形位公差和尺寸公差互换补偿的合理应用

　　形位公差和尺寸公差有时相互关联，在一定条件下，形位公差和尺寸公差可以互相影响、互换补偿。因此，根据形位公差是否可以从尺寸公差中得到补偿，在形位公差国家标准中规定了两大类公差原则:独立原则和相关要求。

　　图1是按照独立原则给出的公差标注形式，其零件的轴线直线度公差与尺寸公差无关，应分别满足要求。图2所示，表达了关系图。独立公差边界Φ0.1mm与轴径尺寸公差0.3mm之间所围成的区域即为零件直线度误差和轴径实际尺寸的合格区。若轴径直线度误差和轴径实际尺寸对应的坐标点在合格区之内，则零件是合格的:反之，不合格。例如，轴径实际尺寸为Φ9.85mm轴线直线度误差为Φ0.2mm时，对应坐标点A在合格区之外，就是不合格的。因此，此种独立原则标注形式要求所有标注项目必须全部合格。

　　若为满足自由装配，改善装配条件，改用相关要求标注，如图3所示，则图样上给定的轴线直线度公差与尺寸公差相互有关。当轴径实际尺寸公差为最大实体尺寸Φ0.2mm时，车由线直线度公差值为Φ0.1mm:当轴径实际尺寸偏离最大实体尺寸Φ20mm时，轴线直线度公差值为Φ0.1mm:当轴径实际尺寸偏离最大实体尺寸笋20mm时，车由线直线度公差值可以获得补偿(正补偿)，当该轴处十最小实体状态时，其轴线直线度误差允许达到最大值，即等十图样给出的直线度公差值Φ0.1mm与轴的尺寸公差0.3mm之和Φ0.4mm。图4表达上述关系的动态公差图，图中所示I区为采用相关要求的合格区(正补偿合格区)。例如，轴径实际尺寸为Φ19.85mm时，轴线直线度补偿公差为0.15mm，给定公差和补偿公差的综合公差值为Φ0.25mm，若轴线直线度误差为Φ0.2mm时，对应坐标点按独立原则，落在合格区之外，是不合格的，而按相关要求，则落在合格区之内，是合格的。显然，从满足自由装配要求的角度来看，采用正补偿提高了装配的合格率，但按图注要求，如果轴径实际尺寸为Φ20.05mm}轴线直线度误差为Φ0.05mm时，则因轴径实际尺寸笋20.05mm超出轴径的最大极限尺寸Φ20mm而判为不合格。实际上，由于其作用尺寸等十最大实体实效边界，仍可满足自由装配的要求。因此，采用图3标注还没有充分利用所有可能自由装配的合格件，如果没有考虑这种情况，就会造成一定的经济损失。

　　当形位公差小于给定公差值时，尺寸公差可由形位公差取得补偿(反补偿)，反补偿的合格区如图4中II区所示。若图注要求能充分利用可自由装配的合格件(I区和II区)，将是经济性最好的设计方案。把图3改注成图5标注要求，图6改注成图7标注要求，图5、图7合格区即为I区和II区的合成，可充分满足与相配偶件自由装配的要求。改注的特点:对单一要素采用包容要求，在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号“”，如图5;对关联要素采用零形位公差，形位公差值为或，如图7,其相关尺寸的最大实体尺寸按图注要求的实效尺寸标注。