機械製圖公差原則

tags: 機械製圖    時間:2014-03-06 09:19:41
機械製圖公差原則簡介
任何實際要素,都同時存在有形位和尺寸誤差。有些形位誤差和尺寸誤差密切相關。而影響零件使用性能的,有時主要是形位誤差,有時主要是尺寸誤差,有時則主要是它們的綜合結果而不必區分出它們各自的……
機械製圖公差原則正文

任何實際要素,都同時存在有形位和尺寸誤差。有些形位誤差和尺寸誤差密切相關。而影響零件使用性能的,有時主要是形位誤差,有時主要是尺寸誤差,有時則主要是它們的綜合結果而不必區分出它們各自的大小。因而在設計上,為簡明扼要地表達設計意圖並為工藝提供便利,應根據需要賦予要素的形位公差和尺寸公差以不同的關係。我們把處理形位公差和尺寸公差關係的原則稱為公差原則。

公差原則包括獨立原則和相關要求。

相關要求又包括

1、包容要求

2、最大實體要求

3、最小實體要求

4、可逆要求

單一要素的實效尺寸:(Virtual Size of Individual Feature)

對孔 實效尺寸=最小極限尺寸-中心要素的形狀公差

對軸 實效尺寸=最大極限尺寸+中心要素的形狀公差

關聯要素的實效尺寸(Virtual Size of Related feature)

對孔 實效尺寸=最小極限尺寸-中心要素的位置公差

對軸 實效尺寸=最大極限尺寸+中心要素的位置公差

一、獨立原則(Independent Principle)

1、獨立原則的含義(Meanings of Independent Principle)  

獨立原則是指給出的尺寸公差和形位公差相互無關,分別滿足要求的公差原則。即,極限尺寸只控制實際尺寸,不控制要素本身的形位誤差;不論要素的實際尺寸大小如何,被測要素均應在給定的形位公差帶內,並且其形位誤差允許達到最大值。遵守獨立原則時,實際尺寸一般用兩點法測量,形位誤差使用通用量儀測量。

2、獨立原則的識別(Identification of Independent Principle)  

凡是對給出的尺寸公差和形位公差未用特定符號或文字說明它們有聯繫者,就表示它們遵守獨立原則。

3、獨立原則的應用 (Application of Independent Principle)

尺寸公差和形位公差按獨立原則給出,總是可以滿足零件的功能要求,故獨立原則的應用十分廣泛,是確定尺寸公差和形位公差關係的基本原則。這裡僅著重指出以下諸點。

1)影響要素使用性能的主要是形位誤差或主要是尺寸誤差,這時採用獨立原則能經濟合理地滿足要求。

如印刷機滾筒,的圓柱度誤差與其直徑的尺寸誤差、測量平板的平面度與其厚度的尺寸誤差,都是前者有決定性影響;油道或氣道孔軸線的直線度誤差與其直徑的尺寸誤差,一般前者的影響較小。

3-4-1 印刷機滾筒

2)要素的尺寸公差和其某方面的形位公差直接滿足的功能不同,需要分別滿足要求。如齒輪箱上孔的尺寸公差(滿足與軸承的配合要求)和相對其他孔的位置公差(滿足齒輪的嚙合要求,如合適的側隙、齒面接觸精度等)就應遵守獨立原則。

3)在製造過程中需要對要素的尺寸作精確度量以進行選配或分組裝配時,要素的尺寸公差和形位公差之間應遵守獨立原則。

二、相關要求(Related Requirement)

相關要求是指圖樣上給定的形位公差和尺寸公差相互有關的公差原則。

1、包容要求(Envelope Requirement)

(1)包容要求的含義 包容要求是要求實際要素處處不得超越最大實體邊界的一種公差原則,即實際輪廓要素應遵守最大實體邊界,作用尺寸不超出(對孔不小於,對軸不大於)最大實體尺寸。按照此要求,如果實際要素達到最大實體狀態,就不得有任何形位誤差;只有在實際要素偏離最大實體狀態時,才允許存在與偏離量相關的形位誤差。

遵守包容要求時局部實際尺寸不能超出(對孔不大於,對軸不小於)最小實體尺寸。

3-4-2 要素遵守包容要求

a) 圖示 b) 最大實體邊界 c)補償關係及合格區域

要素遵守包容要求時,應該用光滑極限量規檢驗

(2)包容要求的標註 按包容要求給出公差時,需在尺寸的上、下偏差後面或尺寸公差帶代號後面加註符號,如圖所示;

遵守包容要求而對形位公差需要進一步要求時,需另用框格注出形位公差,當然,形位公差值一定小於尺寸公差。見圖3-4-3

3-4-3 遵守包容要求且對形位公差有進一步要求

(3)包容要求的應用 包容要求常常用於有配合要求的場合。例如, 孔與 軸的間隙配合中,所需要的間隙是通過孔和軸各自遵守最大實體邊界來保證的,這樣才不會因孔和軸的形狀誤差在裝配時產生過盈。

2、最大實體要求(Maximum Material Requirement)

(1)最大實體要求的含義 最大實體要求是要求實際要素處處不得超越實效邊界的一種公差原則,即實際輪廓要素應遵守實效邊界,作用尺寸不超出(對孔不小於、對軸不大於)實效尺寸。最大實體要求不僅可以用於被測要素,也可以用於基準要素,參見圖3-4-4、圖3-4-5

3-4-4 最大實體要求用於被測要素

a) 圖示  b)實效邊界B  c) 補償關係及合格區域

3-4-5 最大實體要求用於被測要素和基準要素

a) 圖示  b)僅自身補償之補償關係  c) 僅基準補償之補償關係

3-4-6 最大實體要求之零形位公差

a) 圖示  b)補償關係及合格區域

最大實體要求用於被測要素時,被測要素的形位公差值是在該要素處於最大實體狀態時給定的。如被測要素偏離最大實體狀態,即其實際尺寸偏離最大實體尺寸時,形位公差值允許增大,其最大增大量為該要素的尺寸公差。

最大實體要求用於基準要素而基準要素本身不採用最大實體要求時,被測要素的位置公差值是在該基準要素處於最大實體狀態時給定的。如基準要素偏離最大實體狀態,即基準要素的作用尺寸偏離最大實體尺寸時,被測要素的定向或定位公差值允許增大。

最大實體要求用於基準要素而基準要素本身也採用最大實體要素時,被測要素的位置公差值是在基準要素處於實效狀態時給定的。如基準要素偏離實效狀態,即基準要素的作用尺寸偏離實效尺寸時,被測要素的定向或定位公差值允許增大。此時,該基準要素的代號標註在使它遵守最大實體要求的形位公差框格的下面。

3-4-7 限制最大形位示例

a) 圖示  b)補償關係及合格區域

若被測部位是成組要素,則基準要素偏離最大實體狀態或實效狀態所獲得的增加量只能補償給整組要素,不能使各要素間的位置公差值擴大。

最大實體要求之下關聯要素的形位公差值亦可為零,稱之為零形位公差。此時,被測要素的實效邊界同於最大實體邊界,實效尺寸等於最大實體尺寸。見圖3-4-6

要素遵守最大實體要求時,其局部實際尺寸是否在極限尺寸之間,用兩點法測量;實體是否超越實效邊界,用位置量規檢驗。

(2)最大實體要求的標註 按最大實體要求給出行位公差要值時,在公差框格中行位公差值(包括零值)後面加註符號;最大實體要求用於基準要素時,在公差框格中的基準字母後面加註符號 。遵守最大實體要求而需要對形位公差的增加量加以限制時,另用框格注出同項目形位公差,形位公差值應大於 前的公差、小於 前的公差與可能被補償的尺寸公差之和,見圖3-4-7

(3)最大實體要求的應用 最大實體要求常用於只要求可裝配性的場合,如軸承蓋上用於穿過螺釘的通孔等。

3、可逆要求疊用於最大實體要求

可逆要求的含義是:當中心要素的形位誤差值小於給出的形位公差值時,允許在滿足零件功能要求的前提下擴大該中心要素的輪廓要素的尺寸公差

不存在單獨使用可逆要求的情況。當它疊用於最大實體要求時,保留了最大實體要求時由於實際尺寸對最大實體尺寸的偏離而對形位公差的補償,增加了由於形位誤差值小於形位公差值而對尺寸公差的補償(俗稱反補償),允許實際尺寸有條件地超出最大實體尺寸(以實效尺寸為限)。

見圖3-4-8,並與圖3-4-4相比較。

此時,被測要素的實體是否超越實效邊界,仍用位置量規檢驗;而其局部實際尺寸不能超出(對孔不能大於,對軸不能小於)最小實體尺寸,用兩點法測量。

可逆要求疊用於最大實體要求的標註是:將表示可逆要求的符號 置於框格中形位公差值后表示最大實體要求的符號 之後(圖3-4-8)。

在保證功能要求的前提下,力求最大限度地提高工藝性和經濟性,是正確運用公差原則的關鍵所在。

3-4-8 可逆要求

a) 圖示 b)補償及反補償  c) 補償關係及合格區域

 

 

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