公差与配合选择讲义一.docx
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公差与配合选择讲义一
1.各种偏差的应用说明
配合
基本偏差
特点及应用实例
间隙配合
a(A)
b(B)
可得到特别大的间隙,应用很少,主要用于工作温度高、热度变形大的零件配合,如发动机中的活塞与缸套的配合为H9/a9
c(C)
可得到很大的间隙,一般用于工作条件较差(如农业机械)、工作时受力变形较大及装配工艺性不好的零件配合,也适用于高温工作的间隙配合,如内燃机排气阀杆于导管的配合为H8/c7
d(D)
于IT7~11相对应,适用于较松的间隙配合(如滑轮、空转的带轮与轴的配合),以及大尺寸滑动轴承与轴颈的配合(如涡轮机、球磨机等的滑动轴承)。
活塞槽与活塞环的配合可用H9/d9
e(E)
与IT6~9对应,具有明显的间隙,用于大跨距及多支点的转轴与轴承的配合,以及高速、重载的大尺寸轴与轴承的配合,如大型电机、内燃机的主要轴承处的配合为H8/e7
f(F)
多与IT6~8对应,用于一般转动的配合,受温度影响不大、采用普通润滑油的轴与滑动轴承的配合,如齿轮箱、小电动机、泵的转轴与滑动轴承的配合为H7/f6
g(G)
多与IT5、IT6、IT7对应,形成配合的间隙较小,用于轻载精密装置中的转动配合,用于插销的定位配合,滑阀、连杆销等处的配合,钻套孔多用G
h(H)
多与IT4~11对应,广泛用于无相对转动的配合、一般的定位配合。
若没有温度、变形的影响,也可用于精密滑动轴承,如车床尾座孔与滑动6套筒的配合为H6/h5
过渡配合
js(JS)
多用于IT4~7具有平均间隙的过渡配合,用于略有过盈的定位配合,如联轴节,齿圈与轮毂的配合,滚动轴承外圈与外壳孔的配合多用JS7,一般用手或木槌装配
k(K)
多用于IT4~7平均间隙接近零的配合,用于定位配合,如滚动轴承的内、外圈分别与轴颈、外壳孔的配合,用木槌装配
m(M)
多用于IT4~7平均过盈较小的配合,用于精密定位的配合,如涡轮的青铜轮缘与轮毂的配合为H7/m6
n(N)
多用于IT4~7平均过盈较大的配合,很少形成间隙,用于加键传递较大扭矩的配合,如冲床上齿轮与轴的配合,用槌子或压力机装配
过盈配合
p(P)
用于小过盈配合,与H6或H7的孔形成过盈配合。
碳钢和铸铁制零件形成的配合为标准压入配合,如绞车的绳轮与齿圈的配合为H7/p6。
合金钢制零件的配合需要小过盈时可用
r(R)
用于传递大扭矩或受冲击载荷二需要加键的配合,如涡轮与轴的配合为H7/r6。
H8/r8配合在基本尺寸<100mm时,为过渡配合
s(S)
用于钢和铸铁零件的永久性和半永久性结合,可产生相当大的结合力,如套环压在轴、阀座上用H7/s6配合
t(T)
用于钢和铸铁制零件的永久性结合,不用键可传递扭矩,需用热套法或冷轴法装配,如联轴节与轴的配合为H7/t6
u(U)
用于大过盈配合,最大过盈量需验算,用热套法进行装配,如火车轮毂和轴的配合为H6/u5
v(V)
x(X)
y(Y)
z(Z)
用于特大过盈配合,目前使用的经验和资料很少,需试验后应用,一般不推荐
2.一般公差
在车间普通工艺条件下机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差(线性尺寸的未注公差)。
在正常维护和操作的情况下,它代表车间一般的加工精度。
国家标准GB/T1804-2000对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级:
精密级f、中等级n、粗糙级c、最粗级v(分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17);对适用尺寸也采用了较大的分段,具体见下表。
公差等级
尺寸分段
0.5~3
3~6
6~30
30~120
120~400
400~1000
1000~2000
2000~4000
F(精密级)
±0.05
±0.05
±0.1
±0.15
±0.2
±0.3
±0.5
-
M(中等级)
±0.1
±0.1
±0.2
±0.3
±0.5
±0.8
±1.2
±2
C(粗糙级)
±0.2
±0.3
±0.5
±0.8
±1.2
±2
±3
±4
V(最粗级)
±0.5
±1
±1.5
±2.5
±4
±6
±8
由表中可知,不论孔和轴还是长度尺寸,其极限偏差的取值都采用对称分布的公差带,这样使用方便,概念清晰,数值合理。
线性尺寸一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。
3.公差与配合的选择
公差与配合的选择主要是基准制、公差等级和配合种类的选择。
公差与配合的选择一般有三种方法:
类比法、计算法和试验法。
类比法就是通过对类似机器和零部件进行调查研究、分析对比后,根据前人的经验教训来选取公差和配合。
这是目前应用最多、也是最主要的一种方法。
计算法是按照一定的理论和公式来确定需要的间隙或过盈。
这种方法麻烦但比较科学,只是有时将条件理论化、简单化了,使得计算结果不完全符合实际。
试验法是通过试验或统计分析来确定间隙或过盈。
这种方法合理、可靠,只是代价较高,因而只用于重要产品的重要配合处。
以下以类比法来选择公差配合。
3.1基准制的选择
1.一般情况优先选用基孔制
这主要从工艺性和经济性来考虑。
孔通常用定值刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工,用极限量规(塞规)检验。
当孔的基本尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时,就需要更换刀具、量具。
而一种规格的磨轮或车刀,可以加工不同偏差的轴,轴还可以用通用量具进行测量。
所以,为了减少定值刀具、量具的规格和数量,利于生产,提高经济性,应优先选用基孔制。
2.有明显经济效益时应选用基轴制
(1)当在机械制造中采用具有一定公差等级(IT7~IT9)的冷拉钢材,其外径不经切削加工即能满足使用要求(如农业机械和纺织机械等)时,就应选择基轴制,再按配合要求选用适当的孔公差带加工孔就可以了。
这在技术上、经济上都是合理的。
(2)由于结构上的优点,宜采用基轴制。
如图a所示的发动机活塞销轴与连杆铜套孔和活塞孔之见的配合,根据工作需要,活塞销轴与活塞孔应为过度配合,而活塞销轴与连杆之间由于有相对运动应为间隙配合。
若采用基孔制配合,如图b,销轴将做成阶梯状,这样既不便于加工,又不利于装配。
若采用基轴制配合,如图c,销轴做成光轴,既方便加工,又利于装配。
3.与标准件配合时,应服从标准件的既定表面
标准件通常由专业工厂大量生产,在制造时起配合部位的基准制已确定。
所以与其配合的轴和孔一定要服从标准件既定的基准制。
例如,与滚动轴承内圈配合的轴应选用基孔制,而与滚动轴承外圈外径相配合的外壳孔应选用基轴制。
4.在特殊需要时可采用非基准制配合
非基准制配合是指由不包含基本偏差H和h的任一孔、轴公差带组成的配合。
如上图所示为轴承座孔同时与滚动轴承外径和端盖的配合,滚动轴承是标准件,它与轴承座孔的配合应为基轴制过渡配合,选取轴承座孔公差带为Φ110J7,而轴承座孔与端盖的配合应为较低精度的间隙配合,座孔公差带已定为J7,现在只能对端盖选定一个位于J7下方的公差带,以形成所要求的间隙配合。
考虑到端盖的性能要求和加工的经济性,采用f9的公差带,最后确定端盖与轴承座孔的配合为Φ110J7/f9。
3.2公差等级的选择
正确合理地选择公差等级,就是需要处理好零件的使用要求与制造工艺和成本之间的关系。
选择公差等级的基本原则是,在满足零件使用要求的前提下,尽量选取较低的公差等级。
公差等级的选择常采用类比法,即参考经验资料,联系待定零件的工艺、配合和结构等特点,经分析后确定公差等级。
一般过程如下。
1.了解公差等级的应用范围。
应用
公差等级(IT)
01
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
量块
-
-
-
量规
-
-
-
-
-
-
-
配合尺寸
-
-
-
-
-
-
-
-
-
特别精密的配合
-
-
-
-
非配合尺寸
-
-
-
-
-
-
-
原材料尺寸
-
-
-
-
-
-
-
2.掌握配合尺寸公差等级的应用情况。
公差等级
重要处
常用处
次要处
孔
轴
孔
轴
孔
轴
精密机械
IT4
IT4
IT5
IT5
IT7
IT6
一般机械
IT5
IT5
IT7
IT6
IT8
IT9
较粗机械
IT7
IT6
IT8
IT9
IT10~IT12
3.熟悉各种工艺方法的加工精度。
要慎重选择使用高精度公差等级,否则会使加工成本急剧增加。
各种加工方法可能达到的公差等级
加工方法
公差等级(IT)
01
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
研磨
-
-
-
-
-
-
-
珩heng
-
-
-
-
圆磨
-
-
-
-
平磨
-
-
-
-
金刚石车
-
-
-
金刚石镗
-
-
-
拉削
-
-
-
-
绞孔
-
-
-
-
-
车
-
-
-
-
-
镗
-
-
-
-
-
铣
-
-
-
-
刨、插
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-
钻
-
-
-
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滚压、挤压
-
-
冲压
-
-
-
-
-
压铸
-
-
-
-
粉末冶金成型
-
-
-
粉末冶金烧结
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-
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砂型铸造、气割
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锻造
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