公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用初探

王穎輝

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院，東莞 523960）

現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，這樣使得機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)和機(jī)械制造行業(yè)得到了顯著的發(fā)展。制造行業(yè)發(fā)展迅速，所以得到了較多的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)的重要組成部分，直接影響我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展。不僅如此，機(jī)械產(chǎn)品工藝比較復(fù)雜，有著一定的技術(shù)性，有較多零件。因此，必須保障產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)確性，機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員要高度重視。

1 公差配合

1.1 公差

公差指的就是零件幾何參數(shù)規(guī)范范圍中最大的變動(dòng)量，所存在的機(jī)械參數(shù)有：機(jī)械加工幾何參數(shù)、物理參數(shù)以及化學(xué)參數(shù)。其中對(duì)于機(jī)械制造來(lái)說(shuō)，零件幾何參數(shù)涉及零件的尺寸、所存在的幾何誤差、零件表面粗糙程度。要想使零件有一定的互換性，不僅需要確保零件的使用性能，而且需要確保規(guī)格符合要求的情況下，只要使同一規(guī)格零件的幾何參數(shù)在一定范圍內(nèi)變動(dòng)即可，沒(méi)有必要也不可能使它們完全一致。

公差按照幾何參數(shù)能夠分成尺寸公差、幾何公差以及表面粗糙度。尺寸公差是允許零件尺寸變動(dòng)的量；幾何公差種類(lèi)較多，在形狀、方向和位置方面都存在一定的公差，其中也包括跳動(dòng)公差。形狀公差就是單一實(shí)際要素的形狀所被允許的變動(dòng)全量。

通過(guò)試驗(yàn)可以看出，公差和配合所存在的優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品有著較多的聯(lián)系，并且所存在的優(yōu)勢(shì)直接影響生產(chǎn)機(jī)器的正常生產(chǎn)。在機(jī)械制造的過(guò)程中，借助公差能夠滿足配合安裝的要求，因此要高度重視公差配合。其中，在公差和配合方面，人們要重視：公差值主要是表達(dá)公差大小，屬于一個(gè)物理量，共包括20個(gè)等級(jí)，從IT01、ITO、IT1、IT2-IT18，數(shù)字越大，公差等級(jí)（加工精度）越低，尺寸允許的變動(dòng)范圍（公差數(shù)值）越大，加工難度越小。

在選擇公差配合的過(guò)程中，首先要明確公差配合的選擇，一是選擇基準(zhǔn)制，二是選擇公差等級(jí)。在選擇基準(zhǔn)制時(shí)，要優(yōu)先選擇基孔制，如此可以顯著降低成本。需要注意的是，在選擇基準(zhǔn)制的過(guò)程中，要確保有關(guān)零件能夠滿足規(guī)定的需求，一旦存在特殊的要求，不可以忽視掉。三是在選擇公差等級(jí)時(shí)，要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇；四是對(duì)于配合的選擇，機(jī)械設(shè)計(jì)制造涉及配合的選擇，人們要明確優(yōu)先配合以及優(yōu)先公差帶的重要性，在進(jìn)行操作時(shí)，要按照實(shí)際情況作出選擇。

1.2 配合的含義

配合是指進(jìn)行結(jié)合并且公稱(chēng)尺寸相同的孔與軸公差帶的關(guān)系。由于位置存在差異，配合可以進(jìn)行分類(lèi)，其主要分為間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合。通過(guò)分析，人們能夠明確不同情況下其不同的配合特性與應(yīng)用。配合公差對(duì)配合精度有著決定性作用，因此，將零件公差減少，就可以讓配合間隙縮小，進(jìn)而提高零件之間的配合精度。配合制指的就是相同的極限孔軸所形成的配合制度，其可以分成基軸制以及基孔制，基軸制就是不同基本偏差孔公差帶和基本偏差固定不變的軸公差帶形成的各種配合，基孔制就是同基本偏差軸公差帶和基本偏差不變的孔的公差帶形成的各種配合。

2 公差配合和機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的聯(lián)系

公差配合和機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量有著比較密切的聯(lián)系，其中涉及精度控制和產(chǎn)品表面質(zhì)量。精度控制指的是要是生產(chǎn)條件相同，所生產(chǎn)出的零件就比較容易受到加工因素的影響，而且一般會(huì)在大小形狀方面產(chǎn)生一定的誤差，因此需要確保選擇的正確性。

加工精度控制的主要內(nèi)容有：一是尺寸精度，這是為了增強(qiáng)對(duì)表面和基準(zhǔn)面所存在誤差的控制；二是互相位置精度，控制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差。其中需要把所存在的各種差值借助一定的形式進(jìn)行表示；三是幾何形狀精度，用來(lái)控制加工表面的幾何形狀誤差，包括平面度、圓度、直線度等。不僅如此，公差配合對(duì)于產(chǎn)品表面質(zhì)量的影響通常是通過(guò)分析機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的產(chǎn)品誤差得到的。

3 公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)于公差配合的選擇

是否正確地選擇公差和配合會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器使用壽命。所以，在選擇過(guò)程中，人們要觀察機(jī)器中不同部位的零件是次要零件還是重要零件，或是觀察同一零件上的不同部位是非配合部位還是配合部位，然后才能進(jìn)行選擇應(yīng)用。不過(guò)，公差配合總的選擇原則就是滿足有關(guān)規(guī)定的需求，并獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

至于配合件，需要確定好基準(zhǔn)制的選擇和配合的選擇。首先就是選擇基準(zhǔn)制，應(yīng)該對(duì)基孔制采取優(yōu)先選擇的原則。不過(guò)，其中會(huì)涉及基軸制的選擇，在選擇過(guò)程中，人們要按照一定的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。其次就是選擇配合，在選擇配合時(shí)要借助類(lèi)比的方法，先考慮選擇優(yōu)先配合，之后再考慮常用配合。

至于單個(gè)零件，要充分明確公差項(xiàng)目、公差等級(jí)和公差的選擇。公差項(xiàng)目的選擇就是幾何公差項(xiàng)目的選擇，需要注意的是，要按照被測(cè)要素的幾何特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特征和零件的使用需求來(lái)進(jìn)行選擇，并且需要確保檢測(cè)的方便性以及經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于公差等級(jí)和公差值的選擇，一般會(huì)選擇類(lèi)比法。至于尺寸公差，在選擇時(shí)要滿足使用需求，并且需要選擇等級(jí)較低的公差等級(jí)。

3.2 零件單件生產(chǎn)所涉及的公差配合

一般情況下，在進(jìn)行設(shè)計(jì)制造時(shí)，要根據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和需求來(lái)開(kāi)展，并且各成型零件要符合相關(guān)要求。但當(dāng)裝配出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)零件配合達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，這種尺寸配合往往不能用于實(shí)際生產(chǎn)。出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，主要是因?yàn)楝F(xiàn)階段公差制度和生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律有著一定的聯(lián)系，但是在進(jìn)行機(jī)械制造時(shí)，大多數(shù)尺寸誤差都有一定的偶然性。

3.3 維護(hù)機(jī)械設(shè)備對(duì)于公差的選擇

在維修有關(guān)設(shè)施時(shí)，需要按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)確定配合類(lèi)型，其中比較常見(jiàn)的形式有兩種，一種就是優(yōu)先配合，一種就是常用配合，其中所選擇的形式包括多種。同時(shí)，在選擇配和的過(guò)程中要重視以下內(nèi)容：一是要確?；鶞?zhǔn)制，生產(chǎn)時(shí)要按照實(shí)際需求進(jìn)行選擇；二是要注意加工形式會(huì)直接影響配合，生產(chǎn)時(shí)要按照零件的實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行調(diào)整，并且需要根據(jù)加工方法來(lái)明確配合所造成的影響，如此可以有效地保障配合質(zhì)量；三是在裝配時(shí)所使用的機(jī)械零件要優(yōu)先選擇較松的配合，只要不出現(xiàn)較大的變動(dòng)，就能夠選擇比較緊的零件。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，公差和配合機(jī)械中的選擇和使用是比較復(fù)雜的，要是出現(xiàn)錯(cuò)誤就會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。選擇的公差和配合不僅要滿足使用需求，還要獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，選擇合適的公差和配合，可以使得單個(gè)零件產(chǎn)品更加可靠，可以顯著降低生產(chǎn)成本。