公差配合與幾何精度檢測-圓錐精度與檢測

圓錐精度與檢測

圓錐結(jié)合的基本參數(shù)8.1圓錐配合及影響因素分析8.2圓錐公差及選用8.3圓錐精度檢測8.4 圓錐結(jié)合是機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用較為廣泛的一種連接方式。 與圓柱配合相比具有對中性好、緊密性好、配合可以調(diào)整、能以較小過盈量傳遞較大轉(zhuǎn)矩等特點。 但因存在其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響互換性因素較多、加工和測量不方便等因素，故應(yīng)用不如圓柱配合廣泛。 本章介紹圓錐結(jié)合的結(jié)構(gòu)特點及配合 形成特點，分析對圓錐結(jié)合互換性的影響因素，討論圓錐加工中出現(xiàn)的誤差，并按照圓錐公差國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，給出加以限制的基本方法，以及圓錐檢測的基本方法。8.1圓錐結(jié)合的基本參數(shù)

【本節(jié)要求】了解圓錐結(jié)合的基本參數(shù)。1．基本參數(shù)及定義 圓錐分為內(nèi)錐（圓錐孔）和外錐（圓錐 軸），分別用腳標(biāo)i和e表示，一般情況下內(nèi)、外錐配合使用。 圓錐結(jié)合的幾何參數(shù)如圖8-1所示，其符 號、定義及解釋如表8-1所示。圖8-1圓錐結(jié)合中幾何參數(shù)

A

—外圓錐基準(zhǔn)面B

—內(nèi)圓錐基準(zhǔn)面2．錐度與錐角系列 為了減少加工圓錐工件所用的專用刀具、量具種類和規(guī)格，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T157—2001《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）

圓錐的錐度與錐角系列》規(guī)定了一般用途圓錐的錐度與圓錐角系列和特殊用途圓錐的錐度與圓錐角系列，表8-2所示為一般用途圓錐的錐度與圓錐角系 列。8.2圓錐配合及影響因素分析

【本節(jié)要求】掌握圓錐配合的類型及形成方式。了解圓錐使用要求及影響因素。1．圓錐結(jié)合的類型 內(nèi)外圓錐結(jié)合形成3種配合類型：間隙配合、過盈配合和緊密配合。 在裝配和使用過程中其間隙量和過盈量可通過內(nèi)外錐的軸向位移得到調(diào)整，這是圓錐連接的一個突出特點。（1）間隙配合。間隙配合是指內(nèi)外錐結(jié)合面間具有間隙的配合，如車床主軸的圓錐軸頸與圓錐軸承襯套的配合。（2）過盈配合。過盈配合是指內(nèi)外錐結(jié)合面間具有過盈的配合。（3）緊密配合（也稱過渡配合）。緊密配合是指內(nèi)外錐結(jié)合面間接觸緊密、間隙為零或稍有過盈的配合。2．圓錐配合類型的形成方式 3種配合類型由內(nèi)外錐的軸向相對位移形成，分為兩種形成方式：結(jié)構(gòu)型和位移型。（1）結(jié)構(gòu)型。結(jié)構(gòu)型是指由內(nèi)、外錐的自身結(jié)構(gòu)或控制基面距來形成指定配合性質(zhì)的圓錐配合。 ①由作出軸肩形成。 ②由控制基面距形成。圖8-2結(jié)構(gòu)型方式形成圓錐配合（2）位移型。位移型是指由規(guī)定內(nèi)外錐的相對軸向位移量來形成指定配合性質(zhì)的圓錐配合。 ①不施加裝配力。 ②施加裝配力。圖8-3位移型方式形成圓錐配合3．圓錐配合的使用要求及影響因素分析（1）使用要求及影響因素。 ①要求基面距在規(guī)定范圍內(nèi)變動。 影響基面距的主要因素有：直徑誤差和錐角誤差。 ②要求配合表面接觸均勻。 影響圓錐配合表面接觸均勻性的主要因素有：錐角誤差和形狀誤差。 因此，影響圓錐結(jié)合的主要因素是：直徑誤差、錐角誤差和形狀誤差。（2）影響因素分析—誤差分析。 ①直徑誤差分析。 ②錐角誤差分析。 實際上直徑誤差和錐角誤差同時存在，會對基面距產(chǎn)生綜合影響。

③形狀誤差分析。 圓錐形狀誤差，是指圓錐素線的直線度誤差和橫截面的圓度誤差，如圖8-4所示。（a）圓錐素線直線度誤差（b）圓錐橫截面圓度誤差

圖8-4圓錐形狀誤差 由此可見，實際加工中圓錐的直徑誤差、錐角誤差和形狀誤差都對圓錐連接的正常工作造成影響，因此應(yīng)規(guī)定相應(yīng)公差加以限制。8.3圓錐公差及選用

【本節(jié)要求】掌握圓錐公差項目、給定方法及在圖樣上的標(biāo)注。掌握圓錐公差的選用。1．圓錐公差項目及精度等級 圓錐是多參數(shù)結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)配合，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11334—2005給定了4項圓錐公差：圓錐直徑公差TD、給定截面圓錐直徑公差TDS、圓錐角公差A(yù)T和圓錐形狀公差TF。（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，即允許圓錐直徑的最大值與最小值之差。圖8-5圓錐直徑公差帶 對于有配合要求的圓錐，建議采用基孔制。 對于沒有配合要求的圓錐，最好選用基本偏差JS和js。（2）給定截面圓錐直徑公差TDS。給定截面圓錐直徑公差TDS是指在垂直于圓錐軸線的給定截面內(nèi)直徑的允許變動量，它僅適用于該給定截面的圓錐直徑。其公差帶是在給定的截面內(nèi)兩同心圓所限定的區(qū)域，如圖8-6所示。 一般情況不規(guī)定給定截面圓錐直徑公差TDS，只有對圓錐工件有特殊要求（如閥類零件，要求配合圓錐在給定截面上接觸良好，以保證密封性）時，才規(guī)定此項公差，但必須同時規(guī)定圓錐角公差A(yù)T。（3）圓錐角公差A(yù)T。圓錐角公差A(yù)T是指圓錐角的允許變動量，即允許的錐角最大值αmax與最小值αmin之差。圓錐角公差帶是在軸切面內(nèi)最大、最小兩個極限圓錐角所限定的區(qū)域，如圖8-7所示。圖8-6給定截面圓錐直徑公差帶圖8-7圓錐角公差帶 ②圓錐角公差等級規(guī)定有12級，AT1為最高級，其余依次降低。應(yīng)用范圍如下。 AT1～AT5用于高精度的圓錐量規(guī)、角度樣板等； AT6～AT8用于工具圓錐、傳遞大力矩的摩擦錐體、錐銷等； AT8～AT10用于中等精度錐體零件； AT11～AT12用于低精度零件。 其中AT4～AT9級圓錐角公差數(shù)值如表8-3所示。 ③直徑公差TD與錐角公差A(yù)T間的關(guān)系。當(dāng)對圓錐角公差A(yù)T沒有特殊要求時，可用圓錐直徑公差TD加以限制（見圖8-8）。此時圓錐角αmax與αmin是在直徑公差帶TD內(nèi)的極限圓錐角，實際圓錐角被允許在此范圍內(nèi)變動。 表8-4列出了圓錐長度是100mm時圓錐直徑公差TD所限制的最大圓錐角誤差

max。當(dāng)對圓錐角精度要求較高時（如圓錐量規(guī)），則應(yīng)單獨規(guī)定圓錐角公差A(yù)T。此時，圓錐角極限偏差可按單向或雙向分布，如圖8-9所示。圖8-8用圓錐直徑公差限制錐角的偏差圖8-9圓錐角極限偏差分布（4）圓錐的形狀公差TF。圓錐的形狀公差TF包括素線直線度公差和截面圓度公差。 對圓錐形狀公差有較高要求時，應(yīng)單獨給出圓錐的形狀公差TF。2．圓錐公差的給定方法和標(biāo)注 對一個具體圓錐零件而言，四項公差不必全部給出，而是根據(jù)零件的不同要求來給定公差項目。 GB/T11334—2005規(guī)定了兩種圓錐公差的給定方法，標(biāo)注方法按GB/T15754—1995《技術(shù)制圖圓錐的尺寸和公差注法》的規(guī)定執(zhí)行。方法一基本錐度法 此方法遵循包容要求，即給定圓錐直徑公差TD和作為基準(zhǔn)的理論正確錐度C（或錐角

），而將錐角誤差和形狀誤差均限制在TD公差帶內(nèi)。圖8-10基本錐度法標(biāo)注（示例一）圖8-11基本錐度法標(biāo)注（示例二）方法二公差錐度法 此方法遵循獨立原則，即同時給出給定圓錐截面直徑公差TDS和圓錐角公差A(yù)T，兩種公差相互無關(guān)，分別滿足要求，如圖8-12所示。圖8-12公差錐度法標(biāo)注示例3．圓錐公差的選用 在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)具體使用要求選用圓錐公差。（1）對于有一般配合要求的內(nèi)、外圓錐結(jié)合。應(yīng)按第一種公差給定方法：選用直徑公差。 ①對于結(jié)構(gòu)型圓錐，其配合性質(zhì)由其結(jié)構(gòu)決定，因此應(yīng)同圓柱配合一樣存在關(guān)系：TDP=TDi+TDe。選用時，可根據(jù)配合公差TDP來確定內(nèi)、外圓錐直徑公差TDi、TDe。 為保證配合精度，直徑公差一般不低于9級精度。 ②對于位移型圓錐，其配合性質(zhì)由內(nèi)、外錐軸向位移量確定，直徑誤差是直接影響因素。圓錐公差的選用方法有兩種。方法一根據(jù)對基面距要求選取直徑公差。（2）對于配合面有較高接觸精度要求的內(nèi)、外圓錐結(jié)合。應(yīng)按第二種公差給定方法：同時給出給定圓錐截面直徑公差TDS和圓錐角公差A(yù)T。（3）對于非配合外圓錐。同圓柱公差，一般選用基本偏差js。8.4圓錐精度檢測

【本節(jié)要求】掌握圓錐精度檢測的內(nèi)容以及檢測方法。 圓錐精度檢測主要包括錐度檢測、圓錐角偏差檢測和直徑偏差檢測等。 由于采用直接法測量有困難，生產(chǎn)上多采用間接測量法。 間接法是用量具測量與錐度有一定函數(shù)關(guān)系的尺寸，然后通過函數(shù)關(guān)系計算出被測錐度或錐度偏差。 常用相對檢測法檢驗圓錐的合格性。 相對檢測法的實質(zhì)是將錐度量具與被加工圓錐相比較，用光隙法或涂色法估計出被測錐度的偏差，或判斷被測錐度是否在允許的公差范圍內(nèi)。 間接法可以直接測算出圓錐的錐度及錐度偏差，相對法可以估計出錐度偏差的趨勢，多用于檢測產(chǎn)品的合格性。1．用圓錐量規(guī)檢驗圓錐的合格性—

相對檢測法 使用圓錐量規(guī)來檢驗內(nèi)、外圓錐工件的