可以,轉(zhuǎn)動方向是單向、且是連續(xù)的工作狀態(tài),就是間隙配合即可,至于間隙大小的選擇,看裝配的難度了,越松就越容易裝配。
  舉個例子,如果是單向間歇運(yùn)轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)動位移要求精度不高、轉(zhuǎn)速不高的帶平鍵的孔軸配合,也可以選擇間隙配合,但是需要有兩個90度的相間隔的緊定螺釘緊定定位。如果是有鍵配合的,其中一個緊定螺釘要鎖在平鍵的上面。
  同樣是旋轉(zhuǎn)來說,如果是單向間歇旋轉(zhuǎn)的,或者正反向運(yùn)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,這時候一般會選擇過盈配合了,這通常需要壓裝甚至熱套裝配了。
  形位公差是尺寸公差的補(bǔ)充,所以其公差帶的選擇應(yīng)該是小于尺寸公差的,否則就沒有意義了。
  形位公差,一定要理解形位公差的意義,這時候你才能做出正確的選擇和需要控制的內(nèi)容和尺度。
  比如一個工件,寬度的公差是0.2mm,那么這個寬度兩邊的平面如果給個平行度要求,那就需要小于0.2mm,否則就失去意義了,很多時候,這個寬度的公差要求并不高,但是平行度要求很高,可能會是0.05mm,那么這個這個平行度就很重要了,通常是對裝配有重要影響的。
  說了這么多,不知道表達(dá)清楚沒有,一起探討、相互學(xué)習(xí)吧。
  再說說粗糙度
  這東西更懸,我也是很久才懂得。通常,一般的機(jī)械加工基本達(dá)到12.5,對機(jī)加工來說,這是比較粗糙的了,這種要求,對外觀要求不高可以采用,我建議做普通加工件的未注要求可以,比如鈑金件的剪板機(jī)剪切口等,個人認(rèn)為沒有什么(公差)要求的可以采用這個值,如果好一些就6.3,這些車、銑、都能容易達(dá)到,3.2、1.6、或更小粗糙度就需要磨加工了,這意味著成本上升,所以,如果沒有更高要求,3.2以內(nèi)就好了,3.2的公差帶需要0.01的精度等級用了,0.05的6.3也可以。
  問題是,為什么要做的那么光,這涉及到有效接觸面的大小,和緊固、耐磨、受力有直接關(guān)系。像我這里加工的軸承滾子接觸的面,需要超精加工,其實(shí)就是拋光處理,目的就是獲得更好更均勻的受力。機(jī)械密封方面也是這樣需要粗糙度要求較高
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