互換性三級項目

1、互換性與測量技術(shù)三級項目報告互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)三級項目報告題目：軸類零件的精度與檢測 指導(dǎo)教師： 邵曉榮 _班 級： 鍛壓一班 成 員： 提交時間： 2015年11月22日 12目錄1. 摘要-22. 前言-33. 設(shè)計準(zhǔn)則及選用結(jié)果-53.1基準(zhǔn)制的選用-53.2公差等級的選擇 -63.3配合的選定-63.4幾何公差的選用-63.5基準(zhǔn)的確定-73.6形位公差等級和公差值的確定-73.7表面粗糙度的選用-84. 結(jié)論及感想-105. 參考文獻(xiàn)-116. 人員及任務(wù)分配-11附：個人任務(wù)設(shè)計圖紙一、 摘要產(chǎn)品的互換性是指按同一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)制成的合格部件在尺寸上和功能上具有互相替換的功能，是產(chǎn)品設(shè)

2、計與制造的原則。軸類零件在機械行業(yè)中得到了廣泛的使用，其精度設(shè)計是機械產(chǎn)品設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，是確保產(chǎn)品質(zhì)、性能和互換性的一項很重要的工作，其精度設(shè)計包括：合理選擇公差等級與配合，形位公差項目與等級、表面粗糙度參數(shù)值等。此次設(shè)計還包括了機械設(shè)計中的軸長度直徑的選取確定。加深了我們對軸類零件尺寸公差等級與選用、形位公差等級與選用、表面粗糙度的選擇、零件尺寸公差粗糙度標(biāo)注等知識的了解、提高了我們運用所學(xué)知識解決問題的能力，同時也為接下來的機械設(shè)計打下了一定的基礎(chǔ)，通過小組成員的分工合作，也加深了我們的友誼，鍛煉了團(tuán)隊協(xié)作能力。二、 前言現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的顯著特點是專業(yè)化協(xié)作的高度社會化的大生產(chǎn)。在

3、生產(chǎn)過程中，要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，大力提高產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)率，以滿足飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)及人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)方面的要求。實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的技術(shù)措施是產(chǎn)品應(yīng)具有互換性及廣泛的標(biāo)注化。這就要求設(shè)計者除具有設(shè)計能力外，還必須具備互換性、標(biāo)準(zhǔn)化、等方面的知識。產(chǎn)品的互換性是指按照同一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)制成的合格零部件在尺寸上和功能上具有互相替換的性能。這是產(chǎn)品設(shè)計與制造的原則?；Q性原理始于兵器制造。在中國，早在戰(zhàn)國時期生產(chǎn)的兵器便能符合互換性要求。西安秦始皇陵兵馬俑坑出土的大量弩機的組成零件都具有互換性。這些零件是青銅制品，其中方頭圓柱銷和銷孔已能保證一定的間隙配合。18世紀(jì)初，美國批量生產(chǎn)的火槍實現(xiàn)了零件互

4、換。隨著織布機、縫紉機和自行車等新的機械產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的需要,又出現(xiàn)了高精度工具和機床,促使互換性生產(chǎn)由軍火工業(yè)迅速擴(kuò)大到一般機械制造業(yè)。20世紀(jì)初，汽車工業(yè)迅速發(fā)展，形成了現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)，由于批量大和零部件品種多，要求組織專業(yè)化集中生產(chǎn)和廣泛的協(xié)作。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)化與協(xié)作的基礎(chǔ)。機械工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一是公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。1902年英國紐瓦爾公司編制出版的“極限表”，是世界上最早的公差與配合標(biāo)準(zhǔn)。30年代前后，各工業(yè)國家都頒布了公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)。1926年國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ISA)成立，1935年公布了國際公差制ISA草案。第二次世界大戰(zhàn)后，重建國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO),19

5、62年頒布ISO/R286-1926 極限與配合制。中國于1959年頒布公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)GB159174-59,1979年頒布公差與配合新標(biāo)準(zhǔn)GB1800-1804-79，已有尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和軸承、螺紋、齒輪等通用零件的公差與配合等整套標(biāo)準(zhǔn)?；Q性按照使用場合分為內(nèi)互換和外互換，按照互換程度分為分為完全互換性和不完全互換性和不具有互換性。按照互換目的分為裝配互換和功能互換。從設(shè)計方面看，由于采用互換原則設(shè)計和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)零件、部件，可以簡化繪圖、計算等工作，縮短設(shè)計周期，并便于用計算機輔助設(shè)計。從制造方面來看，互換性是提高生產(chǎn)水平和進(jìn)行文明生產(chǎn)的有力手段。三、 設(shè)計

6、準(zhǔn)則3.1基準(zhǔn)制的選用基孔制和基軸制是極限與配合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的兩種等效基準(zhǔn)值，要根據(jù)工藝、結(jié)構(gòu)、裝配等因素決定。一般情況下優(yōu)先選用基孔制，由于孔的公差帶位置一定軸公差帶位置不同，所以孔的極限類型少，軸的極限尺寸類型多。孔的尺寸類型少，昂貴的定尺寸孔用刀具（特別是拉刀）和塞規(guī)可以減少。軸的尺寸類型多，但不會引起刀具費用的相應(yīng)增加，因為車刀、砂輪對不同尺寸的軸是同樣適用的。若選用基軸制，由于軸的公差帶位置一定，空公差帶的位置就不同，則孔的尺寸類型就多，需要多種規(guī)格不同的制造刀具。從而使刀具費用和成本提高。當(dāng)以下情況時必須選擇基軸制。（1）使用不在加工的冷拔棒料做軸時；（2）同一軸上有多種性質(zhì)的配合時；

7、（3）以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件確定基準(zhǔn)制。某些特殊場合可用任一孔軸公差帶組成非基準(zhǔn)制配合。3.2公差等級的選擇 在設(shè)計時，公差等級一旦確定，在很大程度上就預(yù)先對零件的質(zhì)量、制造過程的復(fù)雜程度以及制作成本等做了決定性的限定。選擇公差等級的依據(jù)主要是使用性能對尺寸精度及配合一致性的高低。在滿足使用要求的前提下盡量選用較低的公差等級以降低生產(chǎn)成本。應(yīng)盡量遵守標(biāo)準(zhǔn)推薦的孔和軸公差等級組合規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)推薦如下：基本尺寸至500 mm 的配合，當(dāng)孔的公差等級高于IT8時，孔公差應(yīng)比軸公差低一級；當(dāng)孔的公差等級等于IT8時，孔公差比軸公差低一級或者同級；當(dāng)孔的公差等級低于IT8時，孔與軸同級?；境叽绱笥?00 mm

8、 時，推薦采用孔軸同級配合。3.3配合的選定間隙配合主要應(yīng)用的場合：孔軸之間有相對運動和需要拆卸的無相對運動的配合部位；過渡配合主要應(yīng)用的場合：孔與軸之間有定心要求，而且需要拆卸的靜聯(lián)接(即無相對運動)的配合部位；過盈配合主要應(yīng)用的場合：孔與軸之間需要傳遞扭矩或準(zhǔn)確定心的靜聯(lián)接(即無相對運動)的配合部位。3.4幾何公差的選用幾何公差的選用是零件精度設(shè)計的一個重要組成部分，選用是否得當(dāng)直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能和加工的經(jīng)濟(jì)性。幾何公差的選用總原則是保證零件功能要求的前提下，應(yīng)盡量減少形位公差項目，檢測方法簡便，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，具體還綜合考慮以下方面：1) 零件的幾何特征 零件在加工后，總

9、會產(chǎn)生由自身幾何特征決定的一些幾何誤差。2) 零件的使用要求 在確定幾何公差項目時，應(yīng)分析幾何誤差對零件使用性能的影響，只用對零件使用性能有顯著影響的誤差項目，才規(guī)定幾個公差。3) 測量的方便性 例如階梯軸會產(chǎn)生同軸度誤差，可用跳動公差來代替同軸度公差。4) 幾何公差的控制功能 圓柱度公差可以控制該要素的圓度誤差，定向公差可以控制與其有關(guān)的形狀誤差、向誤差，定位誤差可以控制與其有關(guān)的定向誤差和形狀誤差。3.5基準(zhǔn)的確定在確定公差時必須給出基準(zhǔn)，基準(zhǔn)選用是否得當(dāng)，在很大程度上影響零件的質(zhì)量和加工成本。具體選擇時主要考慮零件夫人設(shè)計要求1) 基準(zhǔn)選用原則，在保證使用要求的前提下，應(yīng)力求使設(shè)計、加工

10、和檢測的基準(zhǔn)三者統(tǒng)一，以免出現(xiàn)基準(zhǔn)變換引起的誤差。另外也應(yīng)避免過多的規(guī)定基準(zhǔn)而增加測量中的累計誤差2) 便于加工和檢測 在同一零件上的各項位置公差應(yīng)盡量采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)3) 多基準(zhǔn)的順序 其安排應(yīng)按照零件的功能要求來確定。3.6形位公差等級和公差值的確定在選擇及和公差值總的原則是在滿足使用要求的前提下，盡量選用較低的形位公差等級，以降低生產(chǎn)成本。尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度之間雖然沒有一個特定的比例關(guān)系，但一般情況下應(yīng)注意它們的協(xié)調(diào)，即 T尺寸>T位置>T形狀>Ra 。對于結(jié)構(gòu)復(fù)制，剛性較差和不易加工與測量的零件，要考慮除主參數(shù)外其它參數(shù)的影響可降低，可降低幾何公差的等級12級

11、。選用方法通常采用類比法，即將所設(shè)計的零件與類似的零件進(jìn)行比較，通過分析確定幾何公差值。3.7表面粗糙度的選用確定表面粗糙度時，主要是根據(jù)零件的使用性能要求和加工經(jīng)濟(jì)性來選擇評定參數(shù)其數(shù)值，并在圖樣上正確標(biāo)注。表面粗糙度的評定參數(shù)中，高度參數(shù)是最常用的。我國標(biāo)準(zhǔn)中主要采用了Ra和Rz兩個參數(shù)，Ra一般用電動輪廓儀進(jìn)行測量。由于Ra的概念較直觀，反映輪廓的信息量多，所以應(yīng)用較廣泛。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（Ra為0.0256.3m，Rz為0.1025m）推薦優(yōu)先選用Ra。由于受儀器測頭的限制，對于過于粗糙的或者太光滑的表面，則不宜采用Ra值。 評定參數(shù)Rz的測量值方法最簡單，用來評定某些不

12、允許出現(xiàn)較大加工痕跡的零件表面零件上狹小的表面（表面不足一個取樣長度時）有實際意義。表面粗糙度評定參數(shù)的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，應(yīng)按規(guī)定的系列參數(shù)值選用。當(dāng)按表面功能和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)合理性綜合考慮。確定評定參數(shù)時，處特殊要求外，通常多用類比法來取。這時主要考慮零件的功能要求，一般情況下，確定參數(shù)的大小應(yīng)該考慮以下因素： 1) 同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值應(yīng)比非工作表面小。 2) 摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小，有相對運動的工作表面，運動速度越高，其表面粗糙參數(shù)值也越小。3) 承受交變載荷的零件，其最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。 4) 要求配合

13、性質(zhì)穩(wěn)定可靠的部件，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。對過盈配合，為保證聯(lián)結(jié)可靠，載荷越大，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小，對間隙配合，間隙越小，表面粗糙度參數(shù)值也應(yīng)越小。 5) 要求防腐蝕密封性能或外觀要求美觀等，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。通常，零件表面的粗糙度參數(shù)值要求小時，對尺寸公差和形狀公差要求不一定較??；但是，當(dāng)零件的尺寸公差和形狀公差要求較小時，對表面粗糙度參數(shù)要求也較小。四、 結(jié)論及感想本次互換性三級項目，通過對軸結(jié)構(gòu)分析、加工生產(chǎn)誤差的分析、公差給定等過程，我們加深了對軸系零件加工和軸類精度設(shè)計以及公差的認(rèn)識。我們查閱了很多有關(guān)互換性、機械設(shè)計的資料，對軸整個的設(shè)計檢測有了完整清晰的認(rèn)識。通過這次互換性三級項目的學(xué)習(xí)經(jīng)歷為，了解了如何去學(xué)習(xí)一個零件互換性的設(shè)計與檢測，使我們以后去學(xué)習(xí)其他零件的互換性及接下來機械設(shè)計項目打下了堅實的基礎(chǔ)，為課程設(shè)計的精度設(shè)計乃至未來學(xué)習(xí)和工作做了鋪墊。在這次項目中我們小組成員一起研究、查資料一同思考互相幫助，沒有共同的努力彼此的幫助我們不可能完成項目，通過小組合作我們增強了團(tuán)隊合作意識與能力，加深了我們的友誼。      本次三級項目更讓我們認(rèn)識到了機械設(shè)計是一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，我們要用認(rèn)真的態(tài)度去對待，?？此坪唵蔚牧慵惨?jīng)過復(fù)雜的設(shè)計過程，任何一