互换性三级项目报告

0《互换性与测量技术》三级项目报告题目：轴类零件的精度与检测班级：机设2班姓名：指导教师：提交时间：2014年12月14日-1-1、摘要................................................-2-2、前言................................................-2-3、轴类零件结构特点、材料选择及加工技术要求..................-3-3.1轴类零件结构特点..................................-3-3.2轴类零件材料选择..................................-4-3.3轴类零件加工技术要求...............................-4-3.4加工方法及其公差等级...............................-5-4、轴类零件的精度等级、配合、尺寸公差选用....................-6-4.1精度等级.........................................-6-4.1.1公差等级的选择依据...........................-6-4.1.2选择公差等级的原则...........................-6-4.2配合种类和配合选用................................-7-4.3基准制的选用.....................................-8-4.3.1基孔配合制的选择............................-8-4.3.2基轴配合制的应用场合.........................-8-4.3.3非基准制应用的场合...........................-8-5、轴类零件的形位公差选用.................................-9-5.1形位公差定义.....................................-9-5.2部分形位公差定义及数据表格..........................-9-5.3形位公差选用....................................-11-6、表面粗糙度..........................................-12-6.1评定参数值的选用.................................-13-7、最终选择结果........................................-15-7.1尺寸公差选用....................................-15-7.2形位公差选用..................................-15-7.3表面粗糙度选用...................................-16-8、轴类零件图的标注............................错误!未定义书签。9、感想...............................................-18-10、参考文献..........................................-19-[互换性与测量技术课程三级报告]-2-1、摘要为了加深我们对轴类零件的误差分析、加工方法及其精度的理解，灵活运用零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度，熟练掌握轴类零件图的标注，我们进行了本项目的制作。本项目内容涉及互换性中误差、公差、偏差、表面粗糙度、尺寸标注，以及机械设计中轴的长度、直径的选取、机械制造工艺中轴类零件的加工方法，轴类零件形位公差的检测方法等相关知识。此次项目为课程设计传动轴的设计打下了良好的基础，并锻炼了团队合作能力，增强了小组成员的实践能力。关键字：加工方法尺寸公差形位公差表面粗糙度2、前言机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的“极限表”，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。1926年国际标准化协会(ISA)成立，1935年公布了国际公差制ISA草案。第二次世界大战后，重建国际标准化组织(ISO),1962年颁布ISO/R286-1926极限与配合制。中国于1959年颁布公差与配合国家标准GB159～174-59,1979年颁布公差与配合新标准GB1800-1804-79，已有尺寸、形状和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和轴承、螺纹、齿轮等通用零件的公差与配合等整套标准。[互换性与测量技术课程三级报告]-3-本项目研究内容为：轴类零件的精度与检测。现在常用的轴类零件形位公差检测方法有三坐标测量机、平台打表点法。平台打表点法测量具体方法有：顶点法、V形块法。目前普通轴类零件多为车削加工，其加工等级基本在IT7~IT11级，精密轴达到IT6或IT5级。3、轴类零件结构特点、材料选择及加工技术要求3.1轴类零件结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。图一轴的分类a)光轴b)空心轴c)半轴d)阶梯轴e)花键轴f)十字轴g）偏心轴h)曲轴i)凸轮轴[互换性与测量技术课程三级报告]-4-3.2轴类零件材料选择常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。3.3轴类零件加工技术要求阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：[互换性与测量技术课程三级报告]-5-1）尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6~IT9）。2)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。3)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001~0.005mm。4)表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。3.4加工方法及其公差等级目前普通轴类零件多为车削加工，其加工等级基本在IT7~IT11级，精密轴达到IT6或IT5级。轴类零件一般分粗车、精车两个阶段，特殊情况下包括半精车。粗车是为了提高生产效率，将工件毛坯上的多余金属车去，只保留一定的精车余量，精车后使工件达到图样要求。按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度为IT6~IT9级，精密轴颈也可[互换性与测量技术课程三级报告]-6-达到IT5级。普通精度的轴，配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为0.01~0.03mm。其表面粗糙度支撑轴颈为0.2~1.6μm，配合轴颈为0.4~3.2μm。普通轴类零件精度基本能满足多数需求，而航空航天或较小的器物等才需要更精密的零件。IT4精研或超精加工IT11粗车，半精镗及其他粗加工，粗密管的拉制，冲孔，压力加工IT5研磨，精磨，精密研磨，金刚镗IT12轻压加工，拉制管件IT6磨削，精衍，高精度车或镗，手工精铰IT13压力加工，滚轧管件IT7精车，拉削，普通研磨或磨削，精密机铰IT14金属模或硬模铸造IT8在顶尖上车削，镗削，普通铰孔，在较好情况下六角车床及自动车床加工IT15冲压，模锻IT9六角车床及自动车床的普通加工，普通镗孔，立车，精密铣削IT16砂型铸造，火焰切割（气割）IT10普通铣削，仿形铣，立铣，平面铣，钻孔，金属的滚压或拉制表1部分加工方法及其公差等级4、轴类零件的精度等级、配合、尺寸公差选用4.1精度等级4.1.1公差等级的选择依据主要是根据使用性能对尺寸精度及配合一致性要求的高低来确定。4.1.2选择公差等级的原则1）在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。所谓“较低的公差等级”是指：假如IT7级以上(含IT7)的公差等级均能满足使用性能要求，那么，选择IT7级为宜。它既保证使用性能，又可获得最佳的经济效益。[互换性与测量技术课程三级报告]-7-2）尽量遵守标准推荐的孔与轴公差的等级组合规定。由于高等级的孔比轴难加工，为使相配合的孔与轴工艺等价，两者公差等级之间的关系推荐如下：基本尺寸至500mm的配合，当孔的公差等级高于IT8是，孔公差应比轴公差低一级：当孔的公差等级等于IT8时，孔公差比轴公差低一级或同级；当孔的公差等级低于IT8时，孔与轴同级。基本尺寸大于500mm时，推荐孔与轴均采用同级配合。4.2配合种类和配合选用1)间隙配合间隙配合主要应用的场合：孔轴之间有相对运动和需要拆卸的无相对运动的配合部位。2)过渡配合过渡配合主要应用的场合：孔与轴之间有定心要求，而且需要拆卸的静联接(即无相对运动)的配合部位。3)过盈配合过盈配合主要应用的场合：孔与轴之间需要传递扭矩或准确定心的静联接(即无相对运动)的配合部位。配合选择的方法有类比法、计算法和试验法3种。a.类比法。同公差等级的选择相似，大多通过查表将所设计的配合部位的工作条件和功能要求与相同或相似的工作条件或功能要求的配合部位进行分析比较，对于已成功的配合作适当的调整，从而确定配合代号。此选择方法主要应用在一般、常见的配合中。b.计算法。计算法主要用于两种情况：一是用于保证与滑动轴承的间隙配合，当要求保证液体摩擦时，可以根据滑动摩擦理论计算允许的最小间隙，从而选定适当的配合。二是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合，可[互换性与测量技术课程三级报告]-8-以根据要求传递负荷的大小计算允许的最小过盈，再根据孔、轴材料的弹性极限计算允许的最大过盈，从而选定适当的配合。c.试验法。试验法主要用于特别重要配合的选择。这些部位的配合选择，需要进行专门的模拟试验，以确定工作条件要求的最佳间隙或过盈及其允许变动的范围，然后，确定配合性质。4.3基准制的选用4.3.1基孔配合制的选择一般情况下，优先采用基孔配合制。孔的尺寸类型少，昂贵的定尺寸孔用刀具（特别是拉刀）和塞规可以减少。周的尺寸类型多，但不会引起刀具费用的相应增加。从节省制造费用的经济效果看，选用基孔制远比基轴制有利。4.3.2基轴配合制的应用场合1)用冷拉钢制圆柱型材制作光轴作为基准轴这一类圆柱型材的规格已标准化，尺寸公差等级一般为IT7～IT9。