形状和位置公差的选择及应用

　　0 前言

　　构成机械零件的几何要素,如轴线、平面、圆柱面、曲面等,在机械设计和机械加工中,必须合理控制其实际要素的形状公差和位置公差。如何才能合理并正确地选定机械零件几何特征的实际被测要素的形位公差项目,确定其公差等级及公差值,并在实际加工过程中加以适当控制,满足设计要求呢?

　　1 形位公差项目的影响

　　要做到选择和应用,除了应弄清各项形位公差的特征外,还应分析形位公差对零件在机器中使用性能的影响。

　　①零件上哪些几何要素需要控制形状误差和位置误差?一般取决于该零件中其某些要素在机器上的作用,是主要工作面还是配合面?确定形状公差、位置公差和尺寸公差,同时要明确这三者之间的关系,以免相互矛盾或在加工中难以实现;

　　②在机械加工中,对图纸标注的形位公差应采取适当的工艺方法加以保证。为了明确选择形位公差项目,需要对具体机器结构进行具体分析。

　　1.1 平面的形状误差的影响

　　对于支承面的平面度,它影响零件放置的平稳性及定位的可靠性;对于贴合面的平面度,它影响密封性,对于滑动结合面的平面度,它影响耐磨性及零件的使用寿命,影响整机的各项精度;对于检测平面的平面度,它影响检测的精确性。

　　1.2 圆柱面的形状误差的影响

　　在运动配合中,形状误差会使接触不良,造成局部过早磨损,扩大配合间隙,降低定心精度。在移动配合中,形状误差会降低导向精度或破坏密封性。在过盈定位配合中,形状误差会降低连接强度和可靠性。

　　1.3 曲面形状误差的影响

　　曲面形状误差直接影响机器的工作性能以及零件运动的灵活性和可靠性。

　　1.4 位置误差的影响

　　位置误差直接影响机器的装配精度和运动精度。如机床主轴前后轴颈支承处要求同轴,以保证运动精度,再如机床主轴箱的主轴两支承孔轴心要求同轴,以保证装配精度。

　　2 基准要素的选择

　　在选择位置公差项目的同时,还要选择基准要素,另外在机械加工时应注意合理使用基准。选择的步骤通常是:首先明确零件上哪些部位作为基准要素;其次确定基准要素的数量及其安排的顺序[2]。

　　2.1 基准部位的选择

　　一般从以下几个方面进行考虑:

　　①从装配关系考虑,应选择零件相互配合、接触的表面作各自的基准部位,以保证零件的正确装配。

　　②尽量使加工、测量和装配用的基准统一,但并不强求统一,这要看零件的功能关系、具体要素来确定,同时往往一个零件可有几个基准(如图1)。