英制尺寸公差转换方法.pdf

第卷第期石油机械年 英制尺寸公差转换方法 许敏 西安石 油勘探仪器总厂 摘要 将英制尺 寸公 差转换 为公制尺寸公差是机械设 计和制造过 程 中经 常遇列的 问题 文中对上述两种尺寸公 差标准进 行了分析和比较 介绍 了将英制尺寸公 差转换 为公制尺寸公 差的 两种方法 标准转换 法和直接代换法 并应用数理统计工具对标准转换法的转换误差 进 行了评估 同时指出了两种方法的适 应范围 主题词 公差转换 在机械设计和制造时 经常会遇到需将零件的英制尺寸公差转换为公制公差的问题 简单 换算法 即把英制公差乘以换算系数 代换成公制公差存在以下弊病一是计算误差不 定 计算误差包括转换方法误差和尾数圆整误差 例如将 士 这一英制尺寸转换成 公制尺寸 是将 其基本尺寸和 上 下偏差分别换算呢 还是将它们化成两个极 限尺寸和 再进行换算换算以后小数点后 的有效数位究竟保留几位这些 问题都将引起计算误 差 二是转换以后的公差值是任意值 不符合国标标准公差 从而给使用定尺寸刀具和标准量 规带来困难 不利于组织互换性生产 三是公差等级不 明确 影响配合性质和工艺方案的拟定 公差与配合是反映产 品制造 装配质量的主要技术参数之一 正确掌握英制公差的转换 方法是很重要的 公英制尺寸公差标准及其比较 英制尺寸公差与配合制度中具有代表性的标准是 一 圆柱零件的优先 极 限与配合 以下简称标准 它是由美国标准化学会于年颁布并于年重 新确认的一项美国国家标准 该标准根据 极限与配合制 修订而成 采用了 国际公差制中的英制部分 这项标准与美 英 加三 国的地区性标准 极限 与 配合制 中不大于英寸直径的推荐尺寸完全一致 因此标准是一项具有普遍性的 英制公差与配合标准 工程师 年毕业于西南交通大学机械系机械制造专业 现 从事测井仪器设计工作 收稿日期 一一 第卷第期许敏英制尺寸公差转换方法 我国 目前普遍实施 的公差与配合的国家标准是 一 公差与配合 以下 简称国标 此项标准也是参照 采用了国际公差制中的公制部分 将这两个标准 进行对比可以看 出标准的公差等级有 一共级 对应于国标的标准公差 级 在常用尺寸范围内蕊 两个标准 的基本尺寸分段完全相同 那么 这两个 标准的公差值能否互相代换呢将国标的公制标准公差换算成英制标准公差 再将其与同一 基本尺寸段内对应公差等级 的标准 的英制标准公差相比较 计算出转换后 的相对误差 列入表 表转换后的相对误差值 基基本尺寸公差等级级 一一一一一一一一一 一一一 十 一一 十一一一一一一 一一 一一十一十 一一一一一一一 一一一 一一一一一一一一一 一一一一一一一一 一一一十一 一 一十一十 一十一一一一一 一一 相对误差的意义为公制标准公差代换英制标准公差后所产生的转换误差 公制标准公差 一英制标准公差 英制标准公差 表中负值表示转换后的公制公差值比原英制公差值小 而正值则表示转换后公制公差 值比原英制公差值大 由于标准与国标均采用了国际公差制 这两个标准中的标准公差之间必然存 在某种联系 人们感兴趣的是在进行公英制标准公差转换时 可否不经过计算 直接将英制 公差转换成公制公差 而由此产 生的转换误差又在人们可接受的范围之内呢为了把这个 问 题搞清楚 有必要对标准转换法 的转换误差进行分析 标准转换法的误差分析 在此 笔者用概率统计法进行误差分析 将相对误差表用直方图的方法进行分类整理 即 可得 出相对误差频数分布直方图见 图 图中横坐标表示的分布区间为一 纵坐标表示在某个区间出现 的频 数 由图和表可见 是一个 随机变量 其分布服从统计规律 可以用正态分布来描述 即 一 丁二 止 志 一 厂灭 通过计算 可得 出算术平均值兀一 均方差 口 一 如计算在 为 田 机机 年 区间内出现的概率 则有 一 是 二 乞 一 叉 乙 八 卜经 叫 抓 昆 为了利用标准正态分布 的函 数表 需 置 换积分变量 令 一 一 则 一 所以式变为 一 口 二 一 惬牙 一 相对误差 图相对误差频数 分布图 万 应用拉普拉斯函数 有 一 二 一 叭一不厂一少 一 些音三 求 士 的概率 则有 一一中 鱼工二卫凶丝 一中 二卫二二鱼丝丝旦 一 即相对误差 灭小于士的概率是 从以上统计推断所得 出的结论是用国标标准公差 代换 同一基本尺寸段 对应公差等级的标准公差 其转换误差一般不会大于 根 据我国以前进行的新旧国标公差过渡转换的经验 这样小的误差是可以接受的图 标准公差转换法的优点是转换过程中无需计算 圆整 避免 了计算误差转 换后的公差值是标准公差 便于加工检测时使用定值刀具 标准量规公差等级 明确 能 保证配合性质 也便于确定加工方法 拟 定工艺方案转换步骤简单 公差值 的直接代换法 使 用标准转换法 的前提条件是原 图标注的英制公差符合标准公差 因此 它的使用 范围有一 定 的局 限 对于 不符合标准 的英制公差的转换 可采用第二种转换法 即直接 代换法 直接代换法是指将英制尺寸公 差按照规定的方法步骤换算成公制公差 一 公差尺寸 英寸和毫米的相互换算 规定 了直接代换表 换算后的公制尺寸有效数位 法的转换步骤 现介绍 如下 首先将英制尺寸及公差表示为两个英制极限尺寸 用换算式 一 将两个极限尺寸换算成相 应的公制尺寸 根据原英制公差值按 表确 定换算后公制尺寸小数 点后的有效数位 原原英制公差 数点后 后 有效数位位 妻妻 按修约规则 对已确定 了有效数位的公制尺寸进行 圆整 获得最近似的舍入值 在上述步骤完成后 还应按我 国 机械制图 标准中有关尺寸标注的规定 将极限尺寸 化为基本尺寸加极限偏差来表示 采用直接代换法进行换算 可以保证即使在最不利的极端条件下 换算后的公差都将不 第卷第期 许敏英制尺 寸公差转换方法 超过原公差值的 一般地说 换算后 的公差等于原公差 因此 直接代换法具有比较高的 转换精度 换算实 例 现举例说明标准转换法和直接代换法 的实际应用 图所示为美国数控测井仪双轮盘缆器滚柱部件 工作时 滚套转动 心轴静 止不动 现在对滚动轴承 配合部位英制 尺寸进行公制转换 滚 套内孔与轴承外圈配合滚 套 内 孔的两 极限 尺寸 为和 尺 寸 公差 一 查公差表 在一 尺寸段内 公差等级 为级 公 差 值为 所以滚套内孔 公差 符合 标准公差 可以采用标准转换法 查国标标准公差表 同一基本尺 粼粼粼粼粼粼粼 亡亡亡亡竺 竺 一一 忆二 二 图双轮盘缆器滚柱部件 一油杯一挡圈一轴承一滚套一心轴 寸段内级公差值为 用基本尺寸加极限偏差表示 为 中 绍 心轴轴颈与轴承内圈配 合心轴轴颈的两极限尺寸为和 尺寸公差 为 查公差表 不符合标准公差 故采用直接代换法 将轴颈的两极限尺 寸换算成公制尺寸 即分别 为 中 和 巾 确定有 效 数 位 并 圆整成 巾 和 中 用基本尺寸加极 限偏差表示为 中 二名 批 经计算 滚套 内孔尺寸公差转换后 的相对误差为一 心轴轴颈公差转换后的相对误 差 为 滚套 内孔的配合等同于 心轴轴颈的配合接近于 均可满足设计要求 结论 标准转换法和直接代换法是比较科学 的公英制尺寸公差转换方法 相对误差小 能保 证原配合性质和互换性 能消除简单换算所产生的弊病 标准转换法比直接代换法更符合标准化要求 转换步骤简单 公差等级明确 有