中限编程及应用

[摘 要]在实际生产中，按照零件的基本尺寸进行数控编程和对刀加工，加工出的零件，实际尺寸可能与图纸不符合，致使零件不合格，采用中限尺寸的方法，编程、对刀加工，可优化产品的装配间隙，获得合格产品的概率最大。

[关键词]数控编程；公差；中限尺寸；中限编程

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0297-01

在机械零件图纸上所有的尺寸都有公差，即使未标注公差也有“未注公差”。习惯称零件的最大极限尺寸为“上限”，最小极限尺寸为“下限”，（最大极限尺寸+最小极限尺寸）÷2为“中限”。在实际生产加工过程中，零件的实际尺寸受到机床精度、刀具寿命、工件材料硬度等综合因素的影响，将围绕着零件的“中限”尺寸上下波动，在上限与下限尺寸之间为合格品，否则不合格，所以，按照零件尺寸“中限”编程、对刀加工，产品合格率是最大的。

当一个零件有多个基本偏差不同的尺寸公差时，运用基本尺寸编程是无法加工出合格产品的。以轴为例，如图1所示。

不难看出，该零件如果按照基本尺寸编程加工，得不到最终的合格品。将图1中带有基本偏差和标准公差的尺寸计算出中限尺寸和js基本偏差。

φ的中限尺寸为：（φ20.015+φ20.002）÷2=φ20.0085；js 基本偏差为：（0.015-0.002）÷2=±0.0065。

φ的中限尺寸为：（φ29.91+φ29.966）÷2=φ29.938；js 基本偏差为：（-0.009+0.034）÷2的对称值±0.0125。

φ的中限尺寸为：（φ40.029+φ39.99）÷2=φ40.0095；js 基本偏差为：（0.029+0.01）÷2的对称值±0.0195。

φ的中限尺寸为：（φ50.00+φ49.7）÷2=φ49.85；js 基本偏差为：（0+0.3）÷2的对称值±0.15。

的中限尺寸为：（20.00+19.90）÷2=19.95；js 基本偏差为：（0+ 0.1）÷2的对称值±0.05。

的中限尺寸为：（50.10+50.00）÷2=50.05；js 基本偏差为：（0.1-0）÷2的对称值±0.05。

90±0.175的中限尺寸为：90.00；js 基本偏差为：±0.175。

按计算结果重新标注后的尺寸如图2所示。

需要说明的是φ50和90两个尺寸的未注公差的确定。按公差与配合国家标准《公差等级的应用》表：非配合尺寸精度等级为IT12～IT18级，其中IT12级为非配合尺寸的最高公差精度等级。当图纸上出现未注公差的尺寸时，应按照向实体内误差原则，选择轴类为h12、孔类为H12、非轴非孔类为js12等级的基本偏差。当图纸的技术要求中标注有精度等级、基本偏差和线形尺寸的一般公差等级要求时，按图纸要求和企业标准执行。所以，图1中φ50和90两个尺寸的未注公差我们按照以上要求选为h12和js12（±0.175）。

下面，我们来讲述一个按中限编程方法优化装配间隙的实例。图3是梅花联轴器主动端的1/4俯视简化图。

梅花联轴器（图4）由3个主要零件组成：1.主动端；2.聚氨酯弹性梅花体； 3.从动端。3个零件装配后，要求不能有径向间隙。试制的第一批梅花联轴器，由于装配过盈量较大，各零件之间装配时需要很大的外力压入。该联轴器主要在采煤用刮板机上使用，在煤矿井下维修时拆装都很困难，所以必须改进、优化装配间隙。3个零件中，聚氨酯弹性梅花体是外购件，尺寸不能改变。经过对主动端和从动端零件的检测，发现与聚氨酯弹性梅花体配合的主要尺寸12-φ58都处于最小极限尺寸，其数控铣削加工程序也是按照基本尺寸φ58编写的，没有考虑公差带的影响因素。

首先，按中限编程的方法，对数控铣削加工程序进行了修改。将φ58尺寸修改为（φ58+φ58.19）÷2=φ58.095。按修改后的程序，加工主动端和从动端各一件与聚氨酯弹性梅花体进行装配，感觉仍然偏紧，但已经可以用手锤敲击人工拆装了。

以φ58.095为下限，φ58.19为上限，再次计算其中间值：（φ58.095+φ58.19）÷2=φ58.1425≈行装配，感觉偏松，但仍有过盈量，可以用木锤敲击人工拆装。

最后，以φ58.095为下限，φ58.143为上限，再次计算其中间值：（φ58.095+φ58.143）÷2=φ58.119。按φ58.119修改程序，加工完零件后进行装配，感觉松紧适度。用此方案编制了梅花联轴器系列产品的加工程序，至今产品质量稳定可靠。

从以上两个实例可以看出，按照零件尺寸“中限”编程、对刀加工零件，不仅产品的合格率高，也是优化产品装配间隙的最佳方法。

参考文献

[1] 闻邦椿，机械设计手册，机械工业出版社，2010.1.

[2] GB/T1182-1996，《形状和位置公差》.

[3] GB/T 1804-2000，《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》.

作者简介

张金峰，女，汉族，1977年出生，山东矿机集团股份有限公司工程师，主要从事数控编程、机械设计工作。