对互换性的认识

对互换性公差的一些认识

1. 为什么要有公差原则？

公差原则是为了反映某种设计要求而提出的，并不是所有的零件都需要，而是某些特定的零件在特定的情况下需要。那些不需要的零件就是所谓的独立要求，而那些特定的零件就需要对于不同的功能要求采用不同的公差原则。

假设一个轴加工完成后，它的直径为19. 92 mm，垂直度为0. 25 mm，那么显然是不合格的，但是我们仍旧有可能将这个超差的轴装配到直径为20. 5 mm、垂直度误差为0. 3 mm的孔中(而这个孔是符合规范的)，此时二者的间隙J=0。据此发现一个问题，那就是在满足装配间隙J,0的装配条件下，按工作要求选用的装配关系，所选的标注方法过于严格，这将造成一些能满足功能要求的零件被判超差。因此，零件是否能进行装配或者装配互换，并不单独取决于尺寸公差或者形位公差，而是取决于尺寸公差和形位公差的综合作用，也就是取决于它们的作用尺寸。在这种条件下，即使形状、定向、定位误差超过图样上给定的公差值，只要作用尺寸不超过实效尺寸，(对于轴类零件，实效尺寸等于最大实体尺寸与形位公差之和;对于孔类零件，实效尺寸等于最大实体尺寸与形位公差之差)，仍不会影响装配)

所以，需要一种原则来规定在这种情况下的公差的标注。

2. 什么情况下，需要公差原则？

零件的功能要求是确定孔轴尺寸公差与形位公差，选择公差原则的依据.

1.独立要求：主要用于非配合要求部位但又有功能要求的实际要素。过渡配合和过盈配合的孔、轴宜采用独立要求(与滚动轴承内、外径配合的轴、孔以及需要考虑装配变形对配合性质影响的簿壁筒件除外)（1）当要求单项功能，即尺寸公差和形位公差为满足不同功能要求而分别单独给定

时，应采用独立要求.

（2）要素的尺寸公差和形位公差为满足同一功能要求，但当要素的作用尺寸超过最大实体边界，仍能满足功能要求时，应采用独立要求.（3）此外，为数众多的没有配合要求的一般结构尺寸和未注公差尺寸，均采用独立原则.据国内外统计资料表明，图样上90%左右的尺寸是采用独立原则，故独立要求是公差应用的基本原则.

2包容要求：经常用于有配合要求的场合。特别是有相对运动的配合

面。如回转轴的轴颈与滑动轴承滑动套筒与孔滑动块与槽。这些部位的配合性质对机器的装配精度与工作性能有重要影。

（1）当严格要求保证配合性质，不允许作用尺寸超过最大实体尺寸，以保证实际间隙不超过最小极限间隙或保证实际过盈不超过最大极限过盈时，应采用包容要求。

（2）与滚动轴承内、外圈配合的轴颈和机座孔应采用包容要求

（3）滑动轴承轴颐、轴瓦内外径和轴承座孔应采用包容要求.

（4）挤出机机身与减速箱结合部位的止口采用包容要求.

（5）要求严格保证配合性质的间.隙配合之孔、轴应采用包容要求，此时采用包容要求优于采取用独立要求。

3.最大实体要求：常用于保证自由装配的场合(不接触任何工艺) 如用螺栓连接箱体和盖板垫圈和衬套内外圆的同轴度盖板和箱体以及法兰盘上孔组的位置度等。

通常，零件的实际尺寸往往偏离最大实体尺寸，所以形位公差值往往可以大于形位公差给定值，即形位误差可以超过形位公差给定值.因此，采用最大实体原则对加工是有利的，经济性好.显然，采用最大实体原则时，形位精度是较低的，故最大实体原则只能用于无严格要求的、非运转的静止联结部位.以满足装配互换的要求.

3.为什么要用公差原则？

在设计及加工零件时，实际配合状态取决于配合部位的实际尺寸和形状误差的综合作用，为了保证所需的功能，必须根据使用要求选定极限与配合、形状公差，并确定公差原则。对于给定的零件来讲，对于给定的零件来讲，其所允许的极限作用尺寸(孔所允许的最小体外作用尺寸或最大体内作用尺寸，轴所允许的最大体外作用尺寸或最小体内作用尺寸)取决于其极限尺寸、给定的形位公差值和应用的公差原则。

4.公差原则如何选用？

形状误差的存在使实际配合紧于名义配合，有时甚至会改变配合性质。因此，选择孔、轴公差带时，不仅要考虑尺寸公差，还要考虑形状误差对作用尺寸的影响。公差原则对于尺寸公差与形位公差关系的作用不同，正确地选用公差原则不仅有助于保证工件的勺_换性，并目_能带来一定的经济效益，因此要从对工件的性能要求上考虑公差原则的选用。在保证配合性质的地方，根据性能要求选择尺寸公差带，目的要选用包容要求，把形状误差控制在尺寸公差带。

5.正确选用公差原则的意义

使用最大实体原则，有利于工程技术人员在工程设计中止确选用形位公差和尺、J‘公差，有利于工艺工程师根据所选的工艺优化公差，有利

于机械产品的最优化设计。在成批、大景生产中，对于只要求可装入性零件的成组中心要素，切不可囚为零件无严格的配合要求，而放弃选用最大实体原则。虽然表面上没有最大实体原则要求，似乎是降低了制造难度，而实际结果却恰恰相反。囚此在保证功能要求的前提下，止确选用公差原则，可以最大限度地改善零件的工艺性，降低生产成木，提高经济效益。)因此，止确选用公差原则同样是厂·

品优化设计中应该考虑的问题之一。

6.如何检验各公差原则是否符合要求？

（1）独立要求：通用量具、极限量规。

（2）包容要求：零件按泰勒原则检验用全形通规、用二点式通规二者都得到控制

（3）其余要求：检测较困难无法用量规检验但用三坐标测量机检验较多。