形位公差的選擇與應(yīng)用

趙軍艷

（陽(yáng)煤集團(tuán)三礦機(jī)電工區(qū)，山西 陽(yáng)泉 045000）

形位公差的選擇與應(yīng)用

趙軍艷

（陽(yáng)煤集團(tuán)三礦機(jī)電工區(qū)，山西 陽(yáng)泉 045000）

分析了零件在加工過(guò)程中產(chǎn)生誤差的原因及如何控制誤差的大小；以及在機(jī)械合理使用中，形位公差所充當(dāng)?shù)闹匾巧约捌浯嬖诘闹匾饔?。基?zhǔn)的選擇及形位公差等級(jí)，公差值的確定原則。

形位公差；基準(zhǔn)；公差等級(jí)；公差值

一般按產(chǎn)品圖紙加工的產(chǎn)品零件，由于使用的機(jī)床、工夾具以及工藝操作等方面的原因的影響，不可能做得是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理想尺寸，其幾何參數(shù)不可避免地總會(huì)產(chǎn)生一些加工誤差，這樣的誤差稱(chēng)為幾何量誤差。這些誤差歸納起來(lái)分為四類(lèi)：尺寸誤差、表面光潔度誤差、形狀誤差、位置誤差。雖然零件上的幾何量誤差會(huì)影響零件的使用功能和互換性，但實(shí)踐證明，只要將這些誤差控制在一定范圍內(nèi)，則零件的使用功能和互換性都能得到保證。零件幾何參數(shù)允許的變動(dòng)量和幾何參數(shù)公差主要包括：尺寸公差、形狀公差、位置公差等。而形狀公差與位公差的合理使用是評(píng)定零件質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。

1 公差項(xiàng)目的選擇

在保證零件功能要求的前提下，應(yīng)盡量使形位公差項(xiàng)目減少，檢測(cè)方法簡(jiǎn)便。以獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。因此，公差項(xiàng)目的選擇應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮；1）應(yīng)考慮零件的幾何特征；2）零件的使用功能；3）同時(shí)需要關(guān)注的是形位公差所具備的控制功能，由于形位公差所具有的差異性，因此其表現(xiàn)出來(lái)的控制功能也是具有顯著的差異性的，所以在公差項(xiàng)目選擇的過(guò)程中，還應(yīng)該注重各自功能的發(fā)揮和控制；4）檢測(cè)的方便性。

2 基準(zhǔn)部位的選擇

在評(píng)定位置誤差時(shí)，無(wú)論是定向誤差、定位誤差，還是跳動(dòng)都涉及到一個(gè)重要的關(guān)鍵性因素，那就是基準(zhǔn)要素，所謂基準(zhǔn)，它是理想基準(zhǔn)要素的簡(jiǎn)稱(chēng)，其主要作用就是為了確定基本的被測(cè)要素的。所以對(duì)于基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該尤為注意，注意的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1）從零件設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，基準(zhǔn)的確定應(yīng)該和零件的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各要素的協(xié)調(diào)關(guān)系緊密聯(lián)系在一起。如圖1為我礦索道下破碎機(jī)二軸零件圖，圖中，1處與2外分別與滾動(dòng)軸承E42620相配合，所以基準(zhǔn)Aφ100（即圖示1處）作為2處同軸度要求的定位基準(zhǔn)。

2）如果從零件加工的工藝角度來(lái)看，在對(duì)于零件加工的過(guò)程中，工夾具的定位也應(yīng)該按照一定的基準(zhǔn)進(jìn)行。3）而單純的從零件測(cè)量的角度來(lái)看，所選取的基準(zhǔn)要素應(yīng)該以在零件測(cè)量、檢驗(yàn)過(guò)程中的計(jì)量器的結(jié)果為基準(zhǔn)。4）在零件進(jìn)行安裝配置的過(guò)程中，是具有一定的裝配關(guān)系的，從這種存在的裝配關(guān)系的角度來(lái)看，應(yīng)該以零件相互之間的接觸表面和配合的程度關(guān)系作為基準(zhǔn)，以此來(lái)更加準(zhǔn)確保證零件的裝配位置。

3 基準(zhǔn)數(shù)量的確定

對(duì)于基準(zhǔn)數(shù)量的確定，我們首先要了解的是基本的位置公差，按照位置公差的相關(guān)特性和特點(diǎn)，我們一般可以將位置公差分為三大類(lèi)，它們分別是定向、定位、跳動(dòng)公差。一般情況下，只要是基準(zhǔn)的數(shù)量可以滿(mǎn)足基本的公差方位的要求，那么就是符合標(biāo)準(zhǔn)的。

4 形位公差等級(jí)、公差值的確定

選擇與確定公差值時(shí)，應(yīng)協(xié)調(diào)好以下幾個(gè)方面的關(guān)系，（1）尺寸公差與位置公差的關(guān)系，平行度公差的公差值應(yīng)小于相應(yīng)長(zhǎng)度的尺寸公差值。（2）尺寸公差與形狀公差的關(guān)系。（3）跳動(dòng)公差值與未注形位公差的關(guān)系。（4）形狀公差和位置公差的關(guān)系通常在同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值。

其次，確定形狀公差和位置公差精度等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮，一般情況時(shí)可以根據(jù)零件的尺寸公差精度選擇相應(yīng)的形狀公差精度，取尺寸公差的50%左右作為形狀公差，這是指一般的加工方法在保證尺寸公差的同時(shí)，也保證了形狀公差的要求，比較經(jīng)濟(jì)，但也不要生搬硬套，可根據(jù)具體的工作條件和使用性能要求略加變動(dòng)靈活應(yīng)用。例如：尺寸精度為2級(jí)的零件，形狀精度不一定就要選7級(jí)，可以比7級(jí)低一級(jí)，也可以比7級(jí)高1到2級(jí)，或者更高。例如：機(jī)床主軸軸徑與銅套之間的配合為1級(jí)，可是形狀公差的等級(jí)確給定為3級(jí)，對(duì)于同軸度、徑向跳動(dòng)等圓柱表面的位置誤差，要考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性。例如對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的零件，由于基準(zhǔn)工藝性差，所以加工出來(lái)的精度低，選用時(shí)可適應(yīng)降低精度，對(duì)于平行度、垂直度等項(xiàng)目，應(yīng)考慮到直線對(duì)直線、直線對(duì)平面，平面對(duì)直線要比平面對(duì)平面難以加工，所以選用時(shí)可適當(dāng)降低精度要求。

5 形位公差對(duì)零件使用性能的影響

1）影響零件的功能要求。

2）影響零件的配合性質(zhì)，例如，對(duì)于隙配合，圓柱表面的形狀誤差會(huì)使間隙大小公布不均，當(dāng)配合發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磨損加快，從而會(huì)降低零件的使用壽命，并且也會(huì)降低轉(zhuǎn)動(dòng)零件的精度。

3）影響零件的自由裝配性，例如：若軸承蓋上的各個(gè)螺釘孔的位置不正確，在裝配時(shí)可能難以自由裝配。

對(duì)于精密機(jī)械以及經(jīng)常在高速和重載條件下工作的機(jī)械，下面以高速重載條件下工作的機(jī)械為例，例如，煤礦井下使用的采煤機(jī)、皮帶機(jī)減速器主動(dòng)軸，由于與電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接傳遞動(dòng)力，載荷相大。形位公差的影響更為嚴(yán)重。所以皮帶機(jī)聯(lián)軸節(jié)的柱銷(xiāo)孔一般應(yīng)使用位置度工差，以達(dá)到使用要求。

所以總的說(shuō)來(lái)，對(duì)于零件在加工過(guò)程中產(chǎn)生誤差的原因和誤差的大小應(yīng)該進(jìn)行很好的控制，對(duì)于在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中的各要素的形位公差項(xiàng)目的重要性要足夠重視，而如何作到更加的正確、合理，還需要在以后的工作中繼續(xù)探索、研究與總結(jié)。