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螺紋參數的精度與經(jīng)濟精度的分別

螺紋參數也有其精度與經(jīng)濟精度之分別嗎?

零件的參數有精度與經(jīng)濟精度的概念，螺紋作為零件的一種，其參數自然也有精度與經(jīng)濟精度的概念。搞清楚具體螺紋參數的精度與經(jīng)濟精度的分別，知道哪個(gè)參數在標準中是“精度”的意義，哪個(gè)參數是“經(jīng)濟精度”的意義，對認識現時(shí)螺紋精度存在的問(wèn)題，通過(guò)設計的改進(jìn)，有效提高螺紋的精度，生產(chǎn)各種“高精度螺紋”，具有重大的指導意義。

1. 零件參數的精度與經(jīng)濟精度的概念

讓我們先來(lái)復習一下零件參數的“精度”與“經(jīng)濟精度”的概念?！禛B1800 公差與配合》標準，對“精度”有準確的定義。在機械制造中，我們常常會(huì )選擇和標注的某一零件參數的精度，也就是我們平常所見(jiàn)所說(shuō)的公差，這個(gè)精度高低(公差的大小)，是國際標準公差(IT)的大小排定的。那么，“經(jīng)濟精度”又是一個(gè)什么樣的概念呢?這個(gè)概念在該國家標準中沒(méi)有說(shuō)明，在其它的資料中，也很少有表述。

“經(jīng)濟精度”其實(shí)是一個(gè)“實(shí)踐的概念”，所謂“實(shí)踐的概念”，是一種“可變的”內在關(guān)系。這話(huà)怎么解?如我們現在的普通車(chē)床，它加工零件的精度可達IT6級，磨床，可達IT4級。這個(gè)“級數”，既是就機床的精度，也是就機床的“經(jīng)濟精度”而言的;也就是說(shuō)，用這種機床生產(chǎn)加工零件，實(shí)現或達到上述的精度是正常的精度，是客觀(guān)的精度，是一種客觀(guān)上可“自然地”、“輕松地”實(shí)現的能力或內在關(guān)系。另一方面，這種“經(jīng)濟精度”也是可變的，如幾十年后，我們制造車(chē)床的精度水平提高了，這種車(chē)床實(shí)現IT5級或IT4級精度都是一件“輕松”的事時(shí)，則這時(shí)車(chē)床的經(jīng)濟精度就提高到了IT5級或IT4級了。

這段話(huà)，說(shuō)得雖不很清楚，但實(shí)踐中我們的設計人員會(huì )自如地做到：當零件只需要用普通車(chē)床加工就能滿(mǎn)足使用要求時(shí)，他絕不會(huì )選擇或標注一個(gè)IT5級以上的精度，否則，我們的車(chē)間工藝人員就得增加一道磨削的工序了，因為磨削才是IT5級以上精度所能“輕松”達到的“經(jīng)濟精度”。這是第一層關(guān)系的意思。

還有一層關(guān)系我們需要弄得更清楚：不是用了某一精度的設備，零件中任意一個(gè)參數都能“經(jīng)濟地”實(shí)現得了這個(gè)精度;而一個(gè)單一的參數，要實(shí)現“精度與經(jīng)濟精度的統一”，還必須做到“設計、制造與測量三大基準的統一”。如果設計、制造和測量三大基準不統一，就不可能實(shí)現“精度與經(jīng)濟精度的統一”;簡(jiǎn)而言之，要做到這一點(diǎn)，我們總會(huì )對每一個(gè)尺寸，進(jìn)行單獨的控制。而對于零件中最重要的關(guān)鍵的尺寸，就更要這樣，這既是一個(gè)大家自覺(jué)遵守的準則，也是一個(gè)技巧。

要理解上述這段話(huà)，需對機械設計、加工過(guò)程中的“工藝尺寸鏈”的內容有更深的認識，在這里再介紹一下。 　　在工藝尺寸鏈中，有“組成環(huán)”和“封閉環(huán)”兩個(gè)概念，還有一個(gè)叫“調整環(huán)”的概念。前兩個(gè)概念或關(guān)系，我們用得多，它們之間的關(guān)系是：“封閉環(huán)參數的公差值，是所有的組成環(huán)參數公差值之和”。再引伸得到的解釋是：如果所有的組成環(huán)參數的公差，都已是“精度與經(jīng)濟精度統一”，則這個(gè)封閉環(huán)參數的公差，無(wú)論它是多么大，都是一個(gè)“經(jīng)濟精度”的公差值，實(shí)現這個(gè)精度的“困難程度”，與組成環(huán)參數中的最高精度等級是相同的。

2.普通螺紋中徑的公差，就是經(jīng)濟精度的公差

從工藝尺寸鏈組成環(huán)與封閉環(huán)之間的關(guān)系的表述，對照現時(shí)普通螺紋的國家標準，我們會(huì )發(fā)現，普通螺紋的中徑公差，其實(shí)就是一個(gè)封閉環(huán)的公差，它的公差值，是螺紋的線(xiàn)性公差和形位公差的總和，即是其徑向尺寸、螺距、牙型角等公差值的補償之和。

這從該國家標準對普通螺紋精度的標注也可發(fā)現問(wèn)題，如6級精度的外螺紋，它標注成6h，而不是象零件那樣標注成h6。該標準并沒(méi)有說(shuō)明為什么要這樣有差異地標注，但我們已可以這樣認為，該精度是一個(gè)“經(jīng)濟精度”的概念。這就意味著(zhù)，運用現時(shí)普通機床生產(chǎn)的普通螺紋，以相同的公稱(chēng)尺寸衡量，盡管其國家標準給出的中徑公差值比“零件標準——《GB1800》”的公差值大得多，但其生產(chǎn)的困難程度是一樣的。

所以，別看我們現時(shí)普通螺紋中徑的“6級精度”的公差有幾百個(gè)微米，比同等公稱(chēng)尺寸零件的6級精度的公差值高10多20倍，生產(chǎn)中我們會(huì )感到，并不是直覺(jué)中認為可以“輕松”地實(shí)現的。

3.螺紋中徑精度，是否能實(shí)現其精度與經(jīng)濟精度的統一?

理論上說(shuō)也有可能，但實(shí)際上能不能做到“設計、制造與測量三大基準的統一”，能不能遵守機械設計、加工工藝的一般技巧或準則，能不能對這個(gè)參數進(jìn)行單獨控制是關(guān)鍵所在。在這里提供一個(gè)原理方案：對于螺紋或螺紋副來(lái)說(shuō)，結構上可增加一個(gè)“調整環(huán)”的參數，將現時(shí)設計、加工螺紋各大關(guān)鍵參數的制造誤差、測量誤差等，都由“調整環(huán)”去承擔。這個(gè)方案，就是那套發(fā)明專(zhuān)利“高精度螺紋”技術(shù)的實(shí)施方案。因篇幅的關(guān)系，實(shí)施例的具體情形，有待今后另文再述。 (注：文中所述“6h與H6之間的關(guān)系”，最終以該標準的制定單位“國家標準總局”或“國際標準化組織”的說(shuō)明為準。)