圓錐的公差配合及檢測

1、第九章 圓錐的公差配合與檢測一、圓錐配合的特點與應用圓錐表面是由一條與軸線成一定角度的母線繞其軸線旋轉所形成的表面，圓錐體在垂直其軸線的各橫截面內的直徑是不相等的，具有漸變性。 圓錐體配合在機械中應用很廣泛，由于其直徑漸變性的補償作用，使圓錐體形成的配合間隙與過盈可以調整，故對中性好。間隙配合的圓錐體在使用中，機件磨損后經調整可繼續(xù)投入使用(如機床主軸軸承的配合)；而對過盈配合的圓錐體拆卸更方便、不損壞零件，可反復使用(如機床主軸錐孔與刀桿或工具尾部的配合)；對某些密封性好的配合零件(如液壓裝置中的錐度閥心與閥體的配合)，也常常采用圓錐配合通過配研的方法達到其要求。相對圓柱體配合而言，圓錐體配

2、合在生產中裝配調整比較費事，檢測也比較麻煩。第一節(jié) 概 述二、圓錐的幾何參數一一1 1 圓錐角（圓錐角（） 在通過圓錐軸線的縱截面內，兩條素線間的夾角，稱為圓錐角。如圖9-1所示，內圓錐角用i表示；外圓錐用e表示。相互結合的內、外圓錐其公稱圓錐角是相等的。一一2 2圓錐直徑圓錐直徑圓錐直徑指圓錐在垂直于其軸線的截面上的直徑，分為最大圓錐直徑De (Di)、最小圓錐直徑de (di和給定截面的圓錐直徑dxe (dxi)，如圖9-1所示。 3 3圓錐長度圓錐長度( (L L) )內(外)圓錐最大圓錐直徑與最小圓錐直徑之間的軸向距離稱為圓錐長度，如圖9-1所示。4 4錐度錐度( (C C) )兩個垂

3、直于圓錐軸線截面的圓錐直徑之差與該兩截面的軸向距離之比，稱為錐度C。5 5圓錐配合長度圓錐配合長度H H指內、外圓錐配合部分的長度。6 6基面距基面距a a指內、外圓錐結合后，外圓錐基準平面(軸肩或軸端面)與內圓錐基準平面(端面)之間的距離a，如圖9-1所示。三、錐度與錐角系列一般用途的錐度與錐角系列見下表，選用時應優(yōu)先選用第1系列，當不能滿足需要時選用第2系列，具體見表9-1所示。四、圓錐尺寸在圖上的標注1 1公稱圓錐公稱圓錐2 2圓錐尺寸在圖上的標注圓錐尺寸在圖上的標注1 1公稱圓錐圓錐是由圓錐表面與一定尺寸所限定的幾何體,而公稱圓錐則是指由設計給定的理想形狀圓錐。公稱圓錐用一個公稱圓錐直

4、徑(以給出最大圓錐直徑D、最小圓錐直徑d、給定截面圓錐直徑dx三者中的任何一個)、公稱圓錐長度L、公稱圓錐角（或公稱圓錐度C）確定。2 2圓錐尺寸在圖上的標注（1）標注圓錐公稱直徑(只用一端，一般選用為大端)、公稱圓錐角與公稱圓錐長度(見圖9-2)。（2）標注公稱直徑(只注一端，一般選用為大端)、公稱圓錐度與公稱圓錐長度(見圖9-3)。（3）標注給定截面公稱圓錐直徑D、公稱圓錐度C與軸向位置給定截面公稱圓錐長度L (見圖9-4)。（4）對生產中常用的特殊用途的錐度(如工具與機床常用的莫氏錐度)，可以不按以上形式標注，而按如圖9-5所示的形式。第二節(jié) 圓錐的公差與配合一、圓錐公差一、圓錐公差二、

5、圓錐公差的給定與標注二、圓錐公差的給定與標注三、圓錐配合三、圓錐配合一、圓錐公差圓錐零件的精度主要是由圓錐直徑、圓錐角和圓錐形狀三項精度所構成，在GB/T 113342005圓錐公差標準中作了明確規(guī)定。1 1圓錐直徑公差圓錐直徑公差TD2 2圓錐角公差圓錐角公差AT3 3圓錐形狀公差圓錐形狀公差( (T TF F) )1 1圓錐直徑公差TD圓錐直徑公差TD 是指圓錐直徑的允許變動量。圓錐直徑公差TD (以大端最大圓錐直徑D為公稱尺寸)與給定截面圓錐直徑公差TDS (以給定截面圓錐直徑dx為公稱尺寸)，可按光滑圓柱體GBT 1180.12009規(guī)定的標準公差取值2 2圓錐角公差AT(1)分級 圓

6、錐角公差等級共分12級，分別以ATl、AT2ATl2表示。ATlAT6用于角度量塊、高精度的角度量規(guī)及角度樣板；AT7AT8用于工具錐體、錐銷、傳遞大扭矩的摩擦錐體；AT9ATl0用于中等精度的圓錐零件；AT11AT12用于低精度圓錐零件。(2)表示形式 圓錐角公差可用兩種形式表示：一種是角度值AT，另一種是線性值ATD。不同公差等級的ATD與AT見表9-4圓錐角公差數值(3)圓錐角偏差的分布形式 可分為單向與雙向分布，如圖9-6所示。3 3圓錐形狀公差( (T TF F) )主要包括圓錐素線直線度公差和圓度公差。要求不高時，圓錐形狀誤差由圓錐直徑公差帶限制，對要求較高的圓錐工件，應按形狀與位

7、置公差標準的規(guī)定選取，從略。二、圓錐公差的給定與標注在圖樣上標注配合圓錐內、外圓錐的尺寸和公差時，內、外圓錐必須具有相同的公稱圓錐角（或公稱錐度），同時在圓錐上標注直徑公差的圓錐直徑必須具有相同的公稱尺寸。圓錐公差的標注方法有以下三種（GB/T 15754-1995）：1. 1. 面輪廓度法面輪廓度法2. 2. 基本錐度法基本錐度法3.3. 公差錐度法公差錐度法1. 1. 面輪廓度法面輪廓度法是指給出圓錐的理論正確圓錐角（或錐度C）、理論正確圓錐直徑（D或d）和圓錐長度L，標注面輪廓度公差，如圖9-7所示。它是常用的圓錐公差給定方法，由面輪廓度公差確定最大與最小極限圓錐，把圓錐的直徑偏差、圓錐

8、角偏差、素線直線度偏差和橫截面圓度偏差等都控制在面輪廓度公差帶內。這相當于包容要求。2. 2. 基本錐度法基本錐度法是指給出圓錐的公稱圓錐角和圓錐直徑公差TD。標注圓錐直徑公差（D或d）及其極限偏差（按相對于該直徑對稱分布取值），如圖9-8所示。 其特征是按圓錐直徑為最大和最小實體尺寸構成的同軸線圓錐面，來形成兩個具有理想形狀的包容面公差帶，實際圓錐處處不得超越這兩個包容面。如果對圓錐角公差、圓錐的形狀公差有更高要求，可再給出圓錐角公差AT、圓錐的形狀公差TF，此時，AT和TF僅占TD公差的一部分。 基本錐度法通常適用于有配合要求的結構性內、外圓錐。3.3. 公差錐度法公差錐度法是指同時給出圓

9、錐直徑（最大或最小圓錐直徑）極限偏差和圓錐角極限偏差，并標注圓錐長度，它們各自獨立，分別滿足各自的要求。標注方法如圖9-9所示，按獨立原則解釋。（a）圖樣標注 （b）公差帶圖9-8 9-8 基本錐度法標注圓錐公差的示例 圖9-9 9-9 公差錐度法標注圓錐公差的示例公差錐度法適用于非配合圓錐；也適用于對某給定截面直徑有較高要求的圓錐和密封。三、圓錐配合1. 1. 圓錐配合的種類圓錐配合的種類2. 2. 圓錐配合的一般規(guī)定圓錐配合的一般規(guī)定1. 1. 圓錐配合的種類圓錐配合有結構型圓錐配合和位移型圓錐配合兩種。（1）結構型圓錐配合 由內、外圓錐的結構確定的裝配的最終位置或由內外圓錐基準平面之間的

10、尺寸(基面距)確定裝配的最終位置而獲得的配合，都稱為結構型圓錐配合。它可分為間隙配合、過渡配合和過盈配合，如圖9-10a、b所示。 這類配合的內、外圓錐在進行裝配時，其配合間隙或過盈是不能調整的。而是取決于結構的相關尺寸精度(如內、外圓錐的大端與小端直徑尺寸或基面距的精度)。考慮到圓錐的大小端直徑尺寸不便測量，實際生產中，可采用以下方法：如對圓錐的結構要求不嚴時，加工時可借助內圓錐的大端預留的工藝圓柱面與外圓錐小端的工藝圓柱面進行精確測量，以控制其直徑尺寸(工藝圓柱面可留23mm)，如圖9-11所示。若結構要求較嚴時，可在內圓錐大端直徑尺寸與外圓錐的小端直徑尺寸達到要求后，將工藝圓柱面倒角(見

11、圖中虛線部分)。（2）位移型圓錐配合是指內、外圓錐進行裝配時，在不施加力的情況下，相互結合的內、外圓錐表面剛好處于接觸時(初始位置)，再通過作相對軸向位移所獲得的配合，稱為位移型圓錐配合。它分為間隙配合與過盈配合，如圖9-12所示。這類配合所獲得的配合間隙或過盈大小完全取決于軸向的終止位置(相對于初始位置)。顯然，對過盈配合則必須施加一定的裝配力才能產生軸向位移。因此，裝配時控制軸向位移量的大小，是保證圓錐配合間隙或過盈的關鍵。由于圓錐配合的間隙或過盈是直徑方向，無法直接測量，所以實際生產中，裝配時主要控制軸向位移量，這就需要將直徑方向的量轉換成軸向位移量，二者的關系為 Ea1CY或Ea1CX

12、 （7-4）式中 Y配合的過盈量(可為最大、最小或過盈公差量)；X配合的間隙量(可為最大、最小或間隙公差量)； Ea軸向位移量(可為最大、最小或位移公差量)。2. 2. 圓錐配合的一般規(guī)定(1)對于結構型圓錐配合可按光滑圓柱體公差配合標準GBT 18012009選取基準制和公差帶(推薦優(yōu)先選用基孔制)。(2)對位移型圓錐配合的內圓錐直徑公差帶的基本偏差推薦選用H和JS；外圓錐直徑公差帶的基本偏差推薦選用h和js。根據間隙配合或過盈配合的要求，再換算內、外圓錐的軸向位移量及其公差(見前例)。第三節(jié) 圓錐的檢測一圓錐的錐角測量圓錐的錐角測量二、圓錐的綜合測量二、圓錐的綜合測量圓錐的錐角測量1. 1

13、. 直接測量法直接測量法2. 2. 間接測量法間接測量法1. 1. 直接測量法 直接測量法又稱絕對測量法，即用量具、量儀直接測量零件的角度。例如用萬能角度尺測量實際圓錐角的數值。2. 2. 間接測量法間接測量法是指測量與被測圓錐有一定函數關系的若干線性尺寸，然后計算出被測圓錐角的實際值。通常使用正弦規(guī)、量塊、滾柱、鋼球進行測量。（1）用正弦規(guī)進行測量正弦規(guī)的外形結構如圖9-13所示，正弦規(guī)的主體下面兩邊各安裝一個直徑相等的圓柱體，利用正弦規(guī)測量錐度時，測量精度可達 ，但適宜測量小于45的錐角。用正弦規(guī)測量錐度的原理如圖9-14所示。先按照所測錐角的理論值算出所需的量塊尺寸h (h與的關系為hL

14、sin)，然后將組合好的量塊和正弦規(guī)按圖示位置放在平板上，再將被測工件(圖示被測工件為一圓錐量規(guī))放在正弦規(guī)上。若這時工件的實際錐角等于理論值時，工件上端的素線將與平板是平行的。這時若在a、b兩點用表測量，則表的讀數應是相等的。若工件的錐角不等于理論值，工件上端的素線將與平板不平行，在a、b兩點測值，將得出不同的讀數，若兩點讀數差為n，又知a、b兩點的距離為L，則被測圓錐的錐度偏差c為 cnL （9-3）相應的錐角偏差為 2c10 （9-4）具體測量時，須注意a、b兩點測值的大小，若a點值大于b點值，則實際錐角大于理論錐角，算出的為正，反之，為負。 cnL （9-3）相應的錐角偏差為 2c10

15、 （9-4）具體測量時，須注意a、b兩點測值的大小，若a點值大于b點值，則實際錐角大于理論錐角，算出的為正，反之，為負。二、圓錐的綜合測量用圓錐量規(guī)可以綜合檢驗圓錐體的圓錐角、圓錐直徑和圓錐表面的形狀是否合格。檢驗外圓錐用的量規(guī)稱為圓錐套規(guī)，檢驗內圓錐用的量規(guī)稱為圓錐塞規(guī)，其外形見圖9-17所示。在圓錐塞規(guī)的大端，有兩條細的刻線，距離為Z；在套規(guī)的小端，也有一個由端面和一條刻線所代表的距離Z (有的做成臺階)，該距離值Z代表被檢圓錐的直徑公差TD在軸向的量，被檢圓錐件，若直徑合格，其端面(外圓錐為小端，內圓錐、為大端)應在距離為Z的兩條刻線之間見圖9-18所示；然后在圓錐面上均勻地涂上23條極薄