互换性三级项目

1、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摘 要为了帮助我们深入了解互换性与测量技术基础知识，加深我们对轴类零件的加工方法、误差分析及其精度的理解，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对轴的误差、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。此次项目不仅为深入了解本课程知识做了整体锻炼，而且使小组合作能力得到提升。目录前言11类零件的结构的特点及加工方法11.1轴类零件的结构特点11.2轴类零件的加工方法2

2、2轴类零件的误差种类所能达到的精度等级32.1轴类零件的误差种类32.2轴类零件的尺寸误差32.3轴类零件的形位误差62.4轴类零件的表面粗糙度8结论9参考文献9前言现代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。在生产过程中要求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需求。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准化。在机械和仪器制造工业中，在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选调整或附加修配就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用要求的一种特性。在机械和仪器制造中，遵循互换性原则，不仅能显著提高

3、劳动生产率，而且能有效保证产品质量和降低成本。所以，互换性是机械和仪器制造中的重要生产原则与有效技术措施。机械和制造业中的互换性，通常包括几何参数（如尺寸）和力学性能（如硬度、强度）的互换。所谓几何参数，一般包括尺寸大小、几何形状（宏观、微观），以及相互位置关系等。为了满足互换性的要求，应将同规格的零、部件的实际值限在一定的范围内，以保证零、部件充分近似，即应按公差来制造。1类零件的结构的特点及加工方法1.1轴类零件的结构特点1.1.1轴的分类轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要是用来支撑传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆

4、锥面等及相应的端面组成。常用的轴有直轴、轴和钢丝软轴。我们的三级项目是直轴。根据轴的承载情况可分为转轴、心轴和传动轴三类。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。1.1.2轴的结构轴一般用圆棒钢料经过车、铣、磨等工序完成。对于直径较大的轴系，有的时候采用锻造的毛坯，但是在有些情况下为了解决大件锻造困难的局面会采用焊接的毛坯。有的时候为了减轻重量也会采用空心的剖面，通过表面传递转矩等。轴主要是由轴颈、轴头、轴身三部分组成。轴上被支承的部分叫做轴颈，安装轮毂部分叫做轴头，联接轴颈和轴头的部分叫做轴身。1.1.3零件在轴上的固定轴上的零件通常是以毂

5、和轴联在一起的，毂的固定有周向固定和轴向固定两种。 零件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环、过盈等联接。零件的轴向固定方法有轴肩（或轴环）、挡圈、圆螺母、套筒、圆锥形轴头等。为了使轴上零件与轴肩端面紧密贴合，应保证轴的圆角半径r、轮毂孔的倒角高度C（或圆角半径R）、轴肩高度a之间有下列关系：r<C<a,或r<R<a1.2轴类零件的加工方法1、备料45钢2、锻造自由锻3、热处理正火处理4、车端面钻中心孔车两处端面，钻两端面的中心孔5、粗车粗车所有外圆面以及左右端面和所有倒角以及倒圆角。6、热处理调质处理后表面硬度220-250。7、半精车半精车所有外圆面

6、、圆角、端面。8、粗铣粗铣两个键槽。9、粗磨粗磨各外圆面10、检验按图样技术要求项目检查2轴类零件的误差种类所能达到的精度等级2.1轴类零件的误差种类轴类加工的误差种类有尺寸误差、形位误差以及表面粗糙度。系统误差主要是由加工时刀具的定制误差、机床和夹具的定值系统误差及测量时测量器具的刻度误差引起的。尺寸误差：是指零件的实际尺寸与其理想尺寸的差异。包括直线尺寸误差、中心距误差及角度误差，是最基本的误差种类。尺寸误差又可以分为系统误差和随机误差。 形位误差：是指构成零件的几何形体的实际形状对其理想形状、集合形体的实际位置对其理想位置的变动量。形位误差的产生主要由机床、夹具、刀具、零件组成

7、的工艺系统的误差所致，另外，在加工过程中出现的载荷及受力变形、热变形、震动、磨损等各种干扰，也会使被加工的零件产生形位误差。表面粗糙度：是指加工表面上具有较小的间距和峰谷所形成的微观几何形状误差，通常在1mm一下。表面粗糙度误差的产生主要由于切削过程中切屑分离时工件表面金属的塑性变形，撕裂，机床的震动，摩擦等多种因素引起。2.2轴类零件的尺寸误差2.2.1基准制的选用2.2.1.1基孔制的选用一般情况下应优先选用基孔制。由于孔公差带位置一定，轴公差带位置不同，所以孔的极限尺寸少，轴的极限尺寸类型较多，空的尺寸类型少，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，但不会引起费

8、用的相应增加，因为车刀、砂轮对不同尺寸的轴是同样适用。2.2.1.1基轴制的选用（1）使用不再加工的冷拔棒料做轴时（2）同一轴上有多种不同性质的配合要求时（3）以标准件为基准件确定基准制2.2.1.1非标准制的选用某些特殊场合可用任一孔轴公差带组成非基准配合。2.2.2公差等级的选用2.2.2.1选择公差等级的依据选择公差等级的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。2.2.2.2选择公差等级的原则（1）在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的公差等级或较大的公差值。（2）应尽量遵守标准推荐的孔与轴公差的等级组合规定。基本尺寸500mm有较高公差等级的配合，因孔比同级轴难加

9、工，当标准公差IT8时，国标推荐孔比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对IT8级或基本尺寸500mm的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，推荐采用孔、轴同级配合。2.2.2.3选择公差等级的方法（1）计算-查表法当配合的极限间隙（或极限过盈）已知时，可先计算出配合公差，然后根据配合公差用查表得方法确定孔、轴的公差等级。（2）类比法：参考从生产实践中总结出来的经验资料，进行比照来选择公差等级。1）考虑零件的功用和工作条件，确定主次配合表面。2）考虑配合性质。3）考虑配合精度。4）掌握各种加工方法能达到的公差等级。5）掌握各公差等级的应用范围。2.2.3配合的选定选择配合的实质是：在保证

10、机械正常工作的前提下，确定结合件，的配合性质及配合质量。选择配合任务是：对基孔制，确定轴公差带的位置；对基轴制，确定孔的公差带位置，对必须选用这两周基准制以外的配合，还要选择非基准制轴或者非基准制孔的基本偏差代号。2.2.3.1类比法选定配合（1）分析对比（2）从配合类别入手（3）根据工作条件去顶松紧（4）对照配合特征确定基本偏差（表4-5）（5）按配合一致要求首先选用优先配合（6）基孔制优先、常用配合的应用（详解略）2.2.3.2按极限间隙（过盈）选定配合方法2.3轴类零件的形位误差2.3.1几何公差项目的选用（1）零件的几何特征  零件加工后，总会产生由自身几何特征决定

11、的一些几何误差。例如，圆柱形零件会有圆柱度误差。 （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，只有对零件使用性能有显著影响的误差项目，才规定几何公差。设计中应尽量减少在图样上标注的几何公差项目，对一些由一般机械加工能控制的几何误差项目，在图样上则不必标出几何公差值，由几何公差未标注公差控制。 （3）测量的方便性  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。这样，检测就方便多了。对于长度与直径之比大的圆柱形零件，从综合控制形状误差的角度考虑，应标注圆柱度公差，但目前圆柱度误差难以检测，故

12、为测量方便，可分别用圆度和直线度或圆度和素线平行度等项目代替。 （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、定向误差，定位公差可以控制与其有关的定向误差和形状误差。因此，对同一被测要素规定了圆柱度公差，一般就不在规定圆度公差；规定了定向公差，通常就不再规定与其有关的形式公差了。2.3.2基准的确定（1）基准的选用原则  在保证使用要求的前提下，应力求使设计、加工和检测的基准三者统一，以免出现由于基准变换引起的误差。另外，也应避免过多地规定基准而增加质量中的累计误差。 （2）便于加

13、工和检测  为了简化公家两句的设计与制造并使检测方便，在同一零件上的各项位置公差应尽量采用同一基准。 （3）任选基准  对某些表面形状完全对称的零件，为保证零件在装配时无论正反、上下颠倒均能互换，则可任选基准。对任选基准，检测时一般要进行两次，以其中较大者作为判定合格与否的依据。与指定基准相比较要求较严，故一般不宜轻易采用。 （4）多基准的顺序  其安排应按零件的功能要求来确定。设计时通常选择对被测要素的使用性能要求影响最大或定位最稳的平面作为第一基准，影响次之或窄而长的平面作为第二基准，影响最小的平面作为第三基准

14、，切不可在公差框格中任意填写。2.3.3形位公差等级和公差值的确定在GB/T 1184-1996中，除线轮廓度和面轮廓度没有规定公差值外，其余十个项目均划分了公差等级，并规定有公差值，位置度公差规定了数系。2.3.3.1选择原则（1）尺寸公差、几何公差和表面粗糙之间虽没有一个确定的比例关系，但一般情况下应注意他们之间的协调，即T尺寸>T位置>T形状>Ra。（2）对于结构复杂，刚性较差或不易加工与测量的零件，要考虑除主参数外其他参数的影响，可降低几何公差的等级1-2级。（3）与某些标准件相结合时，零件上选定的几何公差数值应符合有关的规定，例如，在选定与滚动轴承相配合的

15、轴及外壳孔的形位公差时，除了遵守几何公差国家标准外，还应遵守滚动轴承公差标准的规定。2.3.3.2选用方法通常采用类比法，即将所设计的零件与类似零件进行比较，通过分析确定几何公差值。另外，根据经验，对圆柱体结合件的尺寸公差若选定为IT6、IT7、IT8时，其几何公差值可考虑也用相应的6、7、8级。通常情况下，考虑实际加工，其几何公差值可大致确定为：T形位=（0.25-0.5）T尺寸根据算的值，再采用与其接近的标准数值。 对某些位置公差，可用尺寸链分析计算。对于用螺栓和螺钉连接的两个或两个以上的零件，可用下列方法计算： 用螺栓联接时，被联接件上的孔均为通孔，其孔径大于螺栓的直

16、径，位置度的公差为 T=Xmin用螺钉联接时，被联接件中有一个空是螺孔，二其余零件上的孔均为通孔，且孔径大于螺钉的直径，位置度的公差值为： t=0.5Xmin2.4轴类零件的表面粗糙度2.4.1评定参数的选择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的概念比较直观，反映轮廓的信息量多，所以应用比较广泛。在常用的参数值范围内（Ra为0.025-6.3m，Rz为0.10-25m）推荐优先选用Ra。由于受仪器测头的限制，对于过于粗糙或太光滑的表面，则不宜采用Ra值。2.4.2评定参数值的选用确定评定参

17、数时，通常多用类比法来选用。一般情况下，确定参数值的大小应该考虑以下因素： 1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。2）摩擦表面、有相对运动的工作表面比非摩擦表面、无相对运动面值小。3）最易产生应力集中的部位表面粗糙度值应较小。 4）要求配合性质稳定的部件，表面粗糙度值应较小。过盈配合，载荷越大，粗糙度值越小；对间隙配合，间隙越小，表面粗糙度值越小。 5）要求防腐蚀 密封性要求好和外观要求美观时，粗糙度值应小一些。结论本次三级项目刚开始做的时候我们不知道如何下手，后来经过大家的讨论我们慢慢理出来思路。从课本出发，我们经过自己的整理做出了这个项目，虽然我们做的时间比较仓促，中间有很多不尽人意的地方，但是我们还是慢慢做出来了这个项目。本次互换性三级项目我们的课题是轴类零件的精度与检测，通过对轴结构的结构分析、加工方法的讨论以及公差的分析，不仅让我们加深了对这门课程的了解，而且通过查阅机械设计、互换性各个课程的了解，我们对整个机械体系的了解有了一个更加深入的了解，这对我们以后做大型的课程项目起到了一个基础铺垫作用，让我们对以后的学习各个课程的必要