※形位公差关系及取代的应用研究

形位公差关系及取代的应用研究韩亚利，同志平。陈勇(空军航空维修技术学院，长沙410124)机械工程师2008年第1期P148～149摘要：形状公差和位置公差应用时方法较灵活，在机械零件的设计中易出现标注不恰当或重复标注的混乱现象。文中分析了形位公差项目之间的关系及取代使用问题。结果表明，形状公差和位置公差既有区别又有联系，它们在一定条件下可以互相取代应用。避免重复标注可以为零件的制造和检测带来很大的方便。关键词：形状公差；位置公差，取代中图分类号：TH124文献标识码：A文章编号：1002－2333(2008)01－0148－02国家标准GB1182—1184—80《形状和位置公差》中规定的形状公差有：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度；定向位置公差有：平行度、垂直度、倾斜度；定位位置公差有：同轴度、对称度、位置度；这些项目中有些是单项公差，有些属于综合公差。由于形状公差和位置公差的应用方法较灵活，工程技术人员在设计机械零件时往往出现标注不恰当或重复标注的现象，这种应用上的混乱给零件的制造和检测带来困难，因此，对形状和位置公差之间的关系及取代用法进行研究是非常必要的。1形状公差各项及取代应用1．1圆柱度、直线度、圆度圆柱度是限制实际圆柱面对其理想圆柱面变动量的一项指标，它的公差带是公差值t为半径差的两个同轴圆柱面之间的区域，见图1。它控制了圆柱体横剖面和轴剖面内的各项形状公差，诸如圆度、轴线直线度、素线直线度等。使用时，一般标注了圆柱度就没有必要再标注圆度、直线度。如果一定要单独标注圆度或直线度，则其公差值必须小于圆柱度公差值(见图2)，以表示设计上对径向或轴向形状公差提出进一步要求。一般地，圆柱度误差应使用圆度仪或配备电子计算机的三坐标测量装置检测，如果没有这些装置，最好不要使用圆柱度，此时可分别用圆度和圆柱面素线的平行度来代替使用(见图3)。需要注意的是，用圆度和平行度来代替圆柱度时，应根据圆柱体的长径比确定圆度公差值与平行度公差值，具体方法如下：(1)当圆柱体长度大于其直径时，素线平行度公差值必须相应大于其圆度公差值，如图4(a)。(2)当圆柱体长度等于其直径时，素线平行度公差值与其圆度公差值也应相等，如图4(b)。(3)当圆柱体长度小于其直径时，素线平行度公差值必须相应小于其圆度公差值，如图4(c)。1．2圆度、线轮廓度圆度是限制实际圆对其理想圆变动量的一项指标，其公差带是以公差值f为半径差的两同心圆之间的区域，见图5。线轮廓度是限制实际曲线对其理想曲线变动量的一项指标，其公差带是包络一系列直径为公差t的圆的两包络线之间的区域，诸圆圆心应位于理想轮廓线上，见图6(a)。可以看出，线轮廓度不仅要求它的轮廓形状正确，还有一定的尺寸要求，而圆度则不然。所以，标注了线轮廓度可以得到类似于包容原则的效果，如图6(b)，实际曲线必须位于直径为79.9与80.1的两个同心圆之间，图4(c)与图4(b)的标注效果相同。包容原则应用于单一要素时能综合控制圆柱孔或轴的纵、横截面的各种形状误差，其中包括圆度误差，因此，线轮廓度就可以取代圆度。2位置公差与形状公差的取代应用零件被测要素的实际位置、方向总是和它的实际形状紧密联系的，所以关联要素的理想边界控制了要素的实际位置和方向，也必然控制了该要素的形状误差。为了操作方便起见，不论用综合量规检验还是用指示式测量仪测量，一般都直接在被测量要素的轮廓表面进行，所以位置误差是实际位置和实际形状所产生的综合效果，即测量的位置误差中包含了形状误差。一般地，同一要素给出的形状公差值应小于位置公差值，如图7所示。3定向位置公差与定位位置公差的取代应用定向公差与定位公差的关系如同位置公差与形状公差关系一样，通常定位公差可以控制定向要求，这是因为被测实际要素在定位公差带内，不仅位置公差变化(平移)受到控制，同时方向变化(角位移)亦受到控制。3．1同轴度综合控制平行度如图8中两孔轴线同轴度公差完全可以控制两轴线的平行度要求，因为它控制了被测轴线对基准的平移、倾斜或弯曲，所以不必再标注两孔轴线平行度。3．2位置度综合控制垂直度与直线度位置度是一项综合公差。如图9所示，两孔轴线的直线度及两孔轴线对基准面的垂直度可由位置度综合控制，所以没有必要再重复标注，图9(b)可以取代图9(a)。3．3位置度综合控制同轴度和对称度所有定位公差的项目可由位置度来取代标注。如图10及图11中，图10(a)与图10(b)具有同样的控制效果，图11(a)与图11(b)具有同样的控制效果，其公差带形状及检测方法相同。所以，位置度可以取代同轴度和对称度。在生产中，标注同轴度和对称度比标注位置度更直观明确，所以，在图样上标注同轴度和对称度更恰当些，而位置度通常用于限制点、线的位置误差。4结语综上所述，形状公差和位置公差虽然概念不同，但却有着紧密的联系，它们在一定条件下可以互相取代应用。掌握它，可以防止机械零件图上形位公差的不恰当标注或重复标注，避免应用上的混乱，给零件的制造和检测带来方便，从而提高检测效率。[参考文献][1]薛彦成公差配合与技术测量[M]．北京：机械工业出版社，2006．[2]陈勇，周志平．跳动公差的关系及取代应用[J]．机械工程师，2002(10)：33—36．