龔少梅 龔 力 凌云霞

（1.中國(guó)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件制造有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550014；2.中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

形狀和位置公差（簡(jiǎn)稱形位公差）是機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖樣上的重要技術(shù)要求，它是表達(dá)零件幾何精度的重要指標(biāo)之一。而零件的幾何精度又是產(chǎn)品動(dòng)、靜態(tài)幾何精度的重要組成部分，是保證零件互相配合的基本條件之一。對(duì)于緊固件，形位公差更是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，是保證緊固件機(jī)械性能的重要指標(biāo)。

形位公差是機(jī)械零件設(shè)計(jì)要求的一個(gè)不可缺少的內(nèi)容，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC2（一般用途緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)），1978年首次制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4759，2002年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。ISO 4759標(biāo)準(zhǔn)分為三個(gè)部分，其中第一部分為ISO 4759–1：2002《螺栓、螺釘、螺柱和螺母 產(chǎn)品等級(jí)A、B和C級(jí)》、第二部分為ISO 4759–2：2002《螺紋直徑為1～3 mm，產(chǎn)品等級(jí)、用于緊密機(jī)械的螺栓、螺釘和螺母》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了普通緊固件的尺寸公差和形位公差，我國(guó)已經(jīng)分別將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 3103.1–2002和GB/T 3103.2–2002。該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形位公差比較寬松，不適合航空航天緊固件。

ISO/TC20/SC4（航空航天緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）為航空航天緊固件制定了相應(yīng)的形位公差標(biāo)準(zhǔn)。1985年首次發(fā)布了ISO 7913：1985《航空航天－螺栓和螺釘－形狀和位置公差》。1994年對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。

現(xiàn)在我們分別將ISO 7913：1994與GB/T 3103.1–2002和GB/T 3103.2–2002規(guī)定的形狀和位置公差進(jìn)行對(duì)比，以便大家能夠更加方便的使用標(biāo)準(zhǔn)。

1 從標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來看

GB/T 3103.1–2002 規(guī)定了產(chǎn)品等級(jí)為A、B和C級(jí)的螺栓、螺釘、螺柱和螺母，以及產(chǎn)品等級(jí)為A級(jí)的自攻螺釘?shù)墓睢?/p>

GB/T 3103.2–2002 規(guī)定了螺紋直徑為1 mm～3 mm、產(chǎn)品等級(jí)為F級(jí)的螺栓、螺釘和螺母的公差。

ISO 7913：1994 規(guī)定了螺紋直徑3 mm～24 mm航空航天用螺栓和螺釘?shù)男螤詈臀恢霉睢?/p>

2 標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于螺栓和螺釘形狀和位置公差的差異

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容來看，GB/T 3103.2–2002僅限于螺紋直徑為1 mm～3 mm的螺栓，為此，我們只對(duì)GB/T 3103.1–2002 A級(jí)與ISO 7913：1994規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行比較。

2.1 螺桿總長(zhǎng)的直線度

ISO 7913：1994規(guī)定的螺桿總長(zhǎng)的直線度，見圖1，對(duì)于中等長(zhǎng)度螺栓（不含全螺紋），其常數(shù)V的值為：d=3mm～8mm時(shí)，V=0.002；d=10mm～20mm時(shí)，V=0.0015。以M8×30螺栓為例，螺桿直線度為Φ0.06 mm。

GB/T 3103.1–2002規(guī)定的直線度是：d≤8mm時(shí)，為0.02L+0.05；d＞8mm時(shí)，為0.025L+0.05；以M8×30螺栓為例，螺桿直線度為Φ0.11 mm。

2.2 凸緣的圓跳動(dòng)和位置度

ISO 7913：1994規(guī)定十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓凸緣的圓跳動(dòng)，見圖2，以M8×30螺栓為例，其凸緣相對(duì)螺栓桿部軸線的圓跳動(dòng)值為0.20 mm。

GB/T 3103.1–2002規(guī)定的是凸緣的位置度，其值為2IT13，選取公差的基本尺寸為凸緣直徑，以M8×30螺栓為例，凸緣直徑為18 mm，其凸緣相對(duì)位置度則為0.54 mm。

圖1 螺桿總長(zhǎng)的直線度

圖2 螺栓凸緣的圓跳動(dòng)

2.3 螺栓頭部支承面的垂直度或全跳動(dòng)

ISO 7913：1994規(guī)定螺栓頭部支承面對(duì)螺紋軸線的垂直度為0.08 mm.，見圖3。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是頭部支承面對(duì)螺紋軸線的全跳動(dòng)，以M8×30螺栓為例，其全跳動(dòng)為0.17 mm。

2.4 沉頭螺栓頭部端面的垂直度

ISO 7913：1994規(guī)定沉頭螺栓頭部端面對(duì)螺栓桿部軸線的垂直度為0.08 mm，見圖4，而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

圖3 螺栓頭部支承面的垂直度

圖4 沉頭螺栓頭部端面的垂直度

2.5 沉頭螺栓頭部圓錐面的圓跳動(dòng)

ISO 7913：1994規(guī)定沉頭螺栓頭部圓錐面相對(duì)于螺栓桿部軸線的圓跳動(dòng)為0.08 mm，見圖5，而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

2.6 盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面的圓跳動(dòng)

ISO 7913：1994規(guī)定盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面相對(duì)于螺栓桿部軸線的圓跳動(dòng)，見圖6，以M8×30螺栓為例，其值為0.28 mm。而GB/T

圖5 沉頭螺栓頭部圓錐面的圓跳動(dòng)

圖6 盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面的圓跳動(dòng)

3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。

2.7 十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓扳擰直徑的圓跳動(dòng)

ISO 7913：1994規(guī)定十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓扳擰直徑相對(duì)于螺栓桿部軸線的圓跳動(dòng)，見圖7，以M8×30螺栓為例，其圓跳動(dòng)為0.20 mm。而GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。2.8 六角頭螺栓頭部對(duì)角的圓跳動(dòng)

ISO 7913：1994規(guī)定六角頭螺栓頭部對(duì)角相對(duì)于螺栓桿部軸線的圓跳動(dòng)，見圖8，以M8×30螺栓為例，其圓跳動(dòng)為0.40 mm。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定扳擰六方對(duì)邊相對(duì)于螺紋軸線的位置度，其值為2IT13，選取公差的基本尺寸為六角對(duì)邊尺寸。以M8×30螺栓為例，其對(duì)邊位置度為Φ0.54 mm。

圖7 螺栓扳擰直徑的圓跳動(dòng)

圖8 六角頭螺栓頭部對(duì)角的圓跳動(dòng)

2.9 開口銷孔的位置度

ISO 7913：1994規(guī)定開口銷孔的位置度，見圖9，即螺栓開口銷的中心相對(duì)于螺紋軸線和螺栓頭部支承面或沉頭螺栓頭部端面的位置度為Φ0.4 mm。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺栓開口銷的中心，相對(duì)于螺紋軸線的位置度為2IT13，以M8×30螺栓為例，其開口銷位置度為Φ0.44 mm。

2.10 六角頭螺栓、十二角頭螺栓、花鍵頭螺栓頭部鎖絲孔的位置度

圖9 開口銷孔的位置度

圖10 螺栓頭部鎖絲孔的位置度

ISO 7913：1994規(guī)定六角頭螺栓、十二角頭螺栓、花鍵頭螺栓頭部鎖絲孔的位置度，見圖10，其相對(duì)于螺栓支承面和螺栓桿部軸線的位置度為Φ0.40 mm。而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差值來看，ISO 7913：1994標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形狀和位置公差的項(xiàng)目和數(shù)值比GB/T 3103.1–2002高許多。也就是說采用ISO 7913：1994標(biāo)準(zhǔn)可以制造出要求更高的螺栓和螺釘產(chǎn)品，同時(shí)也是保證高精度航空航天緊固件的必要條件之一。