零件公差产生于十九世纪后期,其初衷是为了保证零件的互换性。起初只有尺寸公差。由于
当时的设计部门和制造部门通常都在一起或就在隔壁,因此交流起来非常方便。在当时,给
定的公差一般都很大,因此当时的设备刀具的能力对于保证产品的几何形状的“完美性”来
说反而不太重要了(相对于给定的公差)。当问题发生后,制造人员很容易找到设计人员,
一起讨论并解决问题,并且决定今后的零件该如何生产。通过这种方式,只有尺寸公差也能
生产出合乎设计要求的产品,而很多重要的要求并没有在图纸上表达出来,而是变成了公司
的专有经验知识。
随着公差的逐步缩小,产品的可装配性逐渐成了问题。大约在1920年,泰勒先生提出了定义
了装配功能要求的“泰勒原则”(也就是现在的公差原则#1),它有效地解决了零件的大
小与形状的关系,从而确保了产品的可装配性。直至今天,许多功能检具依然都是按照这个
原则来设计制造的。
直到二战期间,零件的制造逐渐分包给供应商,设计部门离制造地点越来越远,设计与制造
的随时随地的交流就变得越来越不可能,而要求的制造公差却又越来越小,零件的装配性和
互换性的问题也就越来越突出。此时,各种定义几何公差的几何语言的标准就应运而生,随
着这些标准的发展、进化、演变及合并,到今天留给我们的是几何尺寸公差这门世界语的两
种方言:ASME Y14.5和ISO 1101,作为定义公差符号的标准。这两个标准在原理上是一致
的,其初衷都是为了确定可装配性的公差。在具体的定义上它们有所不同,有的地方甚至有
很明显的不同,但定义的不同只是理解过程的不同,这两个标准最终描述的公差种类都是一
样的。
产品零件在加工制造过程中,由于机床精度、刀具夹具及工艺操作水平等因素的影响,零件的尺寸、形状及表面质量、方向和位置均不可能做到完全理想。这种工艺过程中出现的误差有可能会影响到:
– 配合的松紧程度,如圆度,轴线的直线度。
– 可装入性,如螺栓的位置度。
– 零件的其它功能,如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、可靠性、噪声和使用寿命等
为了满足零件的使用要求,保证零件的互换性和制造的经济性,设计时必须合理控制零件的形位误差,即对零件规定其形状和位置公差(简称形位公差)
形位公差是限制实际被测形体(或要素)变动的区域,是零件的实际形状 01 直线度 直线度,即通常所说的平直程度,表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量。 示例2:在公差值前加注记号Φ、则公差带必须在直径0.08mm的圆柱面内的区域。 02 平面度 平面度,即通常所说的平整程度,表示零件的平面要素实际形状,保持理想平面的状况。平面度公差是实际表面对理想平面所允许的最大变动量。 示例:公差带是位于距离0.08mm的两个平行平面之间的区域。 03 圆度 圆度,即通常所说的圆整程度,表示零件上圆的要素实际形状与其中心保持等距的状况。圆度公差是在同一截面上,实际圆对理想圆所允许的最大变动量。 示例:公差带必须在同一正截面上,半径差为公差值0.03mm的两个同心圆之间的区域。 04 圆柱度 圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点,对其轴线保持等距状况。圆柱度公差是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。 示例:公差带是半径差为公差值0.1mm的两个同轴圆柱面之间的区域。 05 线轮廓度 线轮廓度是表示在零件的给定平面上,任意形状的曲线,保持其理想形状的状况。线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。 示例:公差带是由包络一系列直径为公差0.04mm的圆的两包络线之间的区域。诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上。 06 面轮廓度 面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面,保持其理想形状的状况。面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线,对理想轮廓面的允许变动量。 示例:公差带是由包络一系列直径为0.02mm的球的两条包络线之间,诸球的中心理论上应位于理论正确几何形状的面上。 07 平行度 平行度,即通常所说的保持平行的程度,表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。平行度公差是被测要素的实际方向,与基准相平行的理想方向之间所允许的最大变动量。 示例:如公差值前加注记号Φ、则公差带为基准平行直径Φ0.03mm的圆柱面内。 08 垂直度 垂直度,即通常所说的两要素之间保持正交的程度,表示零件上被测要素相对于基准要素,保持正确的90°夹角状况。垂直度公差是被测要素的实际方向,对于基准相垂直的理想方向之间所允许的最大变动量。 示例1:公差带前加注记号Φ,则公差带垂直于基准面直径为0.1mm的圆柱面内。 示例2:公差带必须位于距离为0.08mm且垂直于基准线的两平行平面之间。 09 倾斜度 倾斜度是表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。倾斜度公差是被测要素的实际方向,对于基准成任意给定角度的理想方向之间所允许的最大变动量。 示例1:被测轴线的公差带是距离为公差值0.08mm,且与基准面A成理论角度60°的两平行平面之间的区域。 示例2:在公差值前加注记号Φ,则公差带必须位于直径为0.1mm的圆柱面内。该公差带应平行于垂直于基准A的平面B,并与基准A呈理论正确角度60°。 10 位置度 位置度是表示零件上的点、线、面等要素,相对其理想位置的准确状况。位置度公差是被测要素的实际位置相对于理想位置所允许的最大变动量。 示例:公差带前加注记号SΦ时、公差带是直径0.3mm的球内区域。求公差带的中心点的位置是相对于基准A、B及C的理论正确尺寸。 11 同轴(同心)度 同轴度,即通常所说的共轴程度,表示零件上被测轴线相对于基准轴线,保持在同一直线上的状况。同轴度公差是被测实际轴线相对于基准轴线所允许的变动量。 示例:公差值加注记号时,公差带是直径0.08mm的圆柱之间区域。圆形公差带的轴线与基准一致。 12 对称度 对称度是表示零件上两对称中心要素保持在同一中心平面内的状态。对称度公差是实际要素的对称中心面(或中心线、轴线)对理想对称平面所允许的变动量。 示例:公差带是距离为0.08mm、且相对于基准中心平面或中心线对称配置的两平行平面之间或直线之间的区域。 13 圆跳动 圆跳动是表示零件上的回转表面在限定的测量面内,相对于基准轴线保持固定位置的状况。圆跳动公差是被测实际要素绕基准轴线,无轴向移动地旋转一整圈时,在限定的测量范围内所允许的最大变动量。 示例1:公差带是垂直于任一测量平面内,半径差为0.1mm,且圆心在同一基准轴线上的两同心圆之间的区域。 示例2:公差带是在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为0.1mm的两个圆之间的区域。 14 全跳动 全跳动是指零件绕基准轴线作连续旋转时,沿整个被测表面上的跳动量。全跳动公差是被测实际要素绕基准轴线连续的旋转,同时指示器沿其理想轮廓相对移动时所允许的最大跳动量。 示例1:公差带是距离为半径差0.1mm,且与基准同轴的两圆柱面之间的区域。 示例2:公差带是距离为半径差0.1mm,且与基准垂直的两平行平面之间的区域。 | |