互换性三级项目

1、互换性与测量技术三级项目报告互换性与测量技术基础三级项目报告题目：轴类零件的精度与检测 指导教师： 邵晓荣 _班 级： 锻压一班 成 员： 提交时间： 2015年11月22日 12目录1. 摘要-22. 前言-33. 设计准则及选用结果-53.1基准制的选用-53.2公差等级的选择 -63.3配合的选定-63.4几何公差的选用-63.5基准的确定-73.6形位公差等级和公差值的确定-73.7表面粗糙度的选用-84. 结论及感想-105. 参考文献-116. 人员及任务分配-11附：个人任务设计图纸一、 摘要产品的互换性是指按同一规格标准制成的合格部件在尺寸上和功能上具有互相替换的功能，是产品设

2、计与制造的原则。轴类零件在机械行业中得到了广泛的使用，其精度设计是机械产品设计中的一个重要环节，是确保产品质、性能和互换性的一项很重要的工作，其精度设计包括：合理选择公差等级与配合，形位公差项目与等级、表面粗糙度参数值等。此次设计还包括了机械设计中的轴长度直径的选取确定。加深了我们对轴类零件尺寸公差等级与选用、形位公差等级与选用、表面粗糙度的选择、零件尺寸公差粗糙度标注等知识的了解、提高了我们运用所学知识解决问题的能力，同时也为接下来的机械设计打下了一定的基础，通过小组成员的分工合作，也加深了我们的友谊，锻炼了团队协作能力。二、 前言现代化工业生产的显著特点是专业化协作的高度社会化的大生产。在

3、生产过程中，要在保证产品质量的同时，大力提高产品的精度和生产率，以满足飞速发展的科学技术及人们日益增长的物质方面的要求。实现社会化大生产的技术措施是产品应具有互换性及广泛的标注化。这就要求设计者除具有设计能力外，还必须具备互换性、标准化、等方面的知识。产品的互换性是指按照同一规格标准制成的合格零部件在尺寸上和功能上具有互相替换的性能。这是产品设计与制造的原则。互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙配合。18世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互

4、换。随着织布机、缝纫机和自行车等新的机械产品的大批量生产的需要,又出现了高精度工具和机床,促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。20世纪初，汽车工业迅速发展，形成了现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与协作的基础。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),19

5、62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GB159174-59,1979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。互换性按照使用场合分为内互换和外互换，按照互换程度分为分为完全互换性和不完全互换性和不具有互换性。按照互换目的分为装配互换和功能互换。从设计方面看，由于采用互换原则设计和生产标准零件、部件，可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。从制造方面来看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。三、 设计

6、准则3.1基准制的选用基孔制和基轴制是极限与配合标准规定的两种等效基准值，要根据工艺、结构、装配等因素决定。一般情况下优先选用基孔制，由于孔的公差带位置一定轴公差带位置不同，所以孔的极限类型少，轴的极限尺寸类型多。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。轴的尺寸类型多，但不会引起刀具费用的相应增加，因为车刀、砂轮对不同尺寸的轴是同样适用的。若选用基轴制，由于轴的公差带位置一定，空公差带的位置就不同，则孔的尺寸类型就多，需要多种规格不同的制造刀具。从而使刀具费用和成本提高。当以下情况时必须选择基轴制。（1）使用不在加工的冷拔棒料做轴时；（2）同一轴上有多种性质的配合时；

7、（3）以标准件为基准件确定基准制。某些特殊场合可用任一孔轴公差带组成非基准制配合。3.2公差等级的选择 在设计时，公差等级一旦确定，在很大程度上就预先对零件的质量、制造过程的复杂程度以及制作成本等做了决定性的限定。选择公差等级的依据主要是使用性能对尺寸精度及配合一致性的高低。在满足使用要求的前提下尽量选用较低的公差等级以降低生产成本。应尽量遵守标准推荐的孔和轴公差等级组合规定，标准推荐如下：基本尺寸至500 mm 的配合，当孔的公差等级高于IT8时，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者同级；当孔的公差等级低于IT8时，孔与轴同级。基本尺寸大于500 mm

8、 时，推荐采用孔轴同级配合。3.3配合的选定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；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；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。3.4几何公差的选用几何公差的选用是零件精度设计的一个重要组成部分，选用是否得当直接关系到产品质量、使用性能和加工的经济性。几何公差的选用总原则是保证零件功能要求的前提下，应尽量减少形位公差项目，检测方法简便，以获得较好的经济效益，具体还综合考虑以下方面：1) 零件的几何特征 零件在加工后，总

9、会产生由自身几何特征决定的一些几何误差。2) 零件的使用要求 在确定几何公差项目时，应分析几何误差对零件使用性能的影响，只用对零件使用性能有显著影响的误差项目，才规定几个公差。3) 测量的方便性 例如阶梯轴会产生同轴度误差，可用跳动公差来代替同轴度公差。4) 几何公差的控制功能 圆柱度公差可以控制该要素的圆度误差，定向公差可以控制与其有关的形状误差、向误差，定位误差可以控制与其有关的定向误差和形状误差。3.5基准的确定在确定公差时必须给出基准，基准选用是否得当，在很大程度上影响零件的质量和加工成本。具体选择时主要考虑零件夫人设计要求1) 基准选用原则，在保证使用要求的前提下，应力求使设计、加工

10、和检测的基准三者统一，以免出现基准变换引起的误差。另外也应避免过多的规定基准而增加测量中的累计误差2) 便于加工和检测 在同一零件上的各项位置公差应尽量采用统一标准3) 多基准的顺序 其安排应按照零件的功能要求来确定。3.6形位公差等级和公差值的确定在选择及和公差值总的原则是在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的形位公差等级，以降低生产成本。尺寸公差、几何公差和表面粗糙度之间虽然没有一个特定的比例关系，但一般情况下应注意它们的协调，即 T尺寸>T位置>T形状>Ra 。对于结构复制，刚性较差和不易加工与测量的零件，要考虑除主参数外其它参数的影响可降低，可降低几何公差的等级12级

11、。选用方法通常采用类比法，即将所设计的零件与类似的零件进行比较，通过分析确定几何公差值。3.7表面粗糙度的选用确定表面粗糙度时，主要是根据零件的使用性能要求和加工经济性来选择评定参数其数值，并在图样上正确标注。表面粗糙度的评定参数中，高度参数是最常用的。我国标准中主要采用了Ra和Rz两个参数，Ra一般用电动轮廓仪进行测量。由于Ra的概念较直观，反映轮廓的信息量多，所以应用较广泛。在常用的参数值范围内（Ra为0.0256.3m，Rz为0.1025m）推荐优先选用Ra。由于受仪器测头的限制，对于过于粗糙的或者太光滑的表面，则不宜采用Ra值。 评定参数Rz的测量值方法最简单，用来评定某些不

12、允许出现较大加工痕迹的零件表面零件上狭小的表面（表面不足一个取样长度时）有实际意义。表面粗糙度评定参数的数值已经标准化了，应按规定的系列参数值选用。当按表面功能和生产的经济合理性综合考虑。确定评定参数时，处特殊要求外，通常多用类比法来取。这时主要考虑零件的功能要求，一般情况下，确定参数的大小应该考虑以下因素： 1) 同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应比非工作表面小。 2) 摩擦表面的表面粗糙度值应比非摩擦表面小，有相对运动的工作表面，运动速度越高，其表面粗糙参数值也越小。3) 承受交变载荷的零件，其最易产生应力集中的部位，表面粗糙度参数值应较小。 4) 要求配合

13、性质稳定可靠的部件，表面粗糙度参数值应较小。对过盈配合，为保证联结可靠，载荷越大，表面粗糙度参数值应越小，对间隙配合，间隙越小，表面粗糙度参数值也应越小。 5) 要求防腐蚀密封性能或外观要求美观等，表面粗糙度参数值应较小。通常，零件表面的粗糙度参数值要求小时，对尺寸公差和形状公差要求不一定较小；但是，当零件的尺寸公差和形状公差要求较小时，对表面粗糙度参数要求也较小。四、 结论及感想本次互换性三级项目，通过对轴结构分析、加工生产误差的分析、公差给定等过程，我们加深了对轴系零件加工和轴类精度设计以及公差的认识。我们查阅了很多有关互换性、机械设计的资料，对轴整个的设计检测有了完整清晰的认识。通过这次互换性三级项目的学习经历为，了解了如何去学习一个零件互换性的设计与检测，使我们以后去学习其他零件的互换性及接下来机械设计项目打下了坚实的基础，为课程设计的精度设计乃至未来学习和工作做了铺垫。在这次项目中我们小组成员一起研究、查资料一同思考互相帮助，没有共同的努力彼此的帮助我们不可能完成项目，通过小组合作我们增强了团队合作意识与能力，加深了我们的友谊。      本次三级项目更让我们认识到了机械设计是一个严谨的过程，我们要用认真的态度去对待，。看似简单的零件也要经过复杂的设计过程，任何一