圆锥公差及其相关系列的锥度与锥角

圆锥公差适用于锥度C从1∶3至1∶500、圆锥长度L从6～630mm的光滑圆锥，也适用于棱体的角度与斜度。

1.锥度与锥角系列

一般用途圆锥的锥度与锥角系列见表6-14。为便于圆锥件的设计、生产和控制，表中给出了圆锥角或锥度的推算值，其有效位数可按需要确定。为保证产品的互换性，减少生产中所需的定值工、量具规格，在选用时应当优先选用第一系列。

表6-14　一般用途圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T 157—2001）

特殊用途圆锥的锥度与锥角系列见表6-15。它仅适用于某些特殊行业，在机床、工具制造中，广泛使用莫氏锥度。常用的莫氏锥度共有7种，从0号至6号，使用时只有相同号的莫氏内、外锥才能配合。

表6-15　特殊用途圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T 157—2001）

续表

2.圆锥公差的基本参数

公称圆锥是指设计给定的理想形状的圆锥。它可用以下两种形式确定：

1）一个公称圆锥直径（最大圆锥直径D、最小圆锥直径d、给定截面圆锥直径dx）、公称圆锥长度L、公称圆锥角α或公称锥度C。

2）两个公称圆锥直径和公称圆锥长度L，如图6-22所示。

图6-22　圆锥公差的基本参数

3.圆锥公差项目

1）圆锥直径公差TD：圆锥直径公差是指圆锥直径的允许变动量，它适用于圆锥全长上。圆锥直径公差带是在圆锥的轴剖面内，两锥极限圆锥所限定的区域，如图6-23所示。一般以最大圆锥直径为基础。

图6-23　极限圆锥、圆锥直径公差带

图6-24　极限圆锥角

所谓极限圆锥是指与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分别为上极限尺寸和下极限尺寸的两个圆锥（Dmax、Dmin、dmax、dmin）。在垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等，如图6-23所示。

2）圆锥角公差AT：圆锥角公差是指圆锥角的允许变动量。圆锥角公差带是两个极限圆锥角所限定的区域，如图6-24所示。圆锥角公差AT共分12个公差等级，用AT1、AT2～AT12表示，其中AT1精度最高，其余依次降低。表6-16列出了AT4～AT9圆锥角公差值。

表6-16　圆锥角公差数值（摘自GB/T 11334—2005）

圆锥角公差值按圆锥长度分尺寸段，其表示方法有以下两种：

ATα和ATD的关系如下：ATD＝ATα×L×10－3

式中，ATα单位为μrad；ATD单位为μm；L的单位为mm。(www.xing528.com)

例如，当L＝100，ATα为9级时，查表6-16得ATα＝630μrad或2′10″，ATD＝63μm。若L＝50mm，仍为9级，则ATD＝630×50×10－3≈32μm。

3）给定截面圆锥直径公差TDS：给定截面圆锥直径是指在垂直于圆锥轴线的给定截面内圆锥直径的允许变动量，它仅适用于该给定截面的圆锥直径。其公差带是给定的截面内两同心圆所限定的区域，如图6-25所示。

TDS公差带所限定的是平面区域，而TD公差带所限定的是空间区域，两者是不同的。

4）圆锥形状公差TF：圆锥形状公差包括素线直线度公差和横截面圆度公差，其数值从形位标准中选取。

4.圆锥公差的给定方法

对于一个具体的圆锥工件，并不都需要给定上述四项公差，而是根据工件使用要求来提出公差项目。GB11334—1989中规定了两种圆锥公差的给定方法。

图6-25　给定截面圆锥直径公差带

1）给出圆锥的理论正确圆锥角α（或锥度C）和圆锥直径公差TD，由TD确定两个极限圆锥。此时，圆锥角误差和圆锥的形状误差均应在极限圆锥所限定的区域内。图6-26（a）为此种给定方法的标注示例，图6-26（b）为其公差带。

图6-26　第一种公差给定方法的标注示例

当对圆锥角公差、形状公差有更高要求时，可再给出圆锥角公差AT、形状公差TF。此时，AT、TF仅占TD的一部分。

此种给定公差的方法通常运用于有配合要求的内、外圆锥。

2）给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差AT。此时，TDS和AT是独立的，应分别满足，如图6-27所示。

图6-27　第二种公差给定方法的标注示例

5.圆锥公差的标注

圆锥公差除按上述两种给定方法标注外，制图标准还规定可以按面轮廓度标注。

按GB/T 15754—1995《技术制图 圆锥的尺寸和公差标注》标准中的规定，若锥度和圆锥的形状公差都控制在直径公差带内，标注时应在圆锥直径的极限偏差后面加注圆圈的符号T，如图6-28所示。

图6-28　圆锥配合的标注示例

通常圆锥公差应按面轮廓度法标注，如图6-29（a）和图6-30（a）所示，它们的公差带分别如图6-29（b）和图6-30（b）所示。必要时还可以给出附加的形位公差要求，但只占面轮廓度公差的一部分，形位误差在面轮廓度公差带内浮动。

图6-29　给定圆锥角标注示例

图6-30　给定锥度标注示例