實際公差與配合關系

【摘 要】簡述機械修配工作中出現間隙偏小或過盈偏大造成與裝配要求不符并違背了設計意圖的情況；單件或小批量生產時，提出按照原設計的偏差或新制定的公差與配合要求作相應壓縮來選定尺寸的極限偏差值的解決方法，通過案例分析說明了該方法的有效性。

【關鍵詞】機械修配 公差與配合 加工方法 標準公差 生產公差

在任何測量過程中都存在測量誤差，因而在確定工件合格性時可能產生兩種錯誤的判斷：一種就是把尺寸超出規定尺寸極限的廢品誤判為合格品而接收，稱為誤收；另一種是把處在規定尺寸極限內的合格品誤判為廢品而予以報廢，稱為誤廢。在一些機械修配的專業廠，工作中經常采用“配作”的方法來達到設計所要求的配合，即先以加工好或不必更換的結合件作為標準件，配作件的基本尺寸即基準件的實際尺寸。一般采用試切法加工，用萬能量具檢測。但這樣操作會出現誤收或誤廢，誤收則影像產品的使用性能，滿足不了設計的要求；誤廢則會使生產成本增加。因此在測量時不僅考慮工件的尺寸公差，還應把測量工具的示值誤差考慮到里面。例如——30H60+0.013的孔，你能說實際尺寸為Φ30，Φ30.010的經過測量就是合格的嗎？當然不一定，為什么呢？假如測量工具存在示值誤差±4μm，那么Φ30有可能測出Φ29.993，本來合格的產品經過我們測量工具的測量超出了標準公差，于是就會被判為廢品，顯然這是誤判；那么Φ30.016有可能測出Φ30.012，顯然測量結果在標準公差范圍內，于是就會誤判成合格品，這就是誤收。這一些用下面的圖解釋會一清二楚。

由上圖可以看出只有在ES2和EI1之間的工件才不會受測量工具的影響。在實際應用中，寧可誤廢不可誤收，又為了適當控制誤廢，因此由上圖可以看出就必須縮小公差范圍才能避免誤收。這個范圍如何去控制？

根據教學工作經驗，我們對單件小批量加工零件的最大實體極限尺寸作壓縮處理即使其公差控制在5σ的范圍內。用國標公差值的5/6作為單件小批量生產的公差IT單=5/6IT；對孔壓縮下偏差，EI單=EI+σ=EI+1/6IT，上偏差不變；對軸壓縮上偏差，es單=esσ=1/6IT，下偏差不變。這樣，單件小批量生產時就可根據原設計的公差與配合要求，或新制定的公差與配合要求，作相應的壓縮來選定尺寸的極限偏差值。這種方法姑且稱之為“1/6原則”。

上圖為一滑動軸承裝配圖，孔、軸配合為φ70H8/h7，其配合間隙較小，要求較好的導向精度，下面以其為例，說明這種方法在機修單件小批量生產中選定公差與配合的應用。下圖為孔軸配合公差帶示意圖。

圖2

(3)理論公差與配合

查表：(1)孔。極限尺寸為mm；(2)軸。極限尺寸為mm；(3)孔軸配合的理論范圍。最大間隙Xmax=0.076mm；最小間隙Xmin=0。

2．單件小批量生產時孔軸的配合

(1)孔。公差IT單=5/6IT8=5/6×0.046=0.0382mm；下偏差EI單=EI+1/61T8 =1/6×0.046 =0.0077mm；極限尺寸為

(2)軸。公差IT單=5/6IT7=5/6×0.030 =0.0250mm；上偏差es單=EI+1/6IT7 =1/6×0.030=0.0050mm；極限尺寸為

(3)配合范圍。最大間隙X單max=Esei=0.0459（0.0300）=0.0759mm；最小間隙X單min=EI單es單=0.0077（0.0050）=0.0127mm；配合公差Tf單=Th單+Ts單=0.0382+0.0250=0.0632mm。

用前述方法加工時，單件小批量生產的零件的公差與配合范圍都小于標準的理論值（或Tf理＞Tf單＞Tf大），故精度有所提高。

可否把原設計精度提高一級呢？這種方法極不妥當，因為提高精度有損于加工的經濟性。精度提高一級，成本將增加2~3倍甚至更高。其次，這種基本偏差為零的配合，無法避免“零碰零”現象。

精度降低雖可避免“零碰零”現象，但最大問題是配合太松，超過了原設計要求。常常出現偏離原設計，導致設計、圖紙、工件的不統一和生產管理的混亂。

采取這種方法配作時，無論是修孔配換軸，還是修軸配換孔，最小間隙大于標準理論值，最大間隙沒有超出標準理論值。即使偶有最小實體極限尺寸，也不完全是其作用尺寸，故在機修生產中采用上述方法選定公差與配合，裝配時可避免偏緊，特別是H/h配合時可避免“零碰零”的現象，出現偏松的概率又極小，故理論上和實際上都能保證配合要求。該方法對于過盈配合及過渡配合都適用。不管是“1/6原則”還是“1/5原則”，只要能靈活運用于生產，都是行之有效的方法。

參考文獻：

[1]胡荊生.公差配合與技術測量基礎.中國勞動社會保障出版社.

[2]陳于萍，高曉康.互換性與測量技術.高等教育出版社，2004.

(作者單位：山東萬杰醫學院）