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2.1 公差原则

Mike走了以后,子谦在现场实习了3个月。回到研发部报到后,子谦分到了一个顶杆的设计任务。顶杆作用为从冲床下模板和模具的孔中伸出来,顶出工件,结构如图2-1所示。

子谦出图如图2-2所示。

图2-1

图2-2

3周之后,装配车间打来电话,说顶杆装配不良,无法从下模板中伸入到模具中,但是供应商测量结果合格。子谦立即检查图样,发现模板模具孔径是 ϕ 20.10~ ϕ 20.15mm,顶杆直径是 ϕ 19.95~ ϕ 20.00mm,计算间隙有0.10~0.20mm,那么问题出在哪里呢?

子谦首先想到的是供应商报告造假,于是抱着零件和图样来到了实验室,找海挺兄帮忙。海挺把零件放在大理石平台上,从侧面看了一下,发现顶杆中间有较大间隙,为0.3~0.5mm,如图2-3所示。

海挺:“子谱,把图样给我看一下。”

海挺看完后说:“黄浦理工的大学生,你这张图有问题,没出完整呀!你知道独立原则吗?”

图2-3

2.1.1 独立原则

2.1.1 独立原则

子谦:“知道呀,实体尺寸公差与表面形状公差是独立的,应分别满足图样要求。在这张图上, ϕ 19.95 ~ ϕ 20mm 是尺寸,公差是0.05mm,形状,形状的要求……”

海挺追问道:“对呀,你对这个顶杆提出的形状公差呢?”

子谦:“没有,但有未注公差呀,那可不可以用未注公差来验收呢?”

海挺画出了两张示意图(图2-4和图2-5)。

海挺:“图2-4即便是未注公差,长500mm,H级公差也是0.4mm,则轴的实际有效装配边界是 ϕ 20.4mm的圆柱哦;再看图2-5,我们假设孔在最大实体状态,而且表面处于理想状态,则内孔的有效装配空间是 ϕ 20.1mm。所以,综上两点所述得出结论,装配有极大的干涉风险。”

图2-4 轴的极端状况

图2-5 配合件极端状况

子谦看完后恍然大悟,马上又苦着脸问:“那图样怎么出呢?”

2.1.2 包容要求

2.1.2 包容原则

2.1.3 包容原则的失效

海挺:“虽然我国标准默认图样遵守独立原则,但是可以标注出包容要求呀,包容要求知道吗?”

子谦:“听过,但忘了。”

海挺:“包容原则的定义是实体尺寸极限(最大实体)状态控制了零件的形状变化,当图2-6中轴的约束边界(MMC)是21mm时,就有一个图2-7中 ϕ 21mm的理论圆柱,包容整个零件。如果轴想弯曲,也必须在 ϕ 21mm的圆柱内变动,不得超出理论圆柱。但请记住在尺寸后加一个Ⓔ,才表示本尺寸遵守包容要求。”

图2-6

图2-7

子谦点头说道:“哦,如图2-8所示标注的顶杆,其最极端状况尺寸如图2-9所示。在 ϕ 20mm以内(轴最大包络外边界),配合件是 ϕ 20.10mm以外,永远有0.1mm的间隙,这样就可以装配了对吗?”

图2-8

图2-9

海挺点点头:“这就对了。另外,图样遵循ASME Y14.5标准时请注意,它们默认包容要求。在图中某个尺寸后面标注Ⓘ,表示本图样默认包容要求,但被标注的尺寸遵守独立原则。” H4vTedWKHQnrluNP2MJQrRIBbK2xIkZAiIgultlBgw65ARtSIupZ8hJFlCGtpXY8

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