关于实效公差带的研究

宋永石+何仁琪

摘 要：该文以尺寸公差与几何公差之间的相互关系为出发点，在这两种公差带难理解且表示方法复杂的基础上，提出了一种新型公差带方法——实效公差带，介绍实效公差带的概念并重点说明实效尺寸公差带图的绘制方法，分别以相关要求中应用广泛的包容要求与最大实体要求为例，介绍了这两种实效公差带的建立过程。并说明实效公差带在实践教学中的意义和工程实践上的应用。

关键词：公差带 实效公差带 相关要求 应用

中图分类号：G801 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0043-02

在现有国家标准GB/T1182—2008中，尺寸公差带与几何公差带是两个不同的概念，它们分别控制零件线性实际尺寸的变动范围与被测几何要素的形状、位置误差的变动范围。在实际生产中，零件的被测要素通常既要满足尺寸公差带，又要满足几何公差带，用两种公差带分别来表示显然繁琐，若在一个视图上表示两种公差带显得复杂且表达不清，并且很难通过公差带理解合格零件的变动范围。为此，若建立一种新公差带将两种公差带结合起来能简单表达清楚的话，这不仅可以解决上述问题，而且可以扩展公差带体系，使公差带具有更广泛的应用意义[1-3]。

1 实效公差带的建立

1.1 定义

在零件被测要素的公差中，尺寸公差与几何公差两个变量之间有独立关系和相关关系两种情况，即遵守公差原则中的独立原则（IP）和相关要求（ER、MMR、LMR）。若尺寸公差与几何公差之间遵守独立原则，则这类公差称为独立公差。若尺寸公差与几何公差之间遵守相关要求，则这类公差称为相关公差。如果将尺寸公差带图与动态公差带图进行改进，用纵坐标方向来表示零件的尺寸公差带，用横坐标表示零件相应几何要素的几何公差带，再用一条粗实线表示尺寸公差与几何公差的相关关系，这种公差带图可以称为实效尺寸公差带图。实质上，它是反映零件几何要素实效尺寸变动范围的公差带，这里简称实效公差带。为使图形表达方便，保证孔和轴的公差带不重叠，又不失一般性，轴的几何误差设为正，孔的几何误差设为负，如图1所示。

1.2 实效公差带图的绘制

首先，画出代表实际尺寸的纵坐标和代表相应几何要素实际几何误差的横坐标f。纵坐标原点为基本尺寸，各坐标值对应相应的实际尺寸（实际偏差）；横坐标的原点代表几何误差值f为0，各坐标值对应相应要素各零件的实际几何误差。

其次，找公差带图上几个极限情况特殊点。一是找出时合格条件的尺寸两个边界点。即根据被测要素的公差要求，找出当几何误差时零件被测要素的合格条件的边界尺寸与极限实体尺寸点。若被测要素遵守ER时，则在纵坐标上找出最大实体边界尺寸与最小实体尺寸（或尺寸极限偏差EI（es）与ES （ei））；若被测要素遵守MMR时，则在纵坐标上找出最大实体实效边界尺寸（或相应的实效偏差为：的实效偏差，的实效偏差）和最小实体尺寸；若被测要素遵守LMR时，则在纵坐标上找出最小实体实效边界尺寸（或相应的实效偏差为：的实效偏差；的实效偏差）和最大实体尺寸。二是找出尺寸边界所对应的极限几何误差点，当零件的实际尺寸和时的被测要素几何误差允许的最大值。

最后，将它们按照就近原则连接起来，标注公差带图中各特征参数，如图1所示。

1.3 常见公差要求的实效公差带

遵守包容要求（ER）时的实效公差带。若被测要素遵守ER时，则在纵坐标上找出最大实体边界尺寸与最小实体尺寸（或尺寸极限偏差EI（es）与ES（ei））。

遵守最大实体要求（MMR）时的实效公差带。若被测要素遵守MMR时，则在纵坐标上找出最大实体实效边界尺寸（或相应的实效偏差为：的实效偏差，的实效偏差）和最小实体尺寸。

2 实效公差带的意义

实效公差带是用一个点来表达零件的实际尺寸[纵坐标值]、实际几何公差值（ta）及实际作用尺寸[

ta或ta]，是关联公差带，是以单一点元素反映多个因素，示图效率显著提高。具体地讲，实效公差带至少可以反映下列问题。

（1）它具有尺寸公差带的全部意义。如图1所示，纵坐标代表最大实体尺寸与最小实体尺寸的尺寸上偏差ES（es）与下偏差EI（ei），完全表达了尺寸公差带，即零件的尺寸变动范围。

（2）它充分反映了零件的几何公差的大小和几何误差的变动范围。

（3）完整地表示任一零件的实效边界及实效尺寸变动范围。

（4）它清楚地表达了零件的合格范围，即零件的实际尺寸和几何误差是否合格。

（5）在实效公差带配合图中，可以全面地反映配合的配合性质及实际极限盈隙量。

3 实效公差带的应用

（1）实效公差带在公差原则中的应用：可以形象直观地分析判定零件的边界尺寸、合格范围。

（2）实效公差带在孔轴配合中的应用：比较准确地分析孔轴的配合性质和极限盈隙量。

（3）用于量规设计。通规——以最大实体尺寸为基本尺寸；止规——以最小实体尺寸为基本尺寸。

（4）实效公差带在其他方面的应用：分析零件尺寸与几何误差的分布特性，对生产过程进行监测与控制，以保证产品质量，提高生产效益。

4 结语

该文通过教学实践与实际生产中存在的问题提出了实效公差带的概念，使较难理解的关系变得简单、清晰和直观，此方法的提出在实际生产中定会获得较好的实用性，在教学中达到事半功倍的效果。

参考资料

[1] 毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2] 李柱.互换性与测量技术基础[M].北京：计量出版社，1984.

[3] 何芳.公差原则的教学探析[J].科技资讯，2008（2）：155-156.