公差配合在机械设计与机械制造中的应用初探

2018-02-17王颖辉

现代制造技术与装备 2018年4期

王颖辉

（广东创新科技职业学院，东莞 523960）

现阶段，我国社会经济持续发展，这样使得机械设计行业和机械制造行业得到了显著的发展。制造行业发展迅速，所以得到了较多的经济效益以及社会效益。机械制造业是工业的重要组成部分，直接影响我国的科学技术发展。不仅如此，机械产品工艺比较复杂，有着一定的技术性，有较多零件。因此，必须保障产品的标准化和准确性，机械设计制造人员要高度重视。

1 公差配合

1.1 公差

公差指的就是零件几何参数规范范围中最大的变动量，所存在的机械参数有：机械加工几何参数、物理参数以及化学参数。其中对于机械制造来说，零件几何参数涉及零件的尺寸、所存在的几何误差、零件表面粗糙程度。要想使零件有一定的互换性，不仅需要确保零件的使用性能，而且需要确保规格符合要求的情况下，只要使同一规格零件的几何参数在一定范围内变动即可，没有必要也不可能使它们完全一致。

公差按照几何参数能够分成尺寸公差、几何公差以及表面粗糙度。尺寸公差是允许零件尺寸变动的量；几何公差种类较多，在形状、方向和位置方面都存在一定的公差，其中也包括跳动公差。形状公差就是单一实际要素的形状所被允许的变动全量。

通过试验可以看出，公差和配合所存在的优势和生产的产品有着较多的联系，并且所存在的优势直接影响生产机器的正常生产。在机械制造的过程中，借助公差能够满足配合安装的要求，因此要高度重视公差配合。其中，在公差和配合方面，人们要重视：公差值主要是表达公差大小，属于一个物理量，共包括20个等级，从IT01、ITO、IT1、IT2-IT18，数字越大，公差等级（加工精度）越低，尺寸允许的变动范围（公差数值）越大，加工难度越小。

在选择公差配合的过程中，首先要明确公差配合的选择，一是选择基准制，二是选择公差等级。在选择基准制时，要优先选择基孔制，如此可以显著降低成本。需要注意的是，在选择基准制的过程中，要确保有关零件能够满足规定的需求，一旦存在特殊的要求，不可以忽视掉。三是在选择公差等级时，要按照标准进行选择；四是对于配合的选择，机械设计制造涉及配合的选择，人们要明确优先配合以及优先公差带的重要性，在进行操作时，要按照实际情况作出选择。

1.2 配合的含义

配合是指进行结合并且公称尺寸相同的孔与轴公差带的关系。由于位置存在差异，配合可以进行分类，其主要分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。通过分析，人们能够明确不同情况下其不同的配合特性与应用。配合公差对配合精度有着决定性作用，因此，将零件公差减少，就可以让配合间隙缩小，进而提高零件之间的配合精度。配合制指的就是相同的极限孔轴所形成的配合制度，其可以分成基轴制以及基孔制，基轴制就是不同基本偏差孔公差带和基本偏差固定不变的轴公差带形成的各种配合，基孔制就是同基本偏差轴公差带和基本偏差不变的孔的公差带形成的各种配合。

2 公差配合和机械设计、机械制造的联系

公差配合和机械产品质量有着比较密切的联系，其中涉及精度控制和产品表面质量。精度控制指的是要是生产条件相同，所生产出的零件就比较容易受到加工因素的影响，而且一般会在大小形状方面产生一定的误差，因此需要确保选择的正确性。

加工精度控制的主要内容有：一是尺寸精度，这是为了增强对表面和基准面所存在误差的控制；二是互相位置精度，控制加工表面与其基准间的相互位置误差。其中需要把所存在的各种差值借助一定的形式进行表示；三是几何形状精度，用来控制加工表面的几何形状误差，包括平面度、圆度、直线度等。不仅如此，公差配合对于产品表面质量的影响通常是通过分析机械设计与制造过程中的产品误差得到的。

3 公差配合在机械设计和机械制造中的应用

3.1 机械设计对于公差配合的选择

是否正确地选择公差和配合会直接影响产品质量和机器使用寿命。所以，在选择过程中，人们要观察机器中不同部位的零件是次要零件还是重要零件，或是观察同一零件上的不同部位是非配合部位还是配合部位，然后才能进行选择应用。不过，公差配合总的选择原则就是满足有关规定的需求，并获取更多的经济效益。

至于配合件，需要确定好基准制的选择和配合的选择。首先就是选择基准制，应该对基孔制采取优先选择的原则。不过，其中会涉及基轴制的选择，在选择过程中，人们要按照一定的等级标准进行选择。其次就是选择配合，在选择配合时要借助类比的方法，先考虑选择优先配合，之后再考虑常用配合。

至于单个零件，要充分明确公差项目、公差等级和公差的选择。公差项目的选择就是几何公差项目的选择，需要注意的是，要按照被测要素的几何特点、结构特征和零件的使用需求来进行选择，并且需要确保检测的方便性以及经济性。对于公差等级和公差值的选择，一般会选择类比法。至于尺寸公差，在选择时要满足使用需求，并且需要选择等级较低的公差等级。

3.2 零件单件生产所涉及的公差配合

一般情况下，在进行设计制造时，要根据有关的标准和需求来开展，并且各成型零件要符合相关要求。但当装配出现两个或多个零件配合达不到设计要求时，这种尺寸配合往往不能用于实际生产。出现这样的问题，主要是因为现阶段公差制度和生产统计规律有着一定的联系，但是在进行机械制造时，大多数尺寸误差都有一定的偶然性。

3.3 维护机械设备对于公差的选择

在维修有关设施时，需要按照有关的标准确定配合类型，其中比较常见的形式有两种，一种就是优先配合，一种就是常用配合，其中所选择的形式包括多种。同时，在选择配和的过程中要重视以下内容：一是要确保基准制，生产时要按照实际需求进行选择；二是要注意加工形式会直接影响配合，生产时要按照零件的实际需求来进行调整，并且需要根据加工方法来明确配合所造成的影响，如此可以有效地保障配合质量；三是在装配时所使用的机械零件要优先选择较松的配合，只要不出现较大的变动，就能够选择比较紧的零件。