形位公差的選擇主要包括公差特征項(xiàng)目、公差數(shù)值(或公差等級)及公差原則三大方面的內(nèi)容。
1 形位公差特征項(xiàng)目的選擇
形位公差特征項(xiàng)目的選擇從以下幾個(gè)方面考慮:
1.1零件的幾何特征
零件的幾何特征不同,會產(chǎn)生不同的形位誤差。例如,對圓柱形零件,可選擇圓度、圓柱度、軸心線直線度及素線的直線度等; 平面零件可選平面度; 階梯軸、孔可選擇同軸度等.
1.2零件的功能要求
根據(jù)零件的不同功能要求,給出不同的形位公差項(xiàng)目。例如,圓柱形零件,當(dāng)僅需要順利裝配時(shí),可選軸心線的直線度; 如果孔、軸之間有相對運(yùn)動,應(yīng)均勻接觸,或?yàn)榱吮ＷC密封性,應(yīng)選擇圓柱度以綜合控制圓度、素線
直線度和軸線直線度。
1.3 檢測的方便性
確定形位公差特征項(xiàng)目時(shí),考慮到檢測的方便性與經(jīng)濟(jì)性。例如,對軸類零件,可以用徑向全跳動綜合控制圓柱度、同軸度; 用端面全跳動代替端面對軸線的垂直度,因?yàn)樘鴦诱`差檢測方便,又能較好地控制相應(yīng)的形位誤
差。
總的來說,在滿足功能要求的前提下,盡量減少項(xiàng)目,以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2 形位公差值(公差等級)的選擇
形位精度的高低是用公差等級來表示的。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對14項(xiàng)形位公差特征,除線、面輪廓度和位置度未規(guī)定公差等級外,其余11項(xiàng)均有規(guī)定。一般劃分為12級,即1-12級,精度依次降低,僅圓度和圓柱度劃分
為13級,即0-12級; 對于位置度,由于被測要素類型繁多,國家標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了公差數(shù)系,而未規(guī)定公差等級。如下表所示。
形位公差值(公差等級)常用類比法確定。主要考慮零件的使用性能、加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性因素。
例如,在選用同軸度、對稱度、跳動公差時(shí),5、6、7是應(yīng)用范圍較廣的公差等級,用于形位精度要求較高、尺寸公差等級為IT 8及高于IT 8的零件。5級常用于機(jī)床軸頸,計(jì)量儀器的測量桿,汽輪機(jī)主軸,柱塞油泵轉(zhuǎn)子,高精度滾動軸承外圈,一般精度滾動軸承內(nèi)圈,回轉(zhuǎn)工作臺端面跳動。7級用于內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸、齒輪軸、水泵軸,汽車后輪輸出軸,電動轉(zhuǎn)子,印刷機(jī)傳墨輥的軸頸、鍵槽。
在確定形位公差值(公差等級)時(shí),還應(yīng)注意下列情況:
①在同一要素上給出的形狀公差值應(yīng)該小于位置公差。如要求平行的兩個(gè)平面,其平面度公差應(yīng)小于平行度公差。
②圓柱形零件的形狀公差(軸線直線度除外)一般應(yīng)小于其尺寸公差。
③平行度公差應(yīng)小于其相應(yīng)的距離公差值。
④對于下列情況,考慮到加工的難易程度和除主參數(shù)外其他因素的影響,在滿足功能要求的情況下,可適當(dāng)降低1-2級選用。(A)孔相對于軸; (B)細(xì)長的孔或者軸; (C)距離較大的軸或孔; (D)寬度較大的零件表面; (E )線對線、線對面相對于面對面的平行度、垂直度。
⑤凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對形位公差做出規(guī)定的,如與滾動軸承相配合的軸和殼體孔的圓柱度公差、機(jī)床導(dǎo)軌的直線度公差等,都應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)確定。
3 公差原則的選擇
(1)獨(dú)立原則是處理形位公差與尺寸公差關(guān)系的基本原則,主要應(yīng)用以下場合:
1)尺寸精度和形位精度要求都很嚴(yán)格,并需要分別滿足要求。如齒輪箱體上的孔,為保證與軸承的配合和齒輪的正確嚙合,要分別保證孔的尺寸精度和孔心線的平行度要求。
2)尺寸精度與形位精度要求相差較大。如印刷機(jī)的滾筒、軋鋼機(jī)的軋棍等零件,尺寸精度較低,圓柱度要求較高; 平板的尺寸精度要求低,平面度要求較高,應(yīng)分別滿足要求。
3)為保證運(yùn)動精度、密封性等特殊要求,單獨(dú)提出與尺寸精度無關(guān)的形位公差要求。如機(jī)床導(dǎo)軌為保證運(yùn)動精度,提出直線度要求,與尺寸精度無關(guān); 汽缸套內(nèi)孔與活塞配合,為了內(nèi)、外圓柱面均勻接觸、并用良好的密封性能,在保證尺寸精度的同時(shí),還要單獨(dú)保證很高的圓度、圓柱度要求。
運(yùn)用獨(dú)立原則,需要通用計(jì)量器具分別檢測零件的尺寸和形位誤差,檢測技術(shù)不太方便。
(2)包容原則主要用于需要保證配合性質(zhì),特別是要求精密配合的場合,用最大實(shí)體邊界來控制零件的尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果,以保證配合要求的最小間隙或最大過盈。選用包容要求時(shí),可用光滑極限量規(guī)來檢測實(shí)際尺寸和體外作用尺寸,檢測方便。
(3)最大實(shí)體要求主要用于保證可裝配性的場合。例如用于穿過螺栓的通孔的位置度公差。
選用最大實(shí)體要求時(shí),其實(shí)際尺寸用兩點(diǎn)法測量,體外作用尺寸用功能量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn),其檢驗(yàn)方法簡單易行.
總之,在選用形位公差時(shí),應(yīng)綜合考慮實(shí)際情況,盡量減少公差項(xiàng)目,方便檢測,提高零件的合格性,降低成本,一切從提高效率和效益出發(fā).