位置度公差在限制孔组轴线中的研究

　　0　引言

　　机械零部件之间常用螺栓、螺钉、双头螺栓等连接件连接。在零件上用于连接的光孔或螺孔,加工时总会偏离所要求的理想位置。为了能让连接件自由地通过连接孔、保证其互换性,设计者不仅要规定连接孔的直径公差,还要规定孔中心的位置公差。

　　控制孔中心位置的方法通常有两种:一种是用坐标尺寸公差;另一种是用位置度公差。采用位置度公差与尺寸公差相比,公差值的计算可以大为简化,而且概念明确。我们在工程设计中通过以下对比性分析,得出在不影响装配互换性的情况下,利用位置度公差限制孔组轴线可以获得较大的公差值,从而减少了废品,提高了经济性。位置度公差标注优点如下。

　　1　能根据功能要求选择合理的公差带

　　在相互垂直方向上用尺寸公差控制孔的轴线的位置误差时,位置公差带为一方形或矩形(若用极坐标则为扇形)。图1所示的位置公差带为一方形,但其位置误差的最大值却在对角线方向上。所以,方形公差带允许的位置误差最大值约为尺寸公差的1.4倍。

　　事实上,对于圆孔和轴的装配,在任何方向上轴线位置的允许变动量都应一样,故一般采用圆形(或圆柱)公差带为合理。

　　而尺寸公差标注方法既不能表达出圆形公差带,又把在尺寸公差带外却在圆形公差带内能满足装配要求的孔作为不合格品,如图2所示,这就大大增加了不合格品率。

　　位置度公差标注法是以理论正确尺寸确定孔或轴的轴线的理想位置,然后再根据要求确定限制孔或轴的轴线变动范围,如圆形的、方形的等等。如图3所示的位置度公差带为圆形的,而位置度公差数值为图1尺寸公差标注中的1.4倍。这样,在保证相同位置精度情况下,按圆形公差带面积则比方形公差带面积增加57%,这对制造来说是非常有利的。如果只要求限制在某一方向的位置,则可采用两平行直线(或两平行平面)公差带,如图4所示。由此可见,采用位置度公差能根据零件的功能要求选择公差带的形式。

　　2　中心距公差计算简单方便,无累积误差

　　2.1　尺寸公差标注  采用尺寸公差限制孔的中心距变动时,其公差值的计算将随着连接型式、孔组的排列形式和尺寸标注形式的不同而不同。通常采用的尺寸公差标注法有下列两种基本形式:

　　(1)链式标注法如图5所示,

　　孔距的误差累积受孔的数量的影响。若相邻两孔间的尺寸公差为±t,则两孔间中心距的最大累积误差为±(n-1)t。显然,累积误差的存在会使装配发生困难,为了保证装配互换性,必须缩小相邻两孔间的尺寸公差。设c为连接孔与连接件的最小间隙,即连接孔与连接件的最大实体尺寸之差,尺寸公差的计算为: