公差原则的合理选用

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科学技术进步是经济发展的决定性因素 ， 发展科学技术是实现现代化战略目标的根本 途径。
《 机械制造》 杂志社 广告部
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公差原则的合理选用
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摘 要
郑国芬
文章分析了不同的公差原则。指出了形位公差和尺寸公差是可以相互转换的， 同时还强调了在工程实 尺寸公差 形位公差 $ 即 !!-. --/ ’ ； #孔的直径尺寸采用包容原则时，其完工尺寸 应满足； $体外作用尺寸 $ !%& ’ 0 最大实体边界 $ (() ’ $ 即 !"# ’ ； %局部实际尺寸 $ !*+ ’ & 最小实体边界 $ ,() ’ $ 即 !"#. #!" ’ 。 当轴和孔装配后， 最小间隙为 # ， 最大间隙决定 于轴与孔的公差值， 本例为 #. #!0。 检验时，轴的实际圆柱面只要能通过直径等于 最大实体边界尺寸 !"# 的全形量规， 且用两点法测 得的局部实际尺寸大于或等于 !!-. --/，则该零件 可判为合格；孔的实际圆柱面只要能通过直径等于 且用两点法测得的 最大实体边界尺寸 !"# 的塞规， 则该零件可 局部实际尺寸小于或等于 !"#. #!" 时， 判为合格。 从以上分析可知：包容原则是将实际尺寸和形 位误差同时控制在尺寸公差范围内的一种公差原 则。当零件的实际尺寸处处为最大实体尺寸时，其 形位公差为零； 当实际尺寸偏离最大实体尺寸时， 则 允许的形位误差可相应增大，其最大增大量为尺寸 公差；从而在实现了尺寸公差和形位公差相互转化 的同时， 保证了配合的性质。
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最大实体原则的应用分析
最大实体原则是指当被测要素或基准要素偏
离最大实体状态时，形位公差获得补偿的一种公差 原则。最大实体原则主要应用于要求保证可装配性 $ 无配合性质要求 ’ 的场合。如图 " 所示法兰盘上的 普通螺栓联接， 通孔位置只要求满足可装配性， 即使 基准 1 的位置稍有变化，零件的可装配性仍应满 足，则在设计时基准及通孔的位置度公差可采用最 大实体原则。 当基准 1 的轴线处于实效尺寸 $ 基准的最大实 且被测孔处 体尺寸加其本身的未注直线度公差值 ’ ， 于最大实体尺寸 $ 即 !!2 ’ 时， 孔的轴线必须位于直
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径为 !!" #， 且相对基准成理想位置的圆柱面内， 当 被测孔偏离最大实体状态时，则其轴线位置的变动 量将增加。具体变化值如下表。
被测孔尺寸 !%( !%(" % !%(" ’ 被测孔轴线的位置度公差值 !!" # !!" # $ !!" % & !!" ’ !!" # $ !!" ’ & !!" (
检验时，每个孔的直径应介于 !%( . !%(" ’ 之 间， 且用位置量规 / 定位部位尺寸为基准要素的实效 尺寸， 即 !%(! $ 未注直线度公差； 测量部位尺寸为 被测要素的实效尺寸，即 !%( 0 !!" # & !%)" ,，各 被测部位的位置按图纸给定的几何关系 1 检测通过 时， 该零件可判为合格。 从以上分析可知： 采用最大实体原则， 因为它遵 守实效边界，扩大了形位公差，提高了零件的合格 率，有良好的经济性。但最大实体原则只有当形位 公差控制中心要素时才可使用。
" 局部实际尺寸 !83 0 最大实体尺寸 559；局 部实际尺寸 !83& 最小实体尺寸。 根据最小实体原则，当被测孔处于最小实体尺 寸 !," #( 时， 其位置度公差为 !!" ) ， 当被测孔偏离 最小实体尺寸时， 其位置度公差可获得补偿， 具体数 据如下表。
被测孔尺寸 !," #( !," %( !," ! 被测孔轴线的位置度公差值 !!" )! !!" )! $ !!" %! & !!" (! !!" )! $ !!" #( & !!" -(
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结
论
在实际设计过程中， 若能正确选择公差原则， 在 使尺寸公差和形位公差获得相互转换的同时，或可 保证必要的配合性质； 或可保证最小临界要素； 或可 提高零件的合格率， 降低加工成本。
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最小实体原则的应用分析
最小实体原则是指被测要素或基准要素偏离最
参 考 文 献
% 阎荫堂 " 几何量精度设计与检测 " 机械工业出版社， %++%++! # 忻良昌 " 公差配合与测量技术 " 机械工业出版社， $ / 编辑 作者单位： 广州航海高等专科学校 邮政编码： 广东・(%!;#( 收稿日期： #!!! 年 ) 月 林 凡1
当基准 * 的直径也偏离最大实体尺寸时， 则成 组要素的轴线可在一定的范围内变动。具体变化情 况如下表。
基准 * 的尺寸 !%(! !%)+" +, !%)+" +!%)+" +( 成组要素轴线相对于理想轴线的偏移量 !! !!" !# !!" !) !!" !(
则 孔 壁 与 基 准 * 间 的 最 小 距 离 为 - 0 / ," #( : # $ !" )! : # 1 & %" -;(<<， 或 - 0 / ," %( : # $ !" (! : # 1 & %" -;(<<， 或 - 0 / ," ! : # $ !" -( : # 1 & %" -;(<<。 可见， 不管被测孔的尺寸是何值， 孔壁至基准间 的最小距离始终为定值。 从以上分析可知：零件的某些部位因强度或工 艺上的需要， 必须大于某一临界尺寸， 且形位公差用 以控制关联中心要素时，可采用最小实体原则来保 证。
小实体状态时，其形位误差获得补偿的一种公差原 则。被测要素的形位公差值是在该要素处于最小实 体状态时给出的。最小实体原则主要应用于保证最 图中 !, 小临界要素的场合。 如图 ’ 所示， 求。该孔应满足： !作用尺寸 !23& 最小实体实效边界 4567。
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孔的
轴线对基准 * 的位置度公差采用了最小实体要
际中， 正确选择公差原则的重要性。 互可否转 换的规定。尺寸公差和形位公差都反映在一个零件 的同一个或几个要素上， 一般情况下， 它们彼此独立 又相互依存，在一定的条件下还可以相互转换。尺 寸公差和形位公差不允许相互转换时为独立原则； 允许相互转换时为相关原则。相关原则又可分为： 包容原则、最大实体原则及最小实体原则。本文着 重分析相关原则在工程实际中的应用。
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包容原则的应用分析
包容原则是指实际要素应遵守最大实体边界，
即要素的体外作用尺寸不得超越其最大实体边界， 且局部实际尺寸不得超越其最小实体尺寸。包容要 求主要用于需要严格保证配合性质的场合。 如图 ! ， 基本尺寸为 "# 的轴与孔装配后，要求最小间隙为 则轴与孔的尺寸可采用包容原则。 #， 轴的直径尺寸采用包容原则时，其完工尺寸应 满足： !体外作用尺寸 $ !%& ’ & 最大实体边界 $ (() ’ $ 即 !"# ’ ； "局部实际尺寸 $ !*+ ’ 0 最小实体边界 $ ,() ’