形位公差的選擇主要包括公差特征項目、公差數值(或公差等級)及公差原則三大方面的內容。
1 形位公差特征項目的選擇
形位公差特征項目的選擇從以下幾個方面考慮:
1.1零件的幾何特征
零件的幾何特征不同,會產生不同的形位誤差。例如,對圓柱形零件,可選擇圓度、圓柱度、軸心線直線度及素線的直線度等; 平面零件可選平面度; 階梯軸、孔可選擇同軸度等.
1.2零件的功能要求
根據零件的不同功能要求,給出不同的形位公差項目。例如,圓柱形零件,當僅需要順利裝配時,可選軸心線的直線度; 如果孔、軸之間有相對運動,應均勻接觸,或為了保證密封性,應選擇圓柱度以綜合控制圓度、素線
直線度和軸線直線度。
1.3 檢測的方便性
確定形位公差特征項目時,考慮到檢測的方便性與經濟性。例如,對軸類零件,可以用徑向全跳動綜合控制圓柱度、同軸度; 用端面全跳動代替端面對軸線的垂直度,因為跳動誤差檢測方便,又能較好地控制相應的形位誤
差。
總的來說,在滿足功能要求的前提下,盡量減少項目,以獲得較好的經濟效益。
2 形位公差值(公差等級)的選擇
形位精度的高低是用公差等級來表示的。按照國家標準規定,對14項形位公差特征,除線、面輪廓度和位置度未規定公差等級外,其余11項均有規定。一般劃分為12級,即1-12級,精度依次降低,僅圓度和圓柱度劃分
為13級,即0-12級; 對于位置度,由于被測要素類型繁多,國家標準只規定了公差數系,而未規定公差等級。如下表所示。
形位公差值(公差等級)常用類比法確定。主要考慮零件的使用性能、加工的可能性和經濟性因素。
例如,在選用同軸度、對稱度、跳動公差時,5、6、7是應用范圍較廣的公差等級,用于形位精度要求較高、尺寸公差等級為IT 8及高于IT 8的零件。5級常用于機床軸頸,計量儀器的測量桿,汽輪機主軸,柱塞油泵轉子,高精度滾動軸承外圈,一般精度滾動軸承內圈,回轉工作臺端面跳動。7級用于內燃機曲軸、凸輪軸、齒輪軸、水泵軸,汽車后輪輸出軸,電動轉子,印刷機傳墨輥的軸頸、鍵槽。
在確定形位公差值(公差等級)時,還應注意下列情況:
①在同一要素上給出的形狀公差值應該小于位置公差。如要求平行的兩個平面,其平面度公差應小于平行度公差。
②圓柱形零件的形狀公差(軸線直線度除外)一般應小于其尺寸公差。
③平行度公差應小于其相應的距離公差值。
④對于下列情況,考慮到加工的難易程度和除主參數外其他因素的影響,在滿足功能要求的情況下,可適當降低1-2級選用。(A)孔相對于軸; (B)細長的孔或者軸; (C)距離較大的軸或孔; (D)寬度較大的零件表面; (E )線對線、線對面相對于面對面的平行度、垂直度。
⑤凡有關標準已對形位公差做出規定的,如與滾動軸承相配合的軸和殼體孔的圓柱度公差、機床導軌的直線度公差等,都應按相應的標準確定。
3 公差原則的選擇
(1)獨立原則是處理形位公差與尺寸公差關系的基本原則,主要應用以下場合:
1)尺寸精度和形位精度要求都很嚴格,并需要分別滿足要求。如齒輪箱體上的孔,為保證與軸承的配合和齒輪的正確嚙合,要分別保證孔的尺寸精度和孔心線的平行度要求。
2)尺寸精度與形位精度要求相差較大。如印刷機的滾筒、軋鋼機的軋棍等零件,尺寸精度較低,圓柱度要求較高; 平板的尺寸精度要求低,平面度要求較高,應分別滿足要求。
3)為保證運動精度、密封性等特殊要求,單獨提出與尺寸精度無關的形位公差要求。如機床導軌為保證運動精度,提出直線度要求,與尺寸精度無關; 汽缸套內孔與活塞配合,為了內、外圓柱面均勻接觸、并用良好的密封性能,在保證尺寸精度的同時,還要單獨保證很高的圓度、圓柱度要求。
運用獨立原則,需要通用計量器具分別檢測零件的尺寸和形位誤差,檢測技術不太方便。
(2)包容原則主要用于需要保證配合性質,特別是要求精密配合的場合,用最大實體邊界來控制零件的尺寸和形位誤差的綜合結果,以保證配合要求的最小間隙或最大過盈。選用包容要求時,可用光滑極限量規來檢測實際尺寸和體外作用尺寸,檢測方便。
(3)最大實體要求主要用于保證可裝配性的場合。例如用于穿過螺栓的通孔的位置度公差。
選用最大實體要求時,其實際尺寸用兩點法測量,體外作用尺寸用功能量規進行檢驗,其檢驗方法簡單易行.
總之,在選用形位公差時,應綜合考慮實際情況,盡量減少公差項目,方便檢測,提高零件的合格性,降低成本,一切從提高效率和效益出發.