圓錐的公差配合及檢測(cè)

1、第九章 圓錐的公差配合與檢測(cè)一、圓錐配合的特點(diǎn)與應(yīng)用圓錐表面是由一條與軸線(xiàn)成一定角度的母線(xiàn)繞其軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)所形成的表面，圓錐體在垂直其軸線(xiàn)的各橫截面內(nèi)的直徑是不相等的，具有漸變性。 圓錐體配合在機(jī)械中應(yīng)用很廣泛，由于其直徑漸變性的補(bǔ)償作用，使圓錐體形成的配合間隙與過(guò)盈可以調(diào)整，故對(duì)中性好。間隙配合的圓錐體在使用中，機(jī)件磨損后經(jīng)調(diào)整可繼續(xù)投入使用(如機(jī)床主軸軸承的配合)；而對(duì)過(guò)盈配合的圓錐體拆卸更方便、不損壞零件，可反復(fù)使用(如機(jī)床主軸錐孔與刀桿或工具尾部的配合)；對(duì)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(guò)配研的方法達(dá)到其要求。相對(duì)圓柱體配合而言，圓錐體配

2、合在生產(chǎn)中裝配調(diào)整比較費(fèi)事，檢測(cè)也比較麻煩。第一節(jié) 概 述二、圓錐的幾何參數(shù)一一1 1 圓錐角（圓錐角（） 在通過(guò)圓錐軸線(xiàn)的縱截面內(nèi)，兩條素線(xiàn)間的夾角，稱(chēng)為圓錐角。如圖9-1所示，內(nèi)圓錐角用i表示；外圓錐用e表示。相互結(jié)合的內(nèi)、外圓錐其公稱(chēng)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(xiàn)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(zhǎng)度圓錐長(zhǎng)度( (L L) )內(nèi)(外)圓錐最大圓錐直徑與最小圓錐直徑之間的軸向距離稱(chēng)為圓錐長(zhǎng)度，如圖9-1所示。4 4錐度錐度( (C C) )兩個(gè)垂

3、直于圓錐軸線(xiàn)截面的圓錐直徑之差與該兩截面的軸向距離之比，稱(chēng)為錐度C。5 5圓錐配合長(zhǎng)度圓錐配合長(zhǎng)度H H指內(nèi)、外圓錐配合部分的長(zhǎng)度。6 6基面距基面距a a指內(nèi)、外圓錐結(jié)合后，外圓錐基準(zhǔn)平面(軸肩或軸端面)與內(nèi)圓錐基準(zhǔn)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(jiàn)下表，選用時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用第1系列，當(dāng)不能滿(mǎn)足需要時(shí)選用第2系列，具體見(jiàn)表9-1所示。四、圓錐尺寸在圖上的標(biāo)注1 1公稱(chēng)圓錐公稱(chēng)圓錐2 2圓錐尺寸在圖上的標(biāo)注圓錐尺寸在圖上的標(biāo)注1 1公稱(chēng)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(chēng)圓錐則是指由設(shè)計(jì)給定的理想形狀圓錐。公稱(chēng)圓錐用一個(gè)公稱(chēng)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(gè))、公稱(chēng)圓錐長(zhǎng)度L、公稱(chēng)圓錐角（或公稱(chēng)圓錐度C）確定。2 2圓錐尺寸在圖上的標(biāo)注（1）標(biāo)注圓錐公稱(chēng)直徑(只用一端，一般選用為大端)、公稱(chēng)圓錐角與公稱(chēng)圓錐長(zhǎng)度(見(jiàn)圖9-2)。（2）標(biāo)注公稱(chēng)直徑(只注一端，一般選用為大端)、公稱(chēng)圓錐度與公稱(chēng)圓錐長(zhǎng)度(見(jiàn)圖9-3)。（3）標(biāo)注給定截面公稱(chēng)圓錐直徑D、公稱(chēng)圓錐度C與軸向位置給定截面公稱(chēng)圓錐長(zhǎng)度L (見(jiàn)圖9-4)。（4）對(duì)生產(chǎn)中常用的特殊用途的錐度(如工具與機(jī)床常用的莫氏錐度)，可以不按以上形式標(biāo)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(biāo)注二、圓錐公差的給定與標(biāo)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(xiàng)精度所構(gòu)成，在GB/T 113342005圓錐公差標(biāo)準(zhǔn)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A(yù)T3 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(dòng)量。圓錐直徑公差TD (以大端最大圓錐直徑D為公稱(chēng)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(chēng)尺寸)，可按光滑圓柱體GBT 1180.12009規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差取值2 2圓錐角公差A(yù)T(1)分級(jí) 圓

6、錐角公差等級(jí)共分12級(jí)，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(xiāo)、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A(chǔ)T，另一種是線(xiàn)性值A(chǔ)TD。不同公差等級(jí)的ATD與AT見(jiàn)表9-4圓錐角公差數(shù)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(xiàn)直線(xiàn)度公差和圓度公差。要求不高時(shí)，圓錐形狀誤差由圓錐直徑公差帶限制，對(duì)要求較高的圓錐工件，應(yīng)按形狀與位

7、置公差標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選取，從略。二、圓錐公差的給定與標(biāo)注在圖樣上標(biāo)注配合圓錐內(nèi)、外圓錐的尺寸和公差時(shí)，內(nèi)、外圓錐必須具有相同的公稱(chēng)圓錐角（或公稱(chēng)錐度），同時(shí)在圓錐上標(biāo)注直徑公差的圓錐直徑必須具有相同的公稱(chēng)尺寸。圓錐公差的標(biāo)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(zhǎng)度L，標(biāo)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(xiàn)直線(xiàn)度偏差和橫截面圓度偏差等都控制在面輪廓度公差帶內(nèi)。這相當(dāng)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(chēng)圓錐角和圓錐直徑公差TD。標(biāo)注圓錐直徑公差（D或d）及其極限偏差（按相對(duì)于該直徑對(duì)稱(chēng)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(shí)體尺寸構(gòu)成的同軸線(xiàn)圓錐面，來(lái)形成兩個(gè)具有理想形狀的包容面公差帶，實(shí)際圓錐處處不得超越這兩個(gè)包容面。如果對(duì)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A(yù)T、圓錐的形狀公差TF，此時(shí)，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(jié)構(gòu)性?xún)?nèi)、外圓錐。3.3. 公差錐度法公差錐度法是指同時(shí)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(biāo)注圓錐長(zhǎng)度，它們各自獨(dú)立，分別滿(mǎn)足各自的要求。標(biāo)注方法如圖9-9所示，按獨(dú)立原則解釋。（a）圖樣標(biāo)注 （b）公差帶圖9-8 9-8 基本錐度法標(biāo)注圓錐公差的示例 圖9-9 9-9 公差錐度法標(biāo)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(duì)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(lèi)圓錐配合的種類(lèi)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(lèi)圓錐配合有結(jié)構(gòu)型圓錐配合和位移型圓錐配合兩種。（1）結(jié)構(gòu)型圓錐配合 由內(nèi)、外圓錐的結(jié)構(gòu)確定的裝配的最終位置或由內(nèi)外圓錐基準(zhǔn)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(chēng)為結(jié)構(gòu)型圓錐配合。它可分為間隙配合、過(guò)渡配合和過(guò)盈配合，如圖9-10a、b所示。 這類(lèi)配合的內(nèi)、外圓錐在進(jìn)行裝配時(shí)，其配合間隙或過(guò)盈是不能調(diào)整的。而是取決于結(jié)構(gòu)的相關(guān)尺寸精度(如內(nèi)、外圓錐的大端與小端直徑尺寸或基面距的精度)?？紤]到圓錐的大小端直徑尺寸不便測(cè)量，實(shí)際生產(chǎn)中，可采用以下方法：如對(duì)圓錐的結(jié)構(gòu)要求不嚴(yán)時(shí)，加工時(shí)可借助內(nèi)圓錐的大端預(yù)留的工藝圓柱面與外圓錐小端的工藝圓柱面進(jìn)行精確測(cè)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(jié)構(gòu)要求較嚴(yán)時(shí)，可在內(nèi)圓錐大端直徑尺寸與外圓錐的小端直徑尺寸達(dá)到要求后，將工藝圓柱面倒角(見(jiàn)

11、圖中虛線(xiàn)部分)。（2）位移型圓錐配合是指內(nèi)、外圓錐進(jìn)行裝配時(shí)，在不施加力的情況下，相互結(jié)合的內(nèi)、外圓錐表面剛好處于接觸時(shí)(初始位置)，再通過(guò)作相對(duì)軸向位移所獲得的配合，稱(chēng)為位移型圓錐配合。它分為間隙配合與過(guò)盈配合，如圖9-12所示。這類(lèi)配合所獲得的配合間隙或過(guò)盈大小完全取決于軸向的終止位置(相對(duì)于初始位置)。顯然，對(duì)過(guò)盈配合則必須施加一定的裝配力才能產(chǎn)生軸向位移。因此，裝配時(shí)控制軸向位移量的大小，是保證圓錐配合間隙或過(guò)盈的關(guān)鍵。由于圓錐配合的間隙或過(guò)盈是直徑方向，無(wú)法直接測(cè)量，所以實(shí)際生產(chǎn)中，裝配時(shí)主要控制軸向位移量，這就需要將直徑方向的量轉(zhuǎn)換成軸向位移量，二者的關(guān)系為 Ea1CY或Ea1CX

12、 （7-4）式中 Y配合的過(guò)盈量(可為最大、最小或過(guò)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(duì)于結(jié)構(gòu)型圓錐配合可按光滑圓柱體公差配合標(biāo)準(zhǔn)GBT 18012009選取基準(zhǔn)制和公差帶(推薦優(yōu)先選用基孔制)。(2)對(duì)位移型圓錐配合的內(nèi)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(jù)間隙配合或過(guò)盈配合的要求，再換算內(nèi)、外圓錐的軸向位移量及其公差(見(jiàn)前例)。第三節(jié) 圓錐的檢測(cè)一圓錐的錐角測(cè)量圓錐的錐角測(cè)量二、圓錐的綜合測(cè)量二、圓錐的綜合測(cè)量圓錐的錐角測(cè)量1. 1

13、. 直接測(cè)量法直接測(cè)量法2. 2. 間接測(cè)量法間接測(cè)量法1. 1. 直接測(cè)量法 直接測(cè)量法又稱(chēng)絕對(duì)測(cè)量法，即用量具、量?jī)x直接測(cè)量零件的角度。例如用萬(wàn)能角度尺測(cè)量實(shí)際圓錐角的數(shù)值。2. 2. 間接測(cè)量法間接測(cè)量法是指測(cè)量與被測(cè)圓錐有一定函數(shù)關(guān)系的若干線(xiàn)性尺寸，然后計(jì)算出被測(cè)圓錐角的實(shí)際值。通常使用正弦規(guī)、量塊、滾柱、鋼球進(jìn)行測(cè)量。（1）用正弦規(guī)進(jìn)行測(cè)量正弦規(guī)的外形結(jié)構(gòu)如圖9-13所示，正弦規(guī)的主體下面兩邊各安裝一個(gè)直徑相等的圓柱體，利用正弦規(guī)測(cè)量錐度時(shí)，測(cè)量精度可達(dá) ，但適宜測(cè)量小于45的錐角。用正弦規(guī)測(cè)量錐度的原理如圖9-14所示。先按照所測(cè)錐角的理論值算出所需的量塊尺寸h (h與的關(guān)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(cè)工件(圖示被測(cè)工件為一圓錐量規(guī))放在正弦規(guī)上。若這時(shí)工件的實(shí)際錐角等于理論值時(shí)，工件上端的素線(xiàn)將與平板是平行的。這時(shí)若在a、b兩點(diǎn)用表測(cè)量，則表的讀數(shù)應(yīng)是相等的。若工件的錐角不等于理論值，工件上端的素線(xiàn)將與平板不平行，在a、b兩點(diǎn)測(cè)值，將得出不同的讀數(shù)，若兩點(diǎn)讀數(shù)差為n，又知a、b兩點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，則被測(cè)圓錐的錐度偏差c為 cnL （9-3）相應(yīng)的錐角偏差為 2c10 （9-4）具體測(cè)量時(shí)，須注意a、b兩點(diǎn)測(cè)值的大小，若a點(diǎn)值大于b點(diǎn)值，則實(shí)際錐角大于理論錐角，算出的為正，反之，為負(fù)。 cnL （9-3）相應(yīng)的錐角偏差為 2c10

15、 （9-4）具體測(cè)量時(shí)，須注意a、b兩點(diǎn)測(cè)值的大小，若a點(diǎn)值大于b點(diǎn)值，則實(shí)際錐角大于理論錐角，算出的為正，反之，為負(fù)。二、圓錐的綜合測(cè)量用圓錐量規(guī)可以綜合檢驗(yàn)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(yàn)外圓錐用的量規(guī)稱(chēng)為圓錐套規(guī)，檢驗(yàn)內(nèi)圓錐用的量規(guī)稱(chēng)為圓錐塞規(guī)，其外形見(jiàn)圖9-17所示。在圓錐塞規(guī)的大端，有兩條細(xì)的刻線(xiàn)，距離為Z；在套規(guī)的小端，也有一個(gè)由端面和一條刻線(xiàn)所代表的距離Z (有的做成臺(tái)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(nèi)圓錐、為大端)應(yīng)在距離為Z的兩條刻線(xiàn)之間見(jiàn)圖9-18所示；然后在圓錐面上均勻地涂上23條極薄