公差与配合表面粗糙度
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加入表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零件表面质量的主要依据;它选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
机械号件表面粗糙度的选择方法有3种,即计算法、试验法和类比法。在机械零件设计工作中,应用最普通的是类比法,此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料,现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下,机械零件尺寸公差要求越小,机械零件的表面粗糙度值也越小,但是它们之间又不存在固定的函数关系。
例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面,它们的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高,但其尺寸公差要求却很低。
在一般情况下,有尺寸公差要求的零件,其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。在一些机械零件设计手册和机械制造专著中,对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍,并列表供读者选用,但只要细心阅来,就会发现,虽然采取完全相同的经验计算公式,但所列表中的数值也不尽相同,有的还有很大的差异。这就给不熟悉这方面情况的人带来了迷惑。同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。
在实际工作中,对于不同类型的机器,其零件在相同尺寸公差的条件下,对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零件的设计和制造过程中,对于不同类型的机器,其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在现有的机械冬件设计手册中,反映的主要有以下3种类型:
第1类主要用于精密机械,对配合的稳定性要求很高,要求零件在使用过程中或经多次装配后,其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%,这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面,如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标键床的主轴颈等。
第2类主要用于普通的精密机械,对配合的稳定性要求较高,要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%,要求有很好密合的接触面,其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔,还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。
中型电机中使用的公差配合及表面粗糙度
零部件及要素名称 配合制 配合及精度
等 级 代 号 粗糙度Ra 备注
机
座 止口内径
铁心档内径
总长
底脚孔直径
中心高(底脚平面) 基孔制
基孔制
基孔制 js6
H11
h11
H13 3.2
3.2
6.3
12.5
12.5
端
盖 止口内径
止口端面到轴承室侧深度
内径(配轴承)
内径(配轴承套)
轴承室厚度 基孔制
基孔制
基孔制
基孔制 H7
h11
J7
H7
h11 3.2
6.3
1.6
1.6
6.3
轴
承
套 止口
内径
总长
配轴承盖端面至固定到端盖上螺栓孔
端面的长度 基孔制
基孔制
基孔制
基孔制
h7
J7
h11
h11 1.6
1.6
6.3
6.3
轴
承
盖 止口外径
止口深度
内径
存油室四壁 基孔制
基孔制
基孔制
f9
h11
H11 6.3
6.3
6.3
转
轴 轴伸档外径
轴承盖挡外径
轴承挡外径
铁心挡外径(配支架)
铁心挡外径(配铁心)
配挡风板外径
出电缆孔
两端面 基孔制
基孔制
基孔制
基孔制
基孔制
基孔制
基孔制
K6
b15
K6
n6
f7
f7
h11 0.8
6.3
0.8
1.6
1.6
1.6
6.3
12.5
转
子
支
架 外径
内径
铁心挡长度
总长 基孔制
基孔制
基孔制
f7
H7
H11 3.2
3.2
12.5
12.5
定子压圈外径 基孔制 b11 12.5
转
子
压
圈 内径
两端面 基孔制 H11 6.3
6.3
冲
片 定子冲片外径
定子冲片内径
转子冲片外径
转子冲片内径(无支架)
转子冲片内径(有支架)
定、转子冲片槽型 基孔制
基孔制
基孔制
基孔制 H9
h8
h7
h8
H10
使用定子冲片内圆落料不另订公差
中型电机中使用的公差配合及表面粗糙度
零部件及要素名称 配合制 配合及精度
等 级 代 号 粗糙度Ra 备注
铁
心 定子铁心内径
旧国标新国标备注旧国标新国标备注旧国标新国标备注旧国标新国标备注
d1h5d4h8,h8③ga1n5p5①jb1s5s6①
db1g5g6①dc4f9gb1m5n5①jc1r5r6①
dc1f5,f6②de4d9.d10③gc1k5m4①jds7,u5,u6②
dh6d5h10gd1j5,js5②jcr6,s6②
dbg6d6h11gan6pb①jfr6,s6
dcf7dc6d11gbm6n6①jb3u8
dde8dd6b11,c10,c11②gck6jc3s7
dcd8dc6a11,b11②gdjs6ja4④
dfc8d7h12.h13③ga3n7p7①jb4④
d3h7dc7b12,c12,c13②gb3m7jc4④
dc3f8gc3k7je6④
gd3j7,js7②
旧国标新国标备注旧国标新国标备注旧国标新国标备注旧国标新国标备注
D1H6D4H8,H9③Ca1N6JdU7,S7②
Db1G6Dc4F9Gb1M6JcR7,R8②
Dc1F7Dc4D9,D10③Gc1K6Jb3U8
DH7D5H10Gd1J6,JS6②
DbG7D6H11GaN7
DcF8Dc6D11GbM7K7①
DdE8,E9②Db6B11,C11②GcK7JS7①
DeD8,D9②De6A11,B11②GdJ7
D3H8D7H12,H13③Ga3N8
Dc7④Gb3M8
Gc3K8附表6.6 公差与配合的新旧国家标准对照简表
基孔制的轴(尺寸1~500mm)
基轴制的孔(尺寸1~500mm)间隙配合过渡配合
间隙配合过渡配合过盈配合过盈配合Gd3J8
①仅1~3mm尺寸段使用
②不同尺寸分段分别与不同的新国标符号相近似
③介于两者之间
④没有适当 的相近符号。
“表面粗糙度”
表面粗糙度对大部分参与滑动接触的表面而言是非常重要的。因为磨损的原始速率及持续的性质等因素高度依赖这一特性。这些表面一般是承重面,而且需标识粗糙度以确保预计用途的适用性。
许多零部件需要具有特定的表面加工结果,以便达成所要求的功能。例如烤漆前的汽车车体或曲轴或凸轮轴上的颈轴承。
01 . 供应链的基本构造什么是表面粗糙度?
表面粗糙度(Surface Roughness)就是我们日常测量中所说的面粗糙度,可以理解为在加工产品过程中细小间距和微小峰谷的不平整度。
通常被定义为两个波峰值或者两个波谷指之间的微小距离(波距),在一般情况下波距都在1mm以内或者更小,也可定义为微观轮廓的测量,俗称微观误差值。
综上所说,大家可能已经有了一个关于粗糙度笼统的概念,那么下记内容是更详细地进行了分析。
我们一般评价粗糙度会有基准线,基准线以上最高点我们叫波峰点,基准线以下最低点叫波谷点,那么波峰和波谷之间的高度我们用Z来表示,加工产品的微观纹理的间距我们用S来表示。
通常情况下S值的大小在国家检定标准里给了相关的定义:
S<1mm 定义为表面粗糙度
1≤S≤10mm 定义为表面波纹度
中国国家计量检定标准中规定:通常情况下用VDA3400、Ra、Rmax这三个参数来评价检定表面粗糙度,计量单位通常用μm表示。
评价参数的关系
Ra定义为曲线平均算术偏差(平均粗糙度),Rz的定义为不平度平均高度,Ry定义为最大高度。微观轮廓的最大高度差Ry在其他标准中也使用Rmax来表示。
Ra、Rmax的具体关系还请参考下面的表格:
表:Ra,Rmax参数对比(um)
02 . 表面粗糙度是如何形成的?
表面粗糙度的形成是由工件的加工过程引起的。而加工的方法、工件的材料,工艺过程都是影像表面粗糙度的因素。
例如:放电加工时被加工零件表面出现放电凹凸点。
加工工艺和零件材质有所不同,被加工零件表面留下的微观痕迹也有各种差别,比如(疏密,深浅,形状变化等)。