前几天在公众号里发表一篇方形公差带和圆形公差带之间的转换关系文章,引起了同行广大的关注和激烈的讨论,好多感兴趣的同行在后台给我留了不少言,感觉比较困惑。既然问题由我而起,我觉得也有必要再写一遍文章再次来阐述下。这次准备从两方面来解释:
(1) 单纯从公差转换
(2) 从设计的合理性
(1) 单纯从公差转换
上图是孔和轴装配,蓝色的板与对手件装配是靠三个面定位的(一个底面和两个侧面),中间拧上一个螺栓加螺母(螺母省去,螺栓用柱子等效显示)紧固。那么要想保证螺栓能够拧进去,一定要去管控孔的位置。A工程师是用常用的正负公差去管控的,图纸如下图所示。
那么我们分析一下由A工程师设计的这张图纸,孔实际加工出来,孔心可以相对理论位置左右、上下偏移0.5,公差带是一个方形公差带,如图3所示,实际孔心必须要在方形公差带里面才算合格。
图纸一般都是由研发设计工程师负责,下游部门如制造、工艺和检测是无权修改图纸的。当出现下面这种情况,请问你是按照图3还是图4的公差带去转换成位置度检测呢?
那么没办法,为了保证100%合格,只能按照图4中位置度公差带转换检测,及位置度公差带全部要在方形公差带内,加严检测。
(2) 从设计的合理性
回到产品的功能分析,蓝色的板靠三个面定位,中间的孔是用来紧固的,设计图纸就是要保证螺栓可以拧进孔。如果由A工程师设计的图纸可以保证螺栓拧进孔,也就是说实际孔加工出来,只要孔心落在方形公差带里就可以保证装配。孔心落在方形公差带的4个角点同样是满足装配功能的,如图5中的4个红色点。既然在4个角点可以满足装配,那么只要任意孔心到理论中心的偏差与4个角点到理论中心的偏差相等的话,也能满足装配功能,如图中6的4个黄色的点,也可这样理解,360度任意方向只要与理论中心偏差等于R的实际孔都可以满足装配。
所以孔的公差带应该是图6的蓝色的圆,A工程师设计不合理,图纸应该改成GD&T位置度风格标注,如下图所示,位置度公差值等于圆的直径大小。图纸这样标注后,就不会有上面的检测公差带转换问题,同时与正负公差比较,圆形公差带和方形公差带面积比较,多了57%,产品合格率明显提高很多。