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螺紋參數(shù)的精度與經(jīng)濟(jì)精度的分別

螺紋參數(shù)也有其精度與經(jīng)濟(jì)精度之分別嗎?

零件的參數(shù)有精度與經(jīng)濟(jì)精度的概念，螺紋作為零件的一種，其參數(shù)自然也有精度與經(jīng)濟(jì)精度的概念。搞清楚具體螺紋參數(shù)的精度與經(jīng)濟(jì)精度的分別，知道哪個(gè)參數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)中是“精度”的意義，哪個(gè)參數(shù)是“經(jīng)濟(jì)精度”的意義，對認(rèn)識(shí)現(xiàn)時(shí)螺紋精度存在的問題，通過設(shè)計(jì)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(dǎo)意義。

1. 零件參數(shù)的精度與經(jīng)濟(jì)精度的概念

讓我們先來復(fù)習(xí)一下零件參數(shù)的“精度”與“經(jīng)濟(jì)精度”的概念?！禛B1800 公差與配合》標(biāo)準(zhǔn)，對“精度”有準(zhǔn)確的定義。在機(jī)械制造中，我們常常會(huì)選擇和標(biāo)注的某一零件參數(shù)的精度，也就是我們平常所見所說的公差，這個(gè)精度高低(公差的大小)，是國際標(biāo)準(zhǔn)公差(IT)的大小排定的。那么，“經(jīng)濟(jì)精度”又是一個(gè)什么樣的概念呢?這個(gè)概念在該國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明，在其它的資料中，也很少有表述。

“經(jīng)濟(jì)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(nèi)在關(guān)系。這話怎么解?如我們現(xiàn)在的普通車床，它加工零件的精度可達(dá)IT6級(jí)，磨床，可達(dá)IT4級(jí)。這個(gè)“級(jí)數(shù)”，既是就機(jī)床的精度，也是就機(jī)床的“經(jīng)濟(jì)精度”而言的;也就是說，用這種機(jī)床生產(chǎn)加工零件，實(shí)現(xiàn)或達(dá)到上述的精度是正常的精度，是客觀的精度，是一種客觀上可“自然地”、“輕松地”實(shí)現(xiàn)的能力或內(nèi)在關(guān)系。另一方面，這種“經(jīng)濟(jì)精度”也是可變的，如幾十年后，我們制造車床的精度水平提高了，這種車床實(shí)現(xiàn)IT5級(jí)或IT4級(jí)精度都是一件“輕松”的事時(shí)，則這時(shí)車床的經(jīng)濟(jì)精度就提高到了IT5級(jí)或IT4級(jí)了。

這段話，說得雖不很清楚，但實(shí)踐中我們的設(shè)計(jì)人員會(huì)自如地做到：當(dāng)零件只需要用普通車床加工就能滿足使用要求時(shí)，他絕不會(huì)選擇或標(biāo)注一個(gè)IT5級(jí)以上的精度，否則，我們的車間工藝人員就得增加一道磨削的工序了，因?yàn)槟ハ鞑攀荌T5級(jí)以上精度所能“輕松”達(dá)到的“經(jīng)濟(jì)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(shè)備，零件中任意一個(gè)參數(shù)都能“經(jīng)濟(jì)地”實(shí)現(xiàn)得了這個(gè)精度;而一個(gè)單一的參數(shù)，要實(shí)現(xiàn)“精度與經(jīng)濟(jì)精度的統(tǒng)一”，還必須做到“設(shè)計(jì)、制造與測量三大基準(zhǔn)的統(tǒng)一”。如果設(shè)計(jì)、制造和測量三大基準(zhǔn)不統(tǒng)一，就不可能實(shí)現(xiàn)“精度與經(jīng)濟(jì)精度的統(tǒng)一”;簡而言之，要做到這一點(diǎn)，我們總會(huì)對每一個(gè)尺寸，進(jìn)行單獨(dú)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)大家自覺遵守的準(zhǔn)則，也是一個(gè)技巧。

要理解上述這段話，需對機(jī)械設(shè)計(jì)、加工過程中的“工藝尺寸鏈”的內(nèi)容有更深的認(rèn)識(shí)，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(diào)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(shù)的公差值，是所有的組成環(huán)參數(shù)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(shù)的公差，都已是“精度與經(jīng)濟(jì)精度統(tǒng)一”，則這個(gè)封閉環(huán)參數(shù)的公差，無論它是多么大，都是一個(gè)“經(jīng)濟(jì)精度”的公差值，實(shí)現(xiàn)這個(gè)精度的“困難程度”，與組成環(huán)參數(shù)中的最高精度等級(jí)是相同的。

2.普通螺紋中徑的公差，就是經(jīng)濟(jì)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(xiàn)時(shí)普通螺紋的國家標(biāo)準(zhǔn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，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(bǔ)償之和。

這從該國家標(biāo)準(zhǔn)對普通螺紋精度的標(biāo)注也可發(fā)現(xiàn)問題，如6級(jí)精度的外螺紋，它標(biāo)注成6h，而不是象零件那樣標(biāo)注成h6。該標(biāo)準(zhǔn)并沒有說明為什么要這樣有差異地標(biāo)注，但我們已可以這樣認(rèn)為，該精度是一個(gè)“經(jīng)濟(jì)精度”的概念。這就意味著，運(yùn)用現(xiàn)時(shí)普通機(jī)床生產(chǎn)的普通螺紋，以相同的公稱尺寸衡量，盡管其國家標(biāo)準(zhǔn)給出的中徑公差值比“零件標(biāo)準(zhǔn)——《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(xiàn)時(shí)普通螺紋中徑的“6級(jí)精度”的公差有幾百個(gè)微米，比同等公稱尺寸零件的6級(jí)精度的公差值高10多20倍，生產(chǎn)中我們會(huì)感到，并不是直覺中認(rèn)為可以“輕松”地實(shí)現(xiàn)的。

3.螺紋中徑精度，是否能實(shí)現(xiàn)其精度與經(jīng)濟(jì)精度的統(tǒng)一?

理論上說也有可能，但實(shí)際上能不能做到“設(shè)計(jì)、制造與測量三大基準(zhǔn)的統(tǒng)一”，能不能遵守機(jī)械設(shè)計(jì)、加工工藝的一般技巧或準(zhǔn)則，能不能對這個(gè)參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)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說，結(jié)構(gòu)上可增加一個(gè)“調(diào)整環(huán)”的參數(shù)，將現(xiàn)時(shí)設(shè)計(jì)、加工螺紋各大關(guān)鍵參數(shù)的制造誤差、測量誤差等，都由“調(diào)整環(huán)”去承擔(dān)。這個(gè)方案，就是那套發(fā)明專利“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(biāo)準(zhǔn)的制定單位“國家標(biāo)準(zhǔn)總局”或“國際標(biāo)準(zhǔn)化組織”的說明為準(zhǔn)。)