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工业设计/产品设计 |
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极限与配合、零件加工质量及检验方法 |
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零件的加工质量包括加工精度和表面质量。其中加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度，表面质量的指标有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小。表面质量的主要指标是表面粗糙度。
1.极限与配合
现代化机械制造工业中大多数产品成批生产或大量生产，要求生产出来的零件不经任 何修配和挑选就能装到机器上去，并能达到规定的配合(紧松要求) 和满足所需要的技术要求。
在同一规格的一批零件中，任取一个。不需任何就能装到机器上去。并达到规定的技术 性能要求，我们称这种零件具有互换性。互换性在机械制造中具有重要的作用. 例如，自行车和 手表的零件损坏后，修理人员很快就可以用同样规格的琴件换上，恢复自行车和手表的功能。
在实际生产过程中，加工出来的零件不可避免地会产生误差，这种误差称为加工误差。实 践证明，只要加工误差控制在一定范围内，零件就能够具有互换性.
按零件的加工误差及其控制范环制订出的技术标准，称为极限与配合标准。它是实现互换 性的基础。为了满足各种不同精度的要求，国家标准 GB/T.1000.3 -18《极限与配合基础 第3 部分：标准公差和基本偏差数值表》规定标准公差分为20 个公差等级(公差等级是指确定尺 寸精确程度的等级) ，它们是 IT01、IT0、IT1,rl-,...,IT18. IT 表示标准公差，数字表示公差等级.
其中IT01为最高,IT18为最低。公差等级高，公差值小，精确程度高；公差级低，则公差值大，精确度低。
2.加工精度 实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合的程度。精度的高低用公差来表示。
（1）尺寸精度及其检验
1）尺寸精度 尺寸精度是指实际零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度，即尺寸准确的程度，尺寸精度是由尺寸公差（简称公差）控制的。同一基本尺寸的零件，公差值的大小就决定了零件的精确程度，公差值小的，精度高，公差值大的，精度低。
2）尺寸精度的检验 尺寸精度常用游标卡尺、百分尺等来检验。若测得尺寸在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，零件合格。若测得尺寸大于最大实体尺寸，零件不合格，需进一步加工。若测得尺寸小于最小实体尺寸，零件报废。
（2）形状精度及其检验
1）形状精度 零件的形状精度是指同一表面的实际形状与理想形状相符合的程度。一个零件的表面形状不可能做得绝对准确，图1所示轴的尺寸均在公差范围内，其形状却可能有八种不同，用这八种不同形状的轴装在精密机械上，效果显然会有差别。为满足产品的使用要求，对零件表面形状要加以控制。
图1轴的形状误差
按照国家标准（GBll82—80及GBll83—80）规定，表面形状的精度用形状公差来控制。形状公差有六项，其符号见表1。表1形状公差符号
 2）常用形状精度的检验 形状精度通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。
直线度 在平面上给定方向的直线度公差带是在该方向上距离为公差值的两平行直线之间的区域。
直线度检测方法如图2所示，将刀口形直尺沿给定方向与被测平面接触，并使两者之间的最大缝隙为最小，测得的最大缝隙即为此平面在该素线方向的直线度误差。当缝隙很小时，可根据光隙估计；当缝隙较大时可用塞尺测量。
图2直线度检测
图3平面度检测
平面度 距离为公差值的两平行平面之间的区域为平面度公差带。平面度检测方法如图3所示，将刀口形直尺与被测平面接触，在各个方面检测其中最大缝隙的读数值，即为平面度误差。圆度 在同一正截面上半径差为公差值的两同心圆之间的区域为圆度公差带。
图4 圆度检测
圆度检测方法如图4所示，将被测零件放置在圆度仪上，调整零件的轴线，使其与圆度仪的回转轴线同轴，测量头每转一周，即可显示该测量截面的圆度误差。测量若干个截面，其中最大的误差值即为被测圆柱面的圆度误差。
圆柱度 半径差为公差值的两同轴圆柱面之间的区域为圆柱度公差带。圆柱度检测方法与圆度的测量方法基本相同，所不同的测量头在无径向偏移的情况下，要测若干个横截面，以确定圆柱度误差。
(3)位置精度及其检验
1）位置精度 位置精度是指零件点、线、面的实际位置与理想位置相符合的程度。正如零件的表面形状不能做得绝对准确一样，表面相互位置误差也是不可避免的。表2位置公差符号
 按照国家标准（GBll82—80及GBll83—80）规定，相互位置精度用位置公差来控制。位置公差有八项，其符号见表2，标注示例见图5。 
图5位置精度、粗糙度标注示例
2）常用位置精度的检验 位置精度常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。
平行度 当给定一个方向时，平行度公差带是距离为公差值，且平行于基准面（或线）的两平行平（或线）之间的区域。
图6 平行度检测图
平行度检测方法如图6所示，将被测零件放置在平板上，移动百分表，在被测表面上按规定测量进行测量，百分表最大与最小读数之差值，即为平行度误差。
垂直度 当给定一个方向时,垂直度公差的公差带是距离为公差值，且垂直于基准面（或线）的两平行平面（或线）之间的区域。
图7 垂直度检测
垂直度检测方法如图7所示， 将90°角尺宽边贴靠基准A，测量被测平面与90°角尺窄边之间的缝隙，方法同直线度误差的测量，最大缝隙即垂直度误差。
图8 同轴度检测
同轴度 公差带是直径为公差值，且与基准轴线同轴圆柱面内的区域。同轴度检测方法如图8所示，将基准面A、B的轮廓表面的中段放置在两高的刃口状V形铁上。①沿轴向截面测量，在径向截面的上下分别放置百分表，测得各对应点的 |Ma-Mb|；②转动零件，按上述方法测量若干个轴向截面，取各截面的 |Ma-Mb|max ，作为该零件的同轴度误差。
图9 圆跳动检测
圆跳动 径向圆跳动公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域（端面圆跳动和斜向圆跳动定义略）。
检测方法 在振摆仪上检测圆跳动。娄零件旋转一周时，百分表最大与最小读数之差，即为径向或端面圆跳动的。(end)
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(投稿)
(10/1/2007) |
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