轴的长径比大于20~25的轴称为细长轴。细长轴的特点是直径相对长度比较小,或者说细长轴长度比较长,但刚性差;在加工过程中容易弯曲变形,加工过程中弯曲会造成加工尺寸精度、几何精度(圆柱度、直线度)和表面粗糙度差。针对这些情况,检验人员应在检测过程中注意检测重点。
1.圆度的检验
检验图3-33所示光杠(车工加工)的圆度。
图3-33 车工加工光杠零件图
(1)图样分析
1)毛坯是热轧圆钢,材料为45钢。
2)工件长度为1200mm、直径为ϕ30mm,长径比为40,是典型的细长轴。
(2)零件几何量精度分析
1)几何尺寸:外圆直径ϕ300-0.084mm,公差等级为IT10;长度1200mm未注公差,按中等精度查得极限偏差为±1.2mm,可以用金属直尺测量;两处倒角C1可目测。
2)几何公差:ϕ30mm的圆度公差为0.015mm,公差等级为IT9~IT10。
3)表面粗糙度:ϕ30mm外圆的表面粗糙度值为Ra3.2μm,其余表面粗糙度值为Ra6.3μm,均用表面粗糙度比较样块目测对比测量。
(3)检测量具(辅具)
1)使用量具:25~50mm的外径千分尺,表面粗糙度比较样块,1500mm金属直尺。
2)使用辅具:检验平板。
(4)零件检测
1)几何尺寸:外圆直径ϕ300-0.084mm,用外径千分尺直接测量得到;长度1200mm,用金属直尺测量得到;两处倒角C1mm,用目测或游标卡尺测量得到。
2)几何误差:ϕ30mm外圆的圆度公差为0.015mm;在生产车间,对于大批量生产产品,采用通、止卡规测量;对于单件和小批细长轴,一般用外径千分尺测量。在同一截面上用外径千分尺十字或米字测量,即对不同的角度进行测量,千分尺的最大读数和最小读数的差值之半就是该截面上的圆度误差;按上述方法在工件1200mm全长上测量若干个截面,取其中最大的误差值作为该工件的圆柱度误差。
在选取若干截面时,最好结合细长轴的加工方法进行;用一端夹紧一端顶尖的方法加工和用双顶尖中间支承的加工方法,前者选择截面要多于后者。
3)表面粗糙度:表面粗糙度值检测时把样块靠近工件表面,用肉眼观察比较得出表面粗糙度值。
2.直线度误差的检验
检验图3-34所示光杠(磨工加工)的直线度误差。
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图3-34 磨工加工光杠零件图
(1)图样分析
1)磨工加工细长轴零件。
2)工件长度为250mm、直径为ϕ8mm和ϕ10mm,该轴是长径比大于25的细长轴。
(2)零件几何量精度分析
1)几何尺寸:外圆直径ϕ100-0.15mm,公差等级为IT12,用外径千分尺测量;长度50mm、250mm未注公差,按中等精度得极限偏差分别为±0.3mm、±0.5mm,可以用游标卡尺测量。
2)几何公差:ϕ10mm的直线度公差为0.02mm,公差等级为IT6~IT7。
3)表面粗糙度:ϕ10mm外圆的表面粗糙度值为Ra0.2μm,用表面粗糙度比较样块目测对比测量。由于表面粗糙度精度要求高,必要时采用仪器测量。
(3)检测量具(辅具)
1)使用量具:0~25mm的外径千分尺,表面粗糙度比较样块,300mm游标卡尺,杠杆百分表,游标高度卡尺(可以装表)。
2)使用辅具:一对V形架,检验平板。
(4)零件检测
1)几何尺寸:外圆直径ϕ100-0.15mm,用外径千分尺测量;长度(50±0.3)mm、(250±0.5)mm可以用游标卡尺测量得到。
2)几何误差:ϕ10mm外圆素线的直线度公差为0.02mm;直线度误差的检测方法比较多,对于细长轴,在生产车间,采用打表的方法,如图3-35所示。
测量时,将被测零件置于一对等高的V形架槽内,并放在检验平板测量面上;将杠杆百分表安装在游标高度卡尺上;把杠杆百分表测头与被测零件上端素线接触,调整V形架的高度,将被测直线的两端点连线与测量基准轴线(即平板测量面)大致调平行。沿被测直线移动杠杆百分表,按适当的间距确定若干个测点,用杠杆百分表测得各测点的读数并记录。根据记录读数形成测得的直线,按误差评定方法进行数据处理,求出该条素线的直线度误差值;按上述方法测量若干条素线直线度误差值,取其中最大值作为该被测零件的直线度误差值。
3)表面粗糙度:用表面粗糙度比较样块比较测量表面粗糙度的方法,检测时,把样块靠近工件表面,用肉眼观察比较得出表面粗糙度值,如图3-36所示。
一般对于轴类零件常用的表面粗糙度比较样块有:Ra3.2μm、Ra1.6μm、Ra0.8μm、Ra0.4μm、Ra0.2μm等表面粗糙度等级,应经常练习用肉眼判断比较这些表面粗糙度等级的样块和工件表面。
图3-35 细长轴直线度误差检测方法
图3-36 用表面粗糙度比较样块测量表面粗糙度的方法
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