螺纹参数的精度与经济精度的分别
螺纹参数也有其精度与经济精度之分别吗？
零件的参数有精度与经济精度的概念，螺纹作为零件的一种，其参数自然也有精度与经济精度的概念。搞清楚具体螺纹参数的精度与经济精度的分别，知道哪个参数在标准中是“精度”的意义，哪个参数是“经济精度”的意义，对认识现时螺纹精度存在的问题，通过设计的改进，有效提高螺纹的精度，生产各种“高精度螺纹”，具有重大的指导意义。
1．零件参数的精度与经济精度的概念
让我们先来复习一下零件参数的“精度”与“经济精度”的概念。
《GB1800 公差与配合》标准，对“精度”有准确的定义。在机械制造中，我们常常会选择和标注的某一零件参数的精度，也就是我们平常所见所说的公差，这个精度高低（公差的大小），是国际标准公差（IT）的大小排定的。
那么，“经济精度”又是一个什么样的概念呢？这个概念在该国家标准中没有说明，在其它的资料中，也很少有表述。
“经济精度”其实是一个“实践的概念”，所谓“实践的概念”，是一种“可变的”内在关系。
这话怎么解？如我们现在的普通车床，它加工零件的精度可达IT6级，磨床，可达IT4级。这个“级数”，既是就机床的精度，也是就机床的“经济精度”而言的；也就是说，用这种机床生产加工零件，实现或达到上述的精度是正常的精度，是客观的精度，是一种客观上可“自然地”、“轻松地”实现的能力或内在关系。另一方面，这种“经济精度”也是可变的，如几十年后，我们制造车床的精度水平提高了，这种车床实现IT5级或IT4级精度都是一件“轻松”的事时，则这时车床的经济精度就提高到了IT5级或IT4级了。
这段话，说得虽不很清楚，但实践中我们的设计人员会自如地做到：当零件只需要用普通车床加工就能满足使用要求时，他绝不会选择或标注一个IT5级以上的精度，否则，我们的车间工艺人员就得增加一道磨削的工序了，因为磨削才是IT5级以上精度所能“轻松”达到的“经济精度”。这是第一层关系的意思。
还有一层关系我们需要弄得更清楚：不是用了某一精度的设备，零件中任意一个参数都能“经济地”实现得了这个精度；而一个单一的参数，要实现“精度与经济精度的统一”，还必须做到“设计、制造与测量三大基准的统一”。如果设计、制造和测量三大基准不统一，就不可能实现“精度与经济精度的统一”；简而言之，要做到这一点，我们总会对每一个尺寸，进行单独的控制。而对于零件中最重要的关键的尺寸，就更要这样，这既是一个大家自觉遵守的准则，也是一个技巧。
要理解上述这段话，需对机械设计、加工过程中的“工艺尺寸链”的内容有更深的认识，在这里再介绍一下。
在工艺尺寸链中，有“组成环”和“封闭环”两个概念，还有一个叫“调整环”的概念。前两个概念或关系，我们用得多，它们之间的关系是：“封闭环参数的公差值，是所有的组成环参数公差值之和”。再引伸得到的解释是：如果所有的组成环参数的公差，都已是“精度与经济精度统一”，则这个封闭环参数的公差，无论它是多么大，都是一个“经济精度”的公差值，实现这个精度的“困难程度”，与组成环参数中的最高精度等级是相同的。
2．普通螺纹中径的公差，就是经济精度的公差
从工艺尺寸链组成环与封闭环之间的关系的表述，对照现时普通螺纹的国家标准，我们会发现，普通螺纹的中径公差，其实就是一个封闭环的公差，它的公差值，是螺纹的线性公差和形位公差的总和，即是其径向尺寸、螺距、牙型角等公差值的补偿之和。
这从该国家标准对普通螺纹精度的标注也可发现问题，如6级精度的外螺纹，它标注成6h，而不是象零件那样标注成h6。该标准并没有说明为什么要这样有差异地标注，但我们已可以这样认为，该精度是一个“经济精度”的概念。这就意味着，运用现时普通机床生产的普通螺纹，以相同的公称尺寸衡量，尽管其国家标准给出的中径公差值比“零件标准——《GB1800》”的公差值大得多，但其生产的困难程度是一样的。
所以，别看我们现时普通螺纹中径的“6级精度”的公差有几百个微米，比同等公称尺寸零件的6级精度的公差值高10多20倍，生产中我们会感到，并不是直觉中认为可以“轻松”地实现的。
3．螺纹中径精度，是否能实现其精度与经济精度的统一？
理论上说也有可能，但实际上能不能做到“设计、制造与测量三大基准的统一”，能不能遵守机械设计、加工工艺的一般技巧或准则，能不能对这个参数进行单独控制是关键所在。
在这里提供一个原理方案：对于螺纹或螺纹副来说，结构上可增加一个“调整环”的参数，将现时设计、加工螺纹各大关键参数的制造误差、测量误差等，都由“调整环”去承担。这个方案，就是那套发明专利“高精度螺纹”技术的实施方案。因篇幅的关系，实施例的具体情形，有待今后另文再述。
(注：文中所述“6h与H6之间的关系”，最终以该标准的制定单位“国家标准总局”或“国际标准化组织”的说明为准。) |
