公差的选用

让我们从一个例子开始。图3-配合-1所示是一根气门阀杆,从图中可以看到,当被测定的要素为线或表面时,从框格引出的指引线箭头,应指在该要素的轮廓线或其延长线上。当被测要素是轴线时,应将箭头与该要素的尺寸线对齐,如M8x1轴线的同轴度注法。当基准要素是轴线时,应将基准符号与该要素的尺寸线对齐,如基准A。


(图3-公差-1)
上面这个例子提到了多种形状和位置公差,其中包括圆柱度、同轴度、圆跳动,每个公差都定义了相应的零件特征的形状或者相对其它特征的位置。可能您对每个公差的含义还不能真正理解,下面这个表格就具体解释了每个的含义。结合上面的例子您的疑问就会解开。

(图3-公差-2/3)

深入了解了形位公差的上述概念,下面我们该讲讲工作中如何选用合适的形位公差。形位公差对零件的功能有不同的影响,一般只对零件功能有显著影响的特征选用合适的形位公差。当我们选择形位公差时,要考虑下面五点:
  1. 标准配合件符合相关标准,例如轴承、齿轮、键与键槽等都有配合标准;
  2. 保证零件的工作精度,例如需要滑动配合的轴套间隙也不能过大以保证运动精度;
  3. 保证连接强度和密封性,例如与O型油封配合的加工槽要在适当的公差范围;
  4. 减少磨损从而延长零件使用寿命,例如滑动配合零件间的间隙过小等;
  5. 尽量选择方便检测公差项目,在允许的范围内选用容易检测的公差项目以降低成本。

 

 

  具体选用请参考下面这个公差选用原则参照表


(图3-公差-4)
在参考上表的前提下,作为一个机械工程师,有一点非常重要:在满足零件使用要求的前提下尽量选用最经济的公差值。因为不同的公差值要求不同精度的加工设备,过高的精度需要占用高精度和耗工时的加工设备,我们可以参考下面这个不同设备可以满足的加工精度表。

(图3-公差-5)
选用公差值我们通常采用类比法。确定形位公差值是要考虑下面几个方面:
  1. 一般情况下,同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值,位置公差值应小于尺寸公差值。被测要素的表面粗糙度参数Ra值应小于其形状公差值。
  2. 在满足功能要求的前提下,考虑加工的难易程度确定形位公差等级。对于结构复杂、刚性较差或不易加工和测量的零件可适当降低1-2级。
  3. 确定与标准件相配合的零件形位公差时,不但要考虑形位公差的国家标准规定,还要遵守有关标准件的国家标准。
总之,公差值的选用正如很多其他机械设计元素的选用一样,涉及到综合考虑,权衡利弊的多个方面,设计的成熟性会随着您的工作经验的增加而增加,但是作为一名没有多少经验的工程师,您要做到就是两点:1、按部就班严格遵循选用要求;2、时刻牢记满足功能要求的前提下,降低成本。 具体的公差等级和公差值的选用原则见下表(未注公差选用原则):

(图3-公差-6)
图纸中未标注的形位公差按国家标准GB/T 1184-1996来控制。标准对直线度、平面度、对称度和圆跳动的规定见下表,其他项目应由各要素的注出或未注形位公差、线性尺寸公差和角度公差控制。

(图3-公差-7)
最后我们用一个例子结束这个小节,来进一步帮助加深理解。

(图3-公差-8)
这里附上国家标准公差原则。标准规定了确定尺寸(线性尺寸和角度尺寸)公差和形位公差之间相互关系的原则。

(图3-公差-9)

本小节参考《公差配合与测量》选编