摘 要:形位公差和尺寸公差一樣是評定產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。本文以常見的軸類零件為例，詳細(xì)分析了形位公差的公差項目、公差值、基準(zhǔn)和公差原則的選擇和方法。

關(guān)鍵詞:形位公差 軸類零件 功能要求 經(jīng)濟性

形位公差是評定機械零件的一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。在機械零件的設(shè)計過程中正確地選擇形位公差項目以及合理地確定形位公差數(shù)值，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低制造成本，具有十分重要的意義。本文以減速器輸出軸為例探討機械零件形位公差的選擇方法。

一、形位公差項目的確定

確定形位公差項目時，需要考慮零件的幾何特征、功能要求、檢測方便及經(jīng)濟性等因素。

1.零件的幾何特征

零件的幾何特征不同，會產(chǎn)生不同的形位誤差。如對圓柱面選擇圓柱度是理想項目;平面零件可選擇平面度;槽類零件可選對稱度;階梯軸、孔可選同軸度等。

2.零件的功能要求

一般來講，軸類零件的以下幾個部位除了需要控制尺寸公差外，還要提出形位公差要求:

(1)軸的支承面，它的形狀和位置正確與否直接影響軸的運轉(zhuǎn)精度。因此應(yīng)對兩軸頸分別提出圓柱度要求，同時，要限制兩軸頸同軸度誤差。另外，?準(zhǔn)60r6處與齒輪孔配合，?準(zhǔn)42r6處連接鏈輪，這兩段軸線若不與兩處軸頸的公共軸線同軸，會影響齒輪的嚙合精度，產(chǎn)生振動和噪聲，應(yīng)分別提出同軸度要求。

(2)軸的定位面，它的形位精度將影響軸上零件的定位(周向和軸向定位)。軸向定位如對齒輪、軸承的定位軸肩，應(yīng)提出相對于兩軸頸公共軸線的垂直度要求。周向定位如兩鍵槽面，考慮鍵受載均勻性及裝拆難易程度，應(yīng)提出對稱度要求。

3.檢測的方便性

確定形位公差特征項目時，要考慮到檢測的方便性與經(jīng)濟性。

二、形位公差值的確定

形位公差值的確定一般是根據(jù)零件的功能要求，并考慮加工的經(jīng)濟性和零件的結(jié)構(gòu)、剛度等情況進行的。選擇公差值的常用方法是類比法，采用類比法時應(yīng)考慮以下情況:

1.同一要素上給出的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值，位置公差值應(yīng)小于尺寸公差值。t形狀

2.采用包容原則時，由于包容原則主要用于保證配合性質(zhì)的要素，用尺寸公差限制形狀誤差。在尺寸公差為IT5~IT8范圍內(nèi)，形狀公差值通常取尺寸公差的0.25~0.65;對于圓度和圓柱度一般可按尺寸公差同級選取。

3.在滿足零件功能要求的前提下，考慮到零件結(jié)構(gòu)特點和加工難易程度，對于剛性差的零件(如細(xì)長軸、薄壁件)和跨距大的軸孔等可適當(dāng)降低1~2級使用。

4.形位公差與表面粗糙度的關(guān)系:對中等精度零件，表面粗糙度Ra值占形狀公差的0.2~0.25。

根據(jù)該軸的功能要求，參考形位公差的應(yīng)用舉例，選擇形位公差等值如下:(1)兩軸頸與Po級滾動軸承配合，選圓柱度6級;徑向圓跳動6級。(2)軸承、齒輪的軸肩定位端面圓跳動為7級。(3)與齒輪、鏈輪配合處圓跳動7級。(4)鍵槽工作面的對稱度為8級。各公差數(shù)值如圖所示。

三、公差原則的選擇

公差原則是確定形位公差與尺寸公差關(guān)系的原則。對減速器軸，兩軸頸?準(zhǔn)55K6與Po級軸承配合，?準(zhǔn)60r6、?準(zhǔn)42r6分別與齒輪和帶輪配合，為了保證配合性質(zhì)，均應(yīng)選用包容原則。為保證軸承套圈的幾何精度，在遵守包容要求的情況下進一步提出圓柱度公差要求。

四、基準(zhǔn)的選擇

一般選擇基準(zhǔn)時，要考慮要素的功能要求及要素間的幾何關(guān)系。軸類零件，通常以兩個軸承為支承運轉(zhuǎn)，從功能要求和控制其他要素的位置精度來看，應(yīng)選兩軸頸的公共軸線為基準(zhǔn)。兩鍵槽分別以其自身的軸線為基準(zhǔn)，以保證裝配方便。

機械零件設(shè)計中形位公差的確定是一項非常復(fù)雜的工作，理論性和實踐性都十分強，設(shè)計人員必須在正確的理論指導(dǎo)下，吸收先進產(chǎn)品的經(jīng)驗，不斷實踐，只有這樣，才能使零件的形位公差確定得更為合理，也更經(jīng)濟。

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作者單位:廣西合浦縣中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校