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技术趋势
ISO国际版公差分析之2 标准公差值解析
2019.12.17∣浏览数:1861

ISO国际公差配合规范中对尺寸公差值分为20级,各级均赋予不同之数学关系式,惟 其中属於量规精密区之3级(IT2丶IT3丶IT4) 并无数学公式可计算,但於规范中有交代如何计算,而建构出成为20级之完整公差值 (带)。
文 ◆ 陈铭德

表1为ISO国际公差配合规范20级之标准 公差值,其中IT6~IT18呈现每5级大10倍之 关系,如第11级之标准公差值是第6级之10 倍,第12级之标准公差值第7级之10倍, 第18级之标准公差值为第13级之10倍,第 5级则为7倍公差基量。其馀较小尺寸之6 级其数学关系式IT01丶IT0丶IT1由下列关 系式计算,而IT2丶IT3丶IT4之公差值大小 则采取IT1与IT5间之几何级数(geometrical progression)近似值。

因尺寸无穷多,国际规范将公称尺寸 分成适当范围,取各范围公称尺寸二者之 几何平均值为 D ,依公式或表 1 计算,即可得标准公差值,或称公差范围。首先 IT01=0.3+0.008D,IT0=0.5+0.012D, IT1=0.8+0.020D,式中之D为公称尺寸 Nominal size(mm)。IT5~T18之公差值 如表1所列,其中i=0.45D1/3+0.001D,i 为国际标准公差基量Standard tolerance unit(μ=0.001mm),适用於D≤500mm; 如D>500mm,则国际标准公差基量改为 I=0.004D+2.1。

例如公称尺寸为60mm,则IT01~IT5之标 准公差计算分别为:公称尺寸D=(50X80)1/2= 63.2456mm , 因 D ≤ 500mm ,代入国 际标准公差基量公式 i=0.45D 1/3+0.00 1D=045(63.2456) 1/3+0.001(63.2456)= 1.8534µ,再代入国际标准公差之IT01= 0.3+0.008D=0.8060µ,取0.8µ。IT0= 0.5+0.012D=1.2589µ,取1.2µ。IT1= 0.8+0.020D=2.0649µ,取2µ。IT5=7i= 12.9801µ,取13µ。而IT2丶IT3丶IT4之公差 值大小系依规范所载几何级数近似值意义,首先计算IT3,取IT1级IT5之几何平均,即 IT3=(IT1XIT5)1/2=5.1771µ,同理;再计算 IT2=(IT1XIT3)1/2=3.2696µ,最後计算IT4= (IT3XIT5)1/2=8.1975µ。再查标准公差实用 表,得IT01=0.8µ,IT0=1.2µ,IT1=2µ, IT2=3µ,IT3=5µ,IT4=8µ,IT5=13µ,分别 与计算数值相当符合。

至於後续 IT6~IT18 之标准公差值 可直接代入表 1 之基量倍数即可, 例 如 IT6=10i=18.534µ ,查表值为 19µ 。 IT7=16i=29.6544µ , 取 30µ 。 IT8=25i=46.335µ,取46µ。IT9=40i=74.136µ , 取 74µ 。 IT10=64i=118.6176µ , 取 120µ 。 IT11=100i=185.34µ , 取 190µ。IT12=160i=296.544µ,取300 µ 。 IT13=250i=463.35µ , 取 460µ 。 IT14=400i=741.36µ , 取 740µ 。 IT15=640i=1183.76µ , 取 1200µ 。 IT16=1000i=1853.4µ , 取 1900µ 。 IT17=1600i=2965.44µ , 取 3000µ 。 IT18=2500i=4633.5µ,取4600µ。

当公司接到欧洲订单,原蓝图内公母配合 组件之上下偏差在ISO之28等则符号找不到 之情况,可能需再另外对照德制之精度配合符号,因ISO於1926年欧洲9国共同委请德国 标准协会汇整公差与偏差之规范,所以如查 到DIN ISO 286-1 & 286-2文献号码时,即为 此缘由,不必奇怪。德制机制件精度偏差分 为四大类(如图1),涵盖极广行业品项,各 司其职,一次就对,效率极佳。

订单如来自美国,蓝图公母配之标注符 号与ISO四个字不一样(先座别加级数,再 配合之座别与级数)而采三~四个字(先座别 後加上1~2个级数),1925丶1947丶1967颁 布之Ba丶B4.1公差配合规范,分为五等34 种配合,(1)转动或滑动配合适用於配赋适 当间隙容留润滑液,提供良好转动滑动功 能,RC1~RC9,计9种。(2)定位公隙配合 适用於如为馀隙配合让机件有适当之松动, 如干涉配合则产生适当之牢靠固定性质, LC1~LC11,计11种。(3)定位过渡配合适用 於介於公隙与公紧配合之间,以精确位置为 目的,提供少量之公隙或公紧,LT1~LT6,计6种。(4)定位公紧配合适用於主要以精确 位置为需求,机件须对准固定,属轻压配, LN1~LN3,计3种。(5)压入或收缩配合适用 於功能需求压入或冷缩热套方式之配合,以 确保孔壁压力,FN1~FN5,计5种。

订单如来自日本,则公差配合标注符号与 ISO完全一致,采四个字。产品如只针对国 内行销,则蓝图符号注解仅需依照CNS规范 即可通行,实际上完全与JIS及ISO一样。 为扩大视野,代为设计加工,或产品欲行销 国际市场,根本之道为需具备认识了解ISO 之公差配合规范,才能使设计丶制造加工丶 量测与组立各环节均可畅通,使用一致之语 言,大幅省去试误之资材丶人力等浪费,尤 其是更宝贵之时间成本,可满足客户期程需 求,甚至提前交货,而且品质稳定达标,提 升被客户之信赖依重,准备承接更多委制 案,增加公司获利。

参考资料
1. USA STANDARD, ASA B4a, Tolerances, Allowances and Gages for Metal Fits, 1925。
2. USA STANDARD, USAS B4.1, Preferred Limits and Fits for Cylindrical Parts, 1947/1967(R1974/2009)。
3. AMERICAN NATIONAL STANDARD, ANSI B4.2, Preferred Limits and Fits, 1978(R1999/2004)。
4. ISO 129-1 “Indication of dimensions and tolerances”, 2004(E)。
5. ISO 286-1 “Basis of tolerances, deviations and fits”, 1988/2010。
6. ISO 286-2 “Tables of standard tolerance classes and limit deviations for holes and shafts”, 1988/2010。

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