4.7幾何公差的選擇
在機械零件的幾何精度設計中,正確地選用幾何公差項目,合理確定幾何公差數值,對提高產品的質量以及降低成本,具有十分重要的意義。幾何公差的選擇主要包括正確選擇公差項目、公差數值(或公差等級)、基準和公差原則等。
4.7.1幾何公差項目的選擇
選擇幾何公差項目的基本原則是在保證零件使用性能的前提下,盡量減少公差項目的數量,並盡量簡化控製幾何誤差的方法。選擇時,主要考慮以下幾個方麵:
(1)零件的幾何特征
幾何公差項目主要是按要素的幾何形狀特征製訂的,因此要素的幾何形狀特征是幾何公差項目選擇的基本依據。例如,圓柱形零件可選圓度、圓柱度,階梯軸可選同軸度,平麵零件可選平麵度,機床導軌這類窄長零件可選直線度,凸輪類零件可選輪廓度,等等。
(2)零件的使用要求
例如,機床導軌的直線度誤差會影響與其結合零件的運動精度,因此可對其規定直線度公差;減速箱上各軸承孔軸線間的平行度誤差會影響齒輪的齧合精度和齒側間隙的均勻性,因此可對其軸線規定平行度公差。
(3)幾何公差的控製功能
應盡量選擇具有綜合控製功能的幾何公差,以減少公差項目。例如,選擇定向公差可以控製與其有關的形狀誤差;選擇定位公差可以控製與其有關的定向誤差和形狀誤差;選擇跳動公差可以控製與其有關的定位、定向和形狀誤差。
(4)檢測的方便性
同軸度公差常常被徑向圓跳動公差或徑向全跳動公差代替;端麵對軸線的垂直度公差可以用端麵圓(全)跳動公差代替,這是因為跳動公差檢測方便,而且與工作狀態比較吻合。
4.7.2幾何公差值的確定
根據零件的使用要求確定幾何公差值,同時要考慮到加工的經濟性和零件的結構、剛性等情況。幾何公差值的大小由幾何公差等級確定(結合主參數),在國家標準中將幾何公差劃分為12個等級,1級精度最高,依次遞減,12級精度最低。—2給出了各種幾何公差項目的標準公差值(摘自GB/T1184—1996)。
設計零件時,常用類比法確定幾何公差等級,3—6列出了部分幾何公差等級的適用場合,供選用時參考。
直線度、平麵度公差等級應用
公差等級應用舉例51級平板,2級寬平尺,平麵磨床縱導軌、垂直導軌、立柱導軌和平麵磨床的工作台,液壓龍門刨床和轉塔車床床身導軌麵,柴油機進氣門導杆6普通機床導軌麵,柴油機進氣門導杆直線度,柴油機機體上部結合麵72級平板,0.02遊標卡尺尺身的直線度,機床床頭箱體,滾齒機床身導軌的直線度,鏜床工作台,搖臂鑽底座工作台,柴油機氣門導杆,液壓泵蓋的平麵度,壓力機導軌及滑塊82級平板,車床溜板箱體,機床主軸箱體,機床傳動箱體,自動床底座的直線度,汽缸蓋結合麵,汽缸座,內燃機連杆分離麵的平麵度,減速機殼體的結合麵93級平板,自動車床床身底麵,摩托車曲軸箱體,汽車變速箱殼體,手動機械的支撐麵
圓度、圓柱度公差等級應用
公差等級應用舉例5一般測量儀器主軸、測杆外圓麵,陀螺儀軸頸,一般機床主軸軸頸及其軸承孔,柴油機、汽油機活塞、活塞銷孔,與6級滾動軸承配合的軸頸6儀表端蓋外圓,一般機床主軸及箱體孔,中等壓力下液壓裝置工作麵(包括泵、壓縮機的活塞和汽缸),汽車發動機凸輪軸,紡織定子,通用減速器軸頸,高速船用發動機曲軸,拖拉機曲軸主軸頸7大功率低速柴油機曲軸軸頸、活塞、活塞銷、連杆、汽缸,高速柴油機箱體軸承孔,千斤頂或壓力油缸活塞,機車傳動軸,水泵及通用減速器轉軸軸頸8低速發動機、減速器、大功率曲柄軸軸頸,壓氣機連杆蓋、體,拖拉機汽缸體、活塞,煉膠機冷鑄軸輥,印刷機傳墨輥,內燃機曲軸,柴油機機體孔,凸輪軸,拖拉機、小型船用柴油機汽缸9空氣壓縮機缸體,液壓傳動筒,通用機械杠杆與拉杆用套筒銷子,拖拉機活塞環、套筒環5平行度、垂直度公差等級應用