圆锥极限及锥度测量

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,学习情境六 圆锥和角度的检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,返回本章首页,第6章 圆锥结合的互换性及其检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,上一页,下一页,返回本章首页,第6章 圆锥结合的互换性及其检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,返回本章首页,第6章 圆锥结合的互换性及其检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,返回本章首页,第6章 圆锥结合的互换性及其检测,能正确、熟练使用万能角度尺检测工件角度；会组合万能角度尺，能准确读数；能判断被测角度合格性。,能正确、熟练使用正弦规检测工件锥度偏差；能计算并组合量块；能正确安装和调试测量装置；能准确读数并判断被测工件的合格性。,会使用圆锥量规检测工件的锥度和直径，会判断工件的合格性。,第4章 圆锥的极限与配合及角度与锥度的检测,开 始,被测零件,圆锥配合的特点之优点：可自动定心，对中性良好，而且装拆简便，配合间隙或过盈的大小可以自由调整，能利用自锁性来传递扭矩以及良好的密封性等优点。,缺点：圆锥配合在结构上比较复杂，其加工和检测较困难。,4.2.1 概述,1.圆锥配合的特点,2.圆锥配合的根本参数,3.圆锥直径：圆锥在垂直于其轴线的截面上的直径。常用的圆锥直径有：最大圆锥直径 D，内、外圆锥的最大直径分别用Di、De表示；最小圆锥直径d，内、外圆锥的 最小直径分别用di、de表示；给定截面上的圆锥直径用Dxdx表示。,5.圆锥的结合长度Lp：内、外圆锥结合局部的轴向距离。,6.圆锥角(锥角)：在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角见图6-2。,圆锥素线角/2：圆锥素线与轴线间的夹角，并且等于圆锥角的一半。,7.锥度C：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径D和d之差与其两截面间的轴向距离L之比，,即,锥度C与圆锥角的关系为,锥度一般用比例或分式表示，,例如，C1：20或120 来表示。,问题？,锥度有没有单位？,请同学们自己再推导一下锥角与锥度之间的关系式,8基面距：相互配合的内、外圆锥基准平面之间的距离，用Ea表示。基面距用来确定内、外圆锥的轴向相对位置。,3.圆锥配合的种类,1.间隙配合,这类配合具有间隙，而且在装配和使用过程中间隙大小可以调整。常用于有相对运动的机构中。如某些车床主轴的圆锥轴颈与圆锥滑动轴承衬套的配合。,2.过盈配合,这类配合具有过盈，自锁性好，产生较大的摩擦力来传递转矩，折装方便。例如钻头(或铰刀)的圆锥柄与机床主轴圆锥孔的配合、圆锥形摩擦离合器中的配合等。,3.过渡配合,可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合，其中要求内、外圆锥紧密接触，间隙为零或稍有过盈的配合称为,紧密配合,，它用于对中定心或密封，可以防止漏液漏气。如锥形旋塞阀、发动机中的气阀与阀座的配合等。为了保证良好的密封性，通常将内、外锥面成对研磨，所以这类配合的零件没有互换性。,4.圆锥配合的形成方法,1)结构型圆锥配合的形成方法,(1)由内、外圆锥的结构确定装配的最终位置而形成配合。见左图5所示。,(2)由内、外圆锥基面之间的尺寸确定装配后的最终位置而形成的配合。见右图所示。,为由轴肩接触得到间隙配合,由结构尺寸Ea(基面距)得到过盈配合,2)位移型圆锥配合的形成方法,(1)由内、外圆锥实际初始位置A开始，作一定的相对轴向位移而形成配合。实际初始位置是指在不施加装配力的情况下相互结合的内、外圆锥外表接触时的轴向位置。这种形成方式可以得到间隙配合或过盈配合，如左图所示。,(2)由内、外圆锥实际初始位置A开始，施加一定装配力产生轴向位移而形成配合。这种方式只能得到过盈配合，如右图所示。,4.圆锥配合的使用要求,(1)相互配合的圆锥面应接触均匀因此必须控制内、外圆锥的圆锥角偏差和形状误差。,(2)基面距的变化应控制在允许的范围内。当内、外圆锥长度一定时，基面距太大，会使配合长度减小，影响结合的稳定性和传递转矩；基面距太小，会使间隙配合的圆锥为补偿磨损的轴向调节范围缩小。影响基面距的主要因素是内、外圆锥的直径偏差和圆锥素线角偏差。,4.2.2 圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响,1.直径偏差对基面距的影响,假设基面距在大端，为了便于分析，内、外圆锥角均无偏差，仅圆锥直径存在偏差。如图4.9所示，内圆锥直径偏差Di为正，外圆锥直径偏差De为负，那么基面距将减少。即基面距偏差1Ea为负值。,2.圆锥角偏差对基面距的影响,假设以内锥大端直径为根本直径，内、外锥大端直径均无误差，仅斜角有误差。,(1)当外锥角内锥角时，如图4.10(a)所示，那么内、外锥在大端接触，基面距的变化可忽略不计。但是因接触面积小，易磨损；可能使内、外锥相对倾斜。,(2)当外锥角内锥角时，如图4.10(b)所示，那么内、外锥将在小端接触，由半角偏差所引起的基面距变动量为2Ea。,3.圆锥的形状误差对圆锥配合的影响,圆锥的形状误差主要指圆锥素线的直线度误差和圆锥的圆度误差。圆锥的形状误差主要影响圆锥结合面的接触精度，而对基面距的影响很小。,综上所述，对上述圆锥几何参数都必须规定公差，以限止其误差对其配合性能的影响，从而满足配合的需要。,1.锥度与锥角系列GB/T 157-2001,4.2.3 圆锥公差,为了便于生产和控制圆锥，在设计时,应选用标准锥度或标准圆锥角。一般用途圆锥的锥度与锥角系列见表4.1，表中给出了圆锥角或锥度的推算值，优先选用第一系列。,表6-2 特殊用途圆锥的锥度与锥角摘自GB/T 157-2001,特殊用途圆锥的锥度与锥角系列见表4.2。它仅适用于某些特殊行业，在机床、工具制造中，广泛使用莫氏锥度。常用的莫氏锥度共有7种，从0号至6号，使用时只有相同号的莫氏内、外锥才能配合。,圆锥公差包括圆锥直径公差TD、圆锥角公差AT和圆锥形状公差TF三个方面。,1圆锥直径公差TD,圆锥直径公差是指圆锥实际直径允许的变动量，用TD表示，它适用于圆锥全长上。圆锥直径公差带是在圆锥的轴剖面内，两锥极限圆所限定的区域。一般以最大圆锥直径为根本尺寸。,2.圆锥公差,2圆锥角公差AT(ATD、AT),圆锥角公差是指圆锥角的允许变动量。圆锥角公差带是两个极限圆锥角所限定的区域，如下图。锥角公差共分12个公差等级，用ATlATl2表示，其中ATl最高，ATl2最低，例如AT6表示6级圆锥角公差。各公差等级的圆锥角公差见表4.3所示。,圆锥角公差值按圆锥长度分尺寸段，其表示方法有两种：,(1)AT以角度单位(微弧度、度、分、秒)表示锥角公差值(1rad等于半径为lm弧长为1 m所产生的角度，5rad=1，300rad=1)。,(2)ATD以线值单位(m)表示圆锥角公差值。在同一圆锥长度分段内，ATD值有两个，分别对应于L的最大值和最小值。,AT和ATD的关系是：ATDATL 10-3,式中，ATD的单位为m，AT的单位为rad，L的单位为mm,例如，当L=100，AT为9级时，查表6.3得AT630rad或210，ATD63m，,假设L80，AT仍为9级，那么按上式计算得,ATD(6308010-2)m50.4 m=50m。,给定截面圆锥直径公差是指在垂直于圆锥轴线的给定截面内圆锥直径的允许变动量，它仅适用于该给定截面的圆锥直径。其公差带是给定的截面内两同心圆所限定的区域，如图4.13所示。,T,DS,公差带所限定的是平面区域，而T,D,公差带所限定的是空间区域，两者是不同的。,3给定截面圆锥直径公差TDS,圆锥形状公差包括素线直线度公差和横截面圆度公差。,圆锥直径公差T,D,可以控制圆锥形状误差，当圆锥的形状公差有更高的要求时，可另外给出形状公差。,4圆锥形状公差T,F,5)圆锥公差的标注方法,如果锥角和圆锥的形状公差都被控制在直径公差带内，标注时应在圆锥直径的尺寸公差后面加注圆圈的符号T，如图4.14所示。,给定圆锥直径公差，锥角为理论正确值,时，其标注如图4.15所示，此时圆锥直径公差带不仅限制各截面的直径，而且限制锥角偏差和圆锥形状误差。,同时给出圆锥直径公差和锥角公差时，其标注如图4.16所示，此时圆锥直径公差仅适用于图样上标注的那个横截面，而其他横截面的公差带宽度还应满足圆锥角公差的要求。此种标注方法适用于对给定截面有较高精度要求的内、外锥体。,圆锥公差也可以按面轮廓度法标注,给定圆锥角标注例如,给定锥度标注例如,作业,五、综合题,1、2作在作业本上，星期四交到办公室,直接测量法是用测量角度的量具和量仪直接测量，被测的锥度或角度的数值可在量具和量仪上直接读出。对于精度不高的工件，常用万能角度尺进行测量；对精度高的工件，那么需用光学分度头或测角仪进行测量。,在生产车间万能角度尺是常用的可直接测量被测工件角度的量具。其游标读数值有2和5的万能角度尺。,4.3 角度和锥度检测实训,4.3.1 用万能角度尺测角度直接测量法,1主尺 2基尺 3制动头 4扇形板 5直角尺 6,直尺 7卡块,在主尺1上刻有90个分度和30个辅助分度。扇形板4上刻有游标，用卡块7可以把直角尺5及直角尺6固定在扇形板4上，主尺1能沿着扇形板4的圆弧面和制动头3的圆弧面移动，用制动头3可以把主尺1紧固在所需的位置上。这种游标万能角度尺的游标读数值有2,和5,两种，测量范围为0320。,万能角度尺的四种组合方式,利用基尺、角尺、直尺的不同组合，可以分别得到050、50140、140 230、2303204种组合。,锥度和角度的间接测量法是指用正弦规、钢球、圆柱量规等测量器具，测量与被测工件的锥度或角度有一定函数关系的线值尺寸，然后通过函数关系计算出被测工件的锥度值或角度值。,4.3.2 用正弦规测圆锥的锥度偏差间接测量法,正弦规是利用正弦函数原理精确地检验圆锥的锥度或角度偏差的工具。主要由主体工作平面1和两个直径相同的圆柱2组成。为便于被检工件在正弦规的主体平面上定位和定向，装有侧挡板4和后挡板3。,1主体工作平面；2圆柱；3后挡板；4侧挡板,1正弦规分为宽型和窄型两种。,2正弦规的两个圆柱中心距、工作平面的平面度精度以及两个圆柱之间的相互位置精度都很高，因此，可以用作精密测量。,正弦规的测量原理,将正弦规放在平板上，圆柱之一与平板接触，另一圆柱下垫以量块组，那么正弦规的工作平面与平板间组成一角度。其关系式为：,式中：为正弦规放置的角度；为量块组尺寸；L为正弦规两圆柱的中心距。,用正弦规检测圆锥塞规时，首先根据被检测的圆锥塞规的根本圆锥角按h=Lsin算出量块组尺寸，然后将量块组放在平板上与正弦规圆柱之一相接触，此时正弦规主体工作平面相对于平板倾斜角。放上圆锥塞规后，用百分表分别测量被检圆锥塞规上a、b两点，a、b两点读数之差h对a、b两点间距离之比值即为锥度偏差C，即：,l为a、b两点间距离。,如换算成锥角偏差()，可按下式近似计算：,=210,5,C,3)正弦规的维护与保养,(1)不能用正弦规测量粗糙工件，被测工件外表不应有毛刺、灰尘，也不应带有 磁性。,(2)使用正弦规时，应注意轻拿轻放，不得在平板上长距离拖拉正弦规，以防两圆柱磨损。,(3)在正弦规上装卡工件时，应防止划伤工件外表。,(4)两圆柱中心距的准确与否，直接影响测量精度，所以不能随意调整圆柱的紧固螺钉。,(5)使用完毕，应将正弦规清洗干净并涂上防锈油。,比较测量法又称相对测量法。它是将角度量具与被测角度比较，用光隙法或涂色检验的方法估计被测锥度及角度的误差测量。其常用的量具有圆锥量规和锥度样板等。,4.6 采用比较法测量角度和锥度,圆锥量规可以检验零件的锥度及基面距误差。检验时，