關于孔的基本偏差確定原則的梳理

夏懿

摘 要： 孔的基本偏差需要根據一套換算原則確定，所涉及的概念較多，學生容易混淆。本文通過對換算思想的分析，引出不同規則細節的適用范圍，有效清晰地梳理了這一教學難點。

關鍵詞： 同名配合 配合性質 孔的基本偏差

一、引言

公差和偏差是描述零件加工尺寸范圍的兩個基本要素，前者確定的是相對范圍，后者則給出此相對范圍與零線（即基本尺寸）之間的距離，二者缺一不可。公差與偏差的標準化即形成所謂的標準公差和基本偏差，這當中基本偏差特指與零線距離最近的那個偏差，既可能為上偏差又可能為下偏差。雖然標準公差和孔（軸）基本偏差數值都可以查表獲得，但是關于它們數值的確定仍然是《幾何量公差與檢測》這門課的重要內容，學生必須正確理解。其中，標準公差的計算和軸的基本偏差的計算都有具體的經驗公式，因此學生容易接受，而孔的基本偏差的確定則沒有具體的計算公式，需要根據特定的規則確定，這套規則牽涉配合性質、同名配合等概念，再加上一些例外情形，因此比較繁瑣。根據筆者的經驗，大多數學生掌握起來比較困難，有必要對這套規則進行梳理，確定一個簡單的理解路線，使得學生可以清晰地了解這套規則，從而迅速掌握這套規則。

二、理解換算原則的幾個要點

根據《幾何量公差與檢測》（第9版，甘永立）第43頁所述：孔的基本偏差數值是由相同字母代號軸的基本偏差數值換算而得，換算的前提是基孔制配合變成同名的基軸制配合，它們的配合性質必須相同[1]。

為了正確理解上述規則，筆者認為：

1.要厘清同名配合的含義，同名配合需要滿足兩個條件：a.代號互換：基孔制中孔的基本偏差代號與基軸制中的軸的基本偏差代號相同，與此同時基孔制中軸的基本偏差代號與基軸制中孔的基本偏差代號相同；b.公差對等：基孔制中孔的公差等級與基軸制中孔的公差等級相等，基孔制中軸的公差等級與基軸制中軸的公差等級相等。

2.要正確理解配合性質相同的同名配合，所謂配合性質相同，是指兩種配合（滿足同名配合的要求），它們的最小間隙和最大間隙必須同時對應相同。這是問題的關鍵，那么什么情況下，同名配合的配合性質相同呢？顯然孔、軸的公差等級是否相等是回答這一問題的前提。為了滿足工藝對等原則，對于基本尺寸在3mm～500mm范圍內的孔軸，一般精度的孔、軸，它們配合的等級應該相同，而對于高精度的孔、軸，考慮到孔的加工比軸的加工要困難，因此孔的公差等級可以比軸的公差等級要低一個等級。另外，對于位于500mm～3150mm范圍內的孔軸，由于孔的測量精度比軸的測量精度要高，因此孔的公差等級和軸的公差等級一般相同[2]；還有一個特例是：當尺寸小于等于3mm，此時國標（GB1800-79）強制規定公差等級必須相等[3]（筆者認為應該是因為尺寸太小，等級不相等所形成的在加工過程難以保證精度）。上述規則在具體應用中，要根據配合的性質區分如下：

*如果是A～G，那么與基軸h之間形成的是間隙配合，此時孔、軸的等級是否相同沒有強制要求，不受精度影響，也就是說可以相等也可以不相等。

*如果是J～ZC，那么與基軸h之間形成的是過渡或過盈配合，此時孔、軸的等級是否相同就有強制要求，具體如圖1所示：

圖1 孔、軸等級是否相同的具體要求（圖中陰影部分表示同級要求，空白處表示孔比軸低一等級）

在圖1中，首先以尺寸作為劃分界限，非常規尺寸（D≤3mm或D>500mm）的情況下，都是同級要求；如果是常規尺寸（3mm

四、規則之外的特例情況

孔的基本偏差（28種）中，除按表1中的方法確定的外，還有JS的基本偏差為±，J的基本偏差為經驗數據[4]。這樣根據表1中的公式及這里的特例情況，就可以計算編制出孔的基本偏差數值表，即為通常機械手冊上所見的孔的基本偏差表。

五、結語

關于孔的基本偏差的確定原則，大多數教材都只是籠統給出了具體公式，缺少對這些公式來源的解釋，容易讓學生產生思維混亂。根據筆者的教學經驗，按照本文內容講解孔的基本偏差數值的換算方法，思路清晰，需要記憶的內容較少，且不需要畫出公差帶圖，因此學生易于接受和理解，不易混淆。

參考文獻：

[1]甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海科學技術出版社，2010.

[2]王樹勝.孫玉才，基本偏差的確定方法[J].機械工程師，4（1997）.

[3]劉毓蘭.確定孔的基本偏差值時必須注意的問題[J].天津標準化，1989：37-39.

[4]劉曉軍.也談孔軸基本偏差的確定[J].甘肅科技，252009：170-171.

本文受安徽大學電氣工程學院教學業務項目j01004313、“卓越人才培養”項目J10118418002以及教研項目J10118503025的共同資助。