求問尺寸配合公差 形位公差 表面粗糙度等參數的選擇問題?

今天加班 研究廠內三維規範 突然發現 現在畫圖問題已經不是問題了 對系統的分析也沒什麼了 但是呢對於設計方面 材料選用 方面突然感覺我好像什麼都不明白 腦子突然短路了 我根本不知道為什麼我這個孔配合要選這個精度 為什麼不大一點 或者小一點 這個參數是從系統所需要執行的功能上選擇 還是從系統極限強度和疲勞上考慮 還是從工藝性造價上考慮 還是從別的某些方面考慮 現在突然一點思路都沒有 so...如題 請問從決定性角度而言 公差配合之類的都是怎麼選擇的 以前都是類比法 之前用什麼 現在用什麼 不怕挨罵
不匿名 求討論 求指教 最好能上實例 或者推薦一些書什麼的 在此提前感謝了
另 本人沒有設計整機的經驗 請問有過整機設計經驗的(新開發項目、設備改進或者參數改變的)在這個過程中 請說說您所遇到的重點或者難點
先說一個吧 有關粗糙度的 這個選取越高 其表面上的影響顯而易見 配合更好 密封更強 更不易損壞 腐蝕等 另外表面波紋小 零件應力集中效果也就越小 疲勞好。從工藝上講 越高的要求 越難做 造價越高。而且每種生產工藝對應的IT等級以及所能達到的粗糙度都是有表可查的 因為是問題里就不細說了。


其實,你的這種迷茫挺正常的,至少說明你開始獨立思考了,這個書上很少講,或者講很理論。一般來說,先確定尺寸公差,再確定形位公差。公差配合的合理首先是功能需要,其次是加工的工藝性,最後是裝配和維修的工藝性。
舉個例子來說吧,配合來說,都是講孔軸配合,這個不一定是圓的孔和軸,可以是方的,但是通常為什麼是圓的呢,加工方便。傳統加工方式如車加工、銑加工、鑽床、磨加工,多數是圓形的加工方式,現在隨著激光切割和線切割的普及(成本低了),異形孔的應用也多了。
既然傳統方式的加工都是圓形加工,孔軸配合的選擇就會有基孔制或基軸制的選擇了。通常,我們孔的加工是鑽孔、鉸孔、銑刀直接成型。這樣,加工的時候為了方便,我們的尺寸選擇方面,就應該選擇有現成刀具(鑽頭、鉸刀、銑刀)尺寸的,比如直徑14的刀具比較少見,就選擇12或15、16的有方便購買的規格,這樣,加工成本就很低了,比如選直徑30的不選27的,儘管你計算需要27就夠了。
公差方面,這樣加工孔(不管是平板上的孔還是圓管上的孔),公差帶儘可能選加(正)公差,因為特殊公差的刀具很貴很難買,加工的時候刀具旋轉時候的抖動(設備精度之一)就會導致加工出來的尺寸略大於刀具直徑。這時候軸的加工就通常是車加工出來的,不受刀具精度限制,所以,基孔制是成本低的選擇(就是工藝性好)。
這時候,如果你設計的軸是電機輸出軸,那就只能基軸制了,或者是與軸承外圈配合的,也只能選擇基軸制的配合。
配合怎麼選呢,就是說間隙配合、過渡配合、過盈配合這三個什麼時候選用。簡單說來是這樣,不重要、不影響裝配後的精度(如會有螺絲連接緊固的)選擇間隙配合就可以,轉動方向是單向、且是連續的工作狀態,就是間隙配合即可,至於間隙大小的選擇,看裝配的難度了,越松就越容易裝配。
舉個例子,如果是單向間歇運轉且轉動位移要求精度不高、轉速不高的帶平鍵的孔軸配合,也可以選擇間隙配合,但是需要有兩個90度的相間隔的緊定螺釘緊定定位。如果是有鍵配合的,其中一個緊定螺釘要鎖在平鍵的上面。
同樣是旋轉來說,如果是單向間歇旋轉的,或者正反向運動的,選擇過渡配合,這時候也需要有緊定螺釘,如果是傳遞較大扭矩的,這時候一般會選擇過盈配合了,這通常需要壓裝甚至熱套裝配了。

形位公差是尺寸公差的補充,所以其公差帶的選擇應該是小於尺寸公差的,否則就沒有意義了。
形位公差,一定要理解形位公差的意義,這時候你才能做出正確的選擇和需要控制的內容和尺度。
比如一個工件,寬度的公差是0.2mm,那麼這個寬度兩邊的平面如果給個平行度要求,那就需要小於0.2mm,否則就失去意義了,很多時候,這個寬度的公差要求並不高,但是平行度要求很高,可能會是0.05mm,那麼這個這個平行度就很重要了,通常是對裝配有重要影響的。
說了這麼多,不知道表達清楚沒有,一起探討、相互學習吧。

再說說粗糙度
這東西更懸,我也是很久才懂得。通常,一般的機械加工基本達到12.5,對機加工來說,這是比較粗糙的了,這種要求,對外觀要求不高可以採用,我建議做普通加工件的未注要求可以,比如鈑金件的剪板機剪切口等,個人認為沒有什麼(公差)要求的可以採用這個值,如果好一些就6.3,這些車、銑、都能容易達到,3.2、1.6、或更小粗糙度就需要磨加工了,這意味著成本上升,所以,如果沒有更高要求,3.2以內就好了,3.2的公差帶需要0.01的精度等級用了,0.05的6.3也可以。
問題是,為什麼要做的那麼光,這涉及到有效接觸面的大小,和緊固、耐磨、受力有直接關係。像我這裡加工的軸承滾子接觸的面,需要超精加工,其實就是拋光處理,目的就是獲得更好更均勻的受力。機械密封方面也是這樣需要粗糙度要求較高。


不知道題注有沒有學過互換性,國家標準有優先數,優先配合,先按國標做,之後再根據設備運轉需求和製造成本進行優化,或者沒必要優化,出了事推給國標,免得自己麻煩


這個問題 獲取最主要的還是要通過經驗 我做過幾套模具設計,國內的大部分企業的加工水準都比較低,基本上就是保證裝配就已經不錯了。除非是那種高精端的企業 如果樓主在這種企業內,去生產車間跟著師傅學習一段時間,保准就明白了。


謝邀。
公差與配合的選擇,表面粗糙度的選擇,是個很大問題,足夠寫一本專著。
我覺得總的原則是兩條:
(1)滿足要求,
包括功能性要求和質量要求
(2)成本越低越好
因地制宜,工藝越簡單越好

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(找到實例後,再補充說明)


一,有標準的按標準來,公差的選用能標準化最好標準化,能節約很多刀具量具成本。保證性能的情況下,公差不要太嚴格,保證工藝性和成本。粗糙度如果不是特別精密的產品,根據企業加工能力標註,太嚴太松加工都費勁。
二,進行尺寸鏈計算,調整公差。大多情況下零部件要求完全互換的,這樣零部件只要在公差範圍內就必須能裝配性,維修性也好。尺寸鏈全面計算一次後,大部分尺寸公差都會有理有據了。
三,滿足要求的情況下,選擇公司現有規格的物料,現有的裡面選擇便宜的。除非產品需求量非常大,不選擇新規格物料,因為新規格材料,一般都有起定量,採購成本不菲。
四,尺寸公差還要考慮塗覆工藝,裝配工藝,材料工藝性等等。比如,表面處理本身有一定的粗糙度和公差,標註太嚴可能電鍍這關都過不了。此外,可能公差就嚴格那麼一點點,但是裝配的難度卻大幅上升。
總之,這是一個複雜的決策過程。多去車間跟蹤加工裝配,實際操作一下,感受一下,多留心,多記錄。
…………
公交車上,手機打字,真費勁。


剛畢業就在老機械國企待了三年(現已離開),說實在我一直到現在還有跟題主一樣的疑問
我原先尺寸公差除明顯的(間隙與過盈)之外,80%是JS7或JS8 產品為農機產品 非高技術高精密的零部件
問了工藝處的老工程師,為啥這麼選
得到的回答是 經驗 因為一直這麼生產 不會出現大的質量問題
我自己做設計的時候,多數是查閱相關手冊,選取推薦的值(其實我個人認為也是經驗+對應現實情況)
但是
我這機加工的師傅多數是不會看的(你標你的,他做他的,你去找他,他直接拿工件叼你,然後說「要不你來?」)
形位公差的標註也是查閱相關資料,並結合現實情況標註的
但是
會檢驗形位公差的基本上已經是老師傅了,木有年輕人學啊..555
有些專用的檢具還要自己製作,就剩那麼兩三年等退休,對你的東西也是愛理不理
挨、老國企真是 毀人不倦 特殊的制度下一直處於破產的邊緣 硬是靠政府頂住 每個月發低保而避免出現社會穩定問題


我雖然畢業後只有不到兩年經驗,但是想把自己的理解說一下,拋一片板磚,以求美玉。
配合這一塊的選取,個人的理解,首先要考慮的是配合處的活動對於整機的重要程度,比如一處轉動鉸鏈機構。考慮轉動的載荷,效率和精度,負載的大小,從這幾個方面可以大致選定一個公差配合的範圍,如果只要一般的無配合轉動,允許一定震動和誤差,可以採用較松的配合,便於軸承或鉸鏈的拆裝維護。如果需要精度保證,則要保證兩個構件之間最少位移和誤差,這時需要一些緊配合,安裝方式也要注意。

其次考慮配合處的粗糙度,粗糙度的前提也是在機器的使用精度大小的前提下考慮,因為粗糙度大小,可能加工成本和工時就會成倍提高,比如如果粗糙度從3.2提升到1.6,加工件就有可能會從普車和精銑,變成多一次裝夾,換到CNC,或者磨床上精加工,成本過高。
最後考慮加工工藝,以少工序加工,除了必要面的精度,其他的可以優先選用簡單的加工方式。

最後,公差配合的選取,參照手冊選取,盡量不要自行寫個數字上去,有可能選的太高加工太貴,加工商沒法加工,等等問題都會來找你。

以上是粗淺見解,望高人指教


這個問題這麼長時間也應該算是收尾了 首先感謝大家認真的回答 對我的幫助是大大的 現在看來 問題的描述有些不準 其實當時的感覺就是 我已經算了好幾年的積分了 但是突然就想 為什麼一加一等於二 而不等於三 這已經過去小半個月了 其中緣由可能已經明確了許多
首先我查了目前最高端的精密儀器的加工 就拿單軌說 聽說最精密的都是拿手工一點一點做出來的 拿日本舉例 他們的小作坊 能做出世界頂級的精度 他們普遍集中在某一個城市(記不住了) 因為那個地方的緯度 能保持常溫在15-20度左右 看了他們的堪稱表演的手藝 感覺這個時候所謂的國家標準可能已經作用不到他們身上了
之後開始研究國家標準 聽說(道聽途說)我國國標都是照比國外的標準走的 之後根據國情 特色的降了一點要求 也不知道這個降低是根據實際計算出來的 還是就是按某個比例係數擴大的 蝴蝶扇一扇翅膀都能引起颶風 更何況降了標準...從材質本身 工況引起的疲勞 振動等角度來講...(抹黑諸位先驅者們 抱歉 你們功不可沒)
再次考慮了一下標準可能對產品的影響 發現 標準這個東西 確實很有需要 因為基本上每個地方的生產都是低於圖紙設計標準的 (好地方哪有這般苦惱)之後反饋到質量那邊判定是否可行 從工期和成本上考慮 從多一事不如少一事上考慮 從質量也要做人的角度上考慮 很大一部分超差 或者小範圍超差都會被忽略過去 如果粗糙一點的機器也就那麼地了 精度大一點的 最後其工作能力與壽命沒有達到或者少於達到預期效果 這全是設計的事 不過 現在大部分地方對這些事追究的不嚴格 或者直接推到國外產品中國不好做 或者推到引進產品難免會有差錯 或者壓根就不在乎這個事 無所謂了 能幹活就行 能動就行 不知道是幸運 還是不幸
作為一個負責任的人 也作為一個要臉皮的人 我不希望發生上述無解的問題 回去查設計迭代只能撓頭而無作為 可是要實時追蹤每個零件 從能力上和權力上 我也是做不到的 我要跟德國人學 事前預判 去解決可能發生的問題 但是我現在哪有那能力啊 產品結構問題目前不用去考慮 無非也就是設備實在太老了 用現在的電氣設備改進一下 實現所謂的自動化 so 只能從加工上去控制 如此 涉及到選公差 選型問題 如果我能從根上理解這個選擇基準 遇到有特殊要求的地方 或者簡單的說 單純工況不一的地方 我是不是就可以根據自己的判定去做出選擇 而不是單純的「類比法」 於是 出現了這個問題
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上面談到精度的問題 先不說師傅技術如何 首先 哪個地方能保證工作室是常溫的 其次 連型材都不是那麼標準呢 何況加工。當然 精密傳動的地方是不會這麼苦逼的 否則公司早黃了...

再次感謝各位的回答 也歡迎繼續討論


可以學習一下DFMEA,藉助它,你可以分析要實現的功能以及實現這些功能。要實現這些功能,自然就對零件提出了要求(尺寸,公差,材質,配合,熱處理,表面粗糙度等等)。說白了就是圖紙上每一個要求都是為了實現要求的功能而來的,當然是靠經驗,實驗,標準,客戶要求等確定的。
DFMEA只是扳手,修車還得懂車才行。


題主已經開始涉及整機設計了,可是好多答案還是在做工科的科普工作,不太對路啊。
本人自問從學歷和經歷均不能對題主有幫助,此回答放之四海而皆不準。
其實學習機械設計時到了畢業設計就發現,你做了一大堆計算,然後用計算結果去設計產品,實際上市面同用途產品已經一大堆。這東西學個什麼勁啊。
然後工作中發現,神馬機械設計,就是選型啊,有成熟產品選成熟產品,沒有的時候用經驗選軸、選齒輪、軸承。。。。拼個醜八怪出來。(好吧,我是干維護的,基本沒有創新和生產,負能量以偏概全)。

題主不但知其然,還想要知其所以然,讓人佩服。但是工程上的所以然還是有點模糊,有好多經驗值在裡面,即使有理論上的進步搞明白了很多東西,但老的經驗值已經上升為標準,想改動成本太高了。
如果這產品是你自用的(或歸你維護管理的),那麼在符合計算或經驗的範圍內選最好的(工藝性差點就差點,實在不行上人工硬幹,一般的加工還能對付過去),必要時按照特殊工況計算來說服領導,已避免使用中的麻煩。
如果是要出產品賣錢的,那考慮的事情就太多了,必須在選擇時放寬些,控制成本。
以自己一次不成功的設計經驗做結尾吧:如果能夠重來,我會儘可能全面了解設備用途,儘可能收集同類型產品資料,再開始設(改)計(進)。——胡說一氣,還是摺疊了吧

看了評論回來再說兩句,加工精度(公差)當然是按照標準選的,但是有了實際的裝配和使用經驗(限制)後當然可以改,如果是少量產品,當然可以不顧超差,搞配對使用,用戶只看結果的,是很好哄的!
再說幾句個人感受,從設計原則選擇的加工精度,應該與實際的加工實際情況結合一下,有的時候要犧牲精度,但有時候(特別是少量生產,例如維修備件),你會發現因為設備夠好(或者操作習慣),實際產品尺寸測量下來都在一個很窄的範圍內,那以後當然可以提高加工要求,讓實際尺寸落到裝配方便的範圍里。這個意思是在確定了標準規定的公差範圍後,你可以在其中壓縮一下。選擇成本許可下的最高精度(僅供參考)。


建議題主從工裝之類的入手,你就知道大概這些參數要如何匹配了。具體指標分解都是要根據需求而來的。
舉個荔枝,一根軸兩段配置倆軸承,假設倆軸承完全同心,那就對軸的直線度,兩段軸承安裝部分的同心度提出了要求,具體的軸直線度,同軸度數值,就可以通過公差分析獲得(別問我具體方法,我知道的都已經寫出來了)實際情況是即使這樣一個簡單的模型,要分析起來也費老大勁,一般都沒這個閑工夫搞這個。
我現實的做法就是題主說的根據手冊中的類比。目前我所在的小單位,加工質檢都馬馬虎虎,按照理論提的各項精度要求基本都是廢的,現在只求能順利裝配,降低成本,性能基本滿足,唉。
(看心情以後在補充)
看到有solidworks的標籤,SW有公差分析軟體,建議參照幫助練習一下。
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以上為個人見解,歡迎討論,批評指正


出個萬金油
題主可以翻閱下機械設計手冊第一冊
公差配合章節基本滿足一般技(gong)術(ke)員(gou)應用需求
exp
挖掘機鏟斗與軸套的配合
1 定性 軸套不轉 過盈壓入
2 查表常用公差配合 H8/u7 表中對每個推薦配合均有描述
3 制定工藝
查表 常用加工方法可以達到的IT等級
查表 常用加工方法可以達到的光潔度
查表 常用加工方法達到精度等級的經濟性(這個在金屬加工手冊,藍皮書)
在補一個常用加工方法可以達到的形位公差等級
人丑讀書 工科查表
大致如此


看題目題主是搞產品開發的。那麼很簡單,沿用經驗,沒什麼秘訣。
新人抄老圖紙,老圖紙是80年代抄美國或者50年代抄蘇聯這一類。


我認為首要從功能上確定,圖紙是一切的源頭,之後才是滿足製造,再後來就考慮降低要求來降低成本並提高成品率。

而產品功能則依賴於各個行業的標準和經驗的積累得到,查表查不到的,這就是核心技術,掌握在自己的企業中。


剛開始搞設計的時候做了個雙濕式離合器的設計,跟普通的離合器精度上有很大區別,對比了一下,傳統離合器公差基本沒有配合一說,+-0.2左右,基本都走上公差或者下偏差,但是對比的圖紙上卻經常出現0.001或者是IT0的精度等級,令我很費解,想想看有幾個原因,一個是故意標的錯的,還有可能是幾套圖紙放在一起拼的,所以公差這種東西,很多時候不是差標準來的,更多的是經驗,非配合要求(精度極高)的給個+-0.1,0.2就行


書的話,機械設計手冊已經講的很細了,尺寸公差的選擇源自你對零件裝配的要求,可以滑動嗎,還是即可以滑動又能轉動(這個的公差間隙大於單純滑動的),無配合要求的尺寸按自由公差即可。
形位公差的選擇依然依託設計手冊的給定選擇,要是比較有限可以自己算一下也可以(公差誤差是一次傳導的,最終反映到工作位置,如:砂輪盤面等,只要對公差測量的方法熟悉一下就可以利用三角函數算出實際偏差值了)。
而粗糙度的選擇粗糙度標註的位置就是說明此位置為加工面,粗糙度選取依據是形位公差,當形位公差小到只能上磨床加工時候,你標6.3磨工會罵娘的,這是要根據公差要求及加工方式來選擇的,當然也有說要儲油防鏽等要求來定,儲油需要刮研,這個不拿粗糙度標註來看待,防鏽話,配合面可以通過表面處理加防鏽油等滿足,非配合面防鏽漆就好了。


從事機加工,時間不長,公差、配合主要是經驗和標準,其次是計算,給公差時要把相關零件的公差極限看下,會不會互相影響,在不影響性能的前提下,公差等級儘可能低


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