公差配合在车床设计与车床制造中的应用

常彦超

河冶科技股份有限公司 河北石家庄 050000

第一次工业革命时期，因受历史因素影响，我国的工业生产技术落后，还没有真正实现工业化生产。到20世纪50年代，工业化生产才在我国得到发展，大量引进先进的工业技术。在20世纪80年代中后期，我国开始大力进行工业现代化建设，尤其在机械制造领域取得了突出的成就。到21世纪初期，我国经济和技术飞速发展，也推动了机械设计和机械制造行业的快速发展。机械设计和机械制造是机械工业中较为重要的组成部分，对工业、交通运输等多个领域的发展起着极为重要的作用。在机械设计和制造中合理应用公差配合，能节省生产时间和生产成本，促进机械制造行业更长足地发展[1]。

1 公差配合概述

1.1 公差的含义

公差是指零件的实际几何参数中允许的最大变动量，几何参数包括机械加工中的几何参数、物理参数以及相关化学参数，其中几何参数主要是指几何的尺寸和误差等。公差与配合对机械设计与制造有着很重要的影响，可以直接决定零件质量的好坏程度，同时也关系零件在配合使用中的寿命；其以满足使用基本要求为基础，同时保证零件具有互换性，也就是允许相同规格的零件有合理程度的变动，不要求零件完全相同。根据几何参数不同，可以将公差分为几何公差、尺寸公差和表面粗糙度。尺寸主要包括长度、直径和角度，尺寸公差是指规定的零件尺寸变动允许程度，我国规定了20个公差等级标准，5级～7级为经常使用的高精度，9级～12级为常用的低精度。几何公差又细分为尺寸公差、形状公差、位置公差。表面粗糙度是指零件表面间距或是峰谷导致微观几何形状方面存在的误差，误差数值要以派生系列规则为基础。大量实践证明，公差配合的优势对产品的正常生产有直接影响。机械制造时，配合安装方面的要求可以借助公差来满足。公差值是一个物理量，主要的作用是体现公差的大小，数字越小，公差等级也就是加工的精度越高，加工难度就越大[2]。

1.2 配合的定义

配合是指同样公称尺寸且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据零件相互间的位置可以分为过盈配合、间隙配合和过渡配合。配合精度主要取决于配合公差，减少零件公差能缩小配合间隙，从而提高零件之间的配合精度。配合制包括基孔制和基轴制，是指相同限制的孔轴形成配合的制度。

2 公差配合在机械设计和机械制造中的应用

2.1 机械设计的公差配合选择

产品质量和机械的使用寿命等都与正确选择公差和配合有密切关系，选择公差配合的时候需要以机器零件之间的差异为基础，具体分析相同零件上各部分存在的问题。公差配合选择需要遵从如下原则：配合件要合理选择基准制和配合方式，遵从优先选择基孔制原则，满足相关规定能获取理想的经济效益。如果选择时涉及选择基轴制，必须参考等级标准制度。在选择配合时，要利用类比等方式进行选择，先选择优先配合，再考虑常用配合。某些情况下会采用基轴制，如果存在一定的公差等级，而且同一公称大小轴上要装配多个零件时，可以考虑采用基轴制。例如，设计公差配合的时候不能只依照设计手册，必须考虑实际需要，将设备的经济性和耐用性作为考虑的主要因素；和轴配合选择公差时，必须根据设备的齿轮和链轮在配合时的实际负荷载选择使用公差。

如果是单个的零件，需要先落实对公差项目、等级等的选择。公差项目选择等同于几何公差项目的选择，在选择时需要综合考虑被测物品的几何特点、结构特性和零件实际使用功能等，还要将检测的便利性和经济性作为重要的考虑因素，公差值和公差登记选择通常会利用类比法。对于尺寸公差，选择时需要将使用需求作为考虑的第一要素，尽量选择等级低的公差等级。

2.2 单件零件生产的公差配合选择

通常情况下，机械设计和制造过程中需要严格按照行业标准和实际需求开展作业，从而确保成型零件符合生产要求，如果装配过程中发现有2个以上的零件配件部符合设计标准时，那么在实际生产时不能依照其现有尺寸配合进行会发生这样的情况，主要是因为目前的公差制度和生产统计规律之间存在关联，在机械制造过程中，大部分尺寸误差都具有一定的偶然性[3]。

3 结语

综上所述，机械设计制造中公差配合是一个严谨且复杂的工作，需要得到机械设计人员和制造人员的充分重视，因为任何一个细小的差别和疏忽都可能造成零件的不合格，对后期的机械设备的运行产生不良的影响。在机械设计和机械制造过程中，公差配合发挥着重要的作用。通过适当的公差配合，不仅能大幅度提高零件设计和制造的成品率，同时也能降低加工成本。对此，文章分析了公差配合在机械设计和制造中需遵循的原则和应用方法，但是在实际应用过程中还存在着一些问题，需要通过不断的研究和实践，逐步对公差配合的应用进行优化和完善。