任何實際要素,都同時存在有形位和尺寸誤差。有些形位誤差和尺寸誤差密切相關。而影響零件使用性能的,有時主要是形位誤差,有時主要是尺寸誤差,有時則主要是它們的綜合結果而不必區分出它們各自的大小。因而在設計上,為簡明扼要地表達設計意圖并為工藝提供便利,應根據需要賦予要素的形位公差和尺寸公差以不同的關系。我們把處理形位公差和尺寸公差關系的原則稱為公差原則。
公差原則包括獨立原則和相關要求。
相關要求又包括:
1、包容要求
2、最大實體要求
3、最小實體要求
4、可逆要求
單一要素的實效尺寸:(Virtual Size of Individual Feature)
對孔 實效尺寸=最小極限尺寸-中心要素的形狀公差
對軸 實效尺寸=最大極限尺寸+中心要素的形狀公差
關聯要素的實效尺寸:(Virtual Size of Related feature)
對孔 實效尺寸=最小極限尺寸-中心要素的位置公差
對軸 實效尺寸=最大極限尺寸+中心要素的位置公差
一、獨立原則(Independent Principle)
1、獨立原則的含義(Meanings of Independent Principle)
獨立原則是指給出的尺寸公差和形位公差相互無關,分別滿足要求的公差原則。即,極限尺寸只控制實際尺寸,不控制要素本身的形位誤差;不論要素的實際尺寸大小如何,被測要素均應在給定的形位公差帶內,并且其形位誤差允許達到最大值。遵守獨立原則時,實際尺寸一般用兩點法測量,形位誤差使用通用量儀測量。
2、獨立原則的識別(Identification of Independent Principle)
凡是對給出的尺寸公差和形位公差未用特定符號或文字說明它們有聯系者,就表示它們遵守獨立原則。
3、獨立原則的應用 (Application of Independent Principle)
尺寸公差和形位公差按獨立原則給出,總是可以滿足零件的功能要求,故獨立原則的應用十分廣泛,是確定尺寸公差和形位公差關系的基本原則。這里僅著重指出以下諸點。
(1)影響要素使用性能的主要是形位誤差或主要是尺寸誤差,這時采用獨立原則能經濟合理地滿足要求。
如印刷機滾筒,的圓柱度誤差與其直徑的尺寸誤差、測量平板的平面度與其厚度的尺寸誤差,都是前者有決定性影響;油道或氣道孔軸線的直線度誤差與其直徑的尺寸誤差,一般前者的影響較小。
圖3-4-1 印刷機滾筒
(2)要素的尺寸公差和其某方面的形位公差直接滿足的功能不同,需要分別滿足要求。如齒輪箱上孔的尺寸公差(滿足與軸承的配合要求)和相對其他孔的位置公差(滿足齒輪的嚙合要求,如合適的側隙、齒面接觸精度等)就應遵守獨立原則。
(3)在制造過程中需要對要素的尺寸作精確度量以進行選配或分組裝配時,要素的尺寸公差和形位公差之間應遵守獨立原則。
二、相關要求(Related Requirement)
相關要求是指圖樣上給定的形位公差和尺寸公差相互有關的公差原則。
1、包容要求(Envelope Requirement)
(1)包容要求的含義 包容要求是要求實際要素處處不得超越最大實體邊界的一種公差原則,即實際輪廓要素應遵守最大實體邊界,作用尺寸不超出(對孔不小于,對軸不大于)最大實體尺寸。按照此要求,如果實際要素達到最大實體狀態,就不得有任何形位誤差;只有在實際要素偏離最大實體狀態時,才允許存在與偏離量相關的形位誤差。
遵守包容要求時局部實際尺寸不能超出(對孔不大于,對軸不小于)最小實體尺寸。
圖3-4-2 要素遵守包容要求
a) 圖示 b) 最大實體邊界 c)補償關系及合格區域
要素遵守包容要求時,應該用光滑極限量規檢驗
(2)包容要求的標注 按包容要求給出公差時,需在尺寸的上、下偏差后面或尺寸公差帶代號后面加注符號,如圖所示;
遵守包容要求而對形位公差需要進一步要求時,需另用框格注出形位公差,當然,形位公差值一定小于尺寸公差。見圖3-4-3。
圖3-4-3 遵守包容要求且對形位公差有進一步要求
(3)包容要求的應用 包容要求常常用于有配合要求的場合。例如, 孔與
軸的間隙配合中,所需要的間隙是通過孔和軸各自遵守最大實體邊界來保證的,這樣才不會因孔和軸的形狀誤差在裝配時產生過盈。