大尺寸是指公称尺寸为500~3150mm的尺寸。大尺寸与常用尺寸的孔、轴公差和配合相比较,既有联系,又有差别。
在常用尺寸分段中,标准公差因子与公称尺寸呈立方抛物线关系,它反映构成总误差的主要部分是加工误差。但是,随着公称尺寸的增大,测量误差、温度及形状误差等因素的影响将显著增加,测量误差(包括温度的影响)在总误差中所占比例将随公称尺寸的增大而增加,并逐步转化成主要部分,所以大尺寸的标准公差因子I与公称尺寸D呈线性关系,如图2-35所示。其关系式如下:
I=0.004D+2.1(μm) (2-25)
图2-35 标准公差因子I与公称尺寸D的关系
式中 D——公称尺寸,mm。
按式(2-25)计算标准公差因子I时,D以尺寸分段的几何平均值代入。
按GB/T1800.1—2009的规定,大尺寸的标准公差等级分为20级(表示的方法同常用尺寸),IT5~IT18标准公差数值的计算公式与常用尺寸的相同,即标准公差数值等于标准公差因子乘以标准公差等级系数。由于大尺寸孔、轴加工和测量都比较困难,因此选用大尺寸的标准公差等级时,以IT6~IT18为宜。
国家标准GB/T1801—1999《极限与配合 公差带和配合的选择》对大尺寸规定了31种常用孔公差带(见图2-36)和41种常用轴公差带(见图2-37)。
图2-36 常用的大尺寸孔公差带
图2-37 常用的大尺寸轴公差带
大尺寸孔和轴的配合一般采用基孔制配合,并且孔和轴采用相同的标准公差等级。
大尺寸孔、轴的标准公差等级及配合种类的选择方法可参考常用尺寸孔、轴的标准公差等级及配合种类的选择方法。
大尺寸孔或轴可按互换性原则加工。但单件小批生产时标准公差等级较高的大尺寸孔或轴按互换性原则加工就不经济,在这种情况下,可采用配制配合。配制配合是指以相互配合的孔和轴中的孔或者轴的实际尺寸为基数,来配制与它配合的轴或者孔的工艺措施。
设计产品时,孔和轴应按互换性原则选取配合。当采用配制配合时,配制配合的极限间隙或极限过盈必须与按互换性原则选取的配合的极限间隙或极限过盈相符合。(www.daowen.com)
采用配制配合时,通常选择相互配合的孔和轴中较难加工,但能得到较高测量精度的那一件(多数情况下取孔)作为先加工件,予以一个比较容易达到的公差加工或按一般公差加工,另一件即配制件(多数情况下取轴)的公差应大于按互换性原则规定的该件公差,甚至可以等于按互换性生产选取的孔、轴配合公差。配制件的极限尺寸以先加工件的实际尺寸为基数来确定。
在装配图和零件图上,配制配合用代号MF表示。在装配图上的标注,须借用基准孔的代号H或基准轴的代号h表示先加工件,例如φ1500MF表示先加工件为孔,φ1500MF表示先加工件为轴。此外,在装配图上要标明按互换性原则加工时的配合代号,如图2-38(a)所示的φ1500;在零件图上则标明配制加工的公差带代号,如图2-38(b)所示的先加工件(孔)按φ1500H9加工,图2-38(c)所示的配制件(轴)按φ1500f8加工。
图2-38 配制配合在图样上的标注
(a)装配图;(b)零件图;(c)零件图
“配制配合”与目前许多工厂应用的“配作”是有区别的。“配制配合”既能扩大公差,保证配合性质,又具有系列化、理论化和标准化的特点。“配制配合”只涉及零件的尺寸公差,其他技术要求不应因采用配制配合而降低。
例2-9 公称尺寸为φ1500mm的孔和轴的配合,要求配合的最大间隙为+0.380mm,最小间隙为+0.105mm。采用配制配合来满足使用要求,并确定先加工件和配制件的极限尺寸。
解:为了满足上述使用要求,按互换性生产可选用配合φ1500H7/f7(F7/h7),配合的最大间隙为+0.360mm,最小间隙为+0.110mm,配合公差Tf为0.250mm。采用基孔制,选取孔作为先加工件,在装配图上标注为φ1500MF。
对先加工件孔给一个比较容易达到的标准公差等级IT9,该孔的公差带代号为H9,在零件图上该孔标注为φ1500H9MF。如果该孔按一般公差加工,则标注为φ1500MF。
因为本配制配合为间隙配合,所以配制件轴的基本偏差为上极限偏差es,es=-Xmin=-0.110mm。配制件轴公差的大小应符合φ1500H7/f7的配合公差要求,因此该轴的下极限偏差ei=es-Tf=(-0.110-0.250)mm=-0.360mm。根据配制配合的公称尺寸和轴的上、下极限偏差数值,查得与其近似而符合要求的配制件轴的公差带代号为f8。在零件图上该轴标注为 φ1500f8MF,这时规定的轴公差 IT8(0.195mm)大于按互换性原则规定的轴公差IT7。
若先加工件孔的实际尺寸为Da,则配制件轴的尺寸确定为φDaf8。假如先加工件孔按φ1500H9加工后测得它的实际尺寸为φ1500.210mm,则该孔和配制件轴的公差带示意图如图2-39所示。
此时该轴的极限尺寸为
图2-39 配制配合的孔、轴公差带示意图
最大极限尺寸 =(1500.210-0.110)mm=1500.100mm
最小极限尺寸 =(1500.210-0.305)mm=1499.905mm
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