公差配合在机械设计与机械制造中的应用探微

马志刚

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453000）

在各行各业的建设与生产过程中都涉及到了机械设计和制造，这是促进我国国民经济建设的重要内容，机械设计制造水平的高低在很大程度上影响着一个国家的经济发展和科学技术提升。相较于西方发达国家来说，我国机械设计制造行业起步较晚，发展相对较为落后，在改革开放之后才真正意义上成为了现代化的工业国家。对于机械设计与制造来说，公差配合是其中的一项重要技术，对于零件的设计、生产和后期的装配发挥着关键作用，因此，有必要高度重视。

1 公差和配合的介绍

公差配合不仅是一项特殊的机械设计制造技术，更是一门特殊的、具备一定严谨性的学科，是人们在机械设计与制造行业中，通过不断总结和探寻所梳理的经验和理论。在机械设计与制造过程中，公差配合技术的应用发挥着重要作用，在很大程度上影响了零件质量的好坏以及零件整体的使用寿命。

1.1 公差

公差指的是在相对参数范围内可以允许的最大数值。针对零件的机械设计和制造来说，几何参数指的是零件的直径和长度，其中涉及到的几何参数既包含零件实际加工时的参数，也包含相应的化学参数。若想有效保证零件的互换性，就需要在实际生产过程中适当调整和变动几何参数。

1.1.1 公差的分类

站在几何参数的角度可以将公差分为三个种类，分别是尺寸公差、形状公差和位置公差。尺寸公差指的是极限值与基本尺寸之间代数差；形状公差指的是在零件加工过程中所允许的变动量的一个范围；位置公差指的是在零件加工过程中对于方向和位置方面所允许的变动量的范围。这其中提到的范围即位置公差带，处于位置公差带内的数值便可以称之为合格参数。

1.1.2 公差值

公差值，代表的是公差的大小，具体到某一个数量。通常情况下用“IT”来表示，在实际机械设计与制造过程中，不同精度的零件对公差值也有不同的要求。

1.2 配合

配合指的是针对尺寸一致的孔与轴之间的位置关系，对其进行适当的过渡和过盈配合，过程中配合公差直接会影响到零件的配合精度，因此相关人员应该注重配合精度的提升，尽可能的降低零件公差数值，有效提高零件加工精度。

配合制，即指相同极限制下的轴与孔配合的有效制度，主要可以分为两种，分别是基孔制和基轴制。基孔制指的是在基本偏差未发生变动的前提下，公差带和不同偏差轴之间的有效配合；基轴制指的是基本偏差，未发生变动的前提下孔与轴公差带之间配合。

2 公差配合在机械设计及制造方面的应用

在机械设计和机械制造过程中，要想有效提高零件精度，保证零件加工质量，必须要结合实际情况，重视公差配合技术的应用。结合实际情况合理选用基准制与非基准制，充分考虑到机械制造中可能出现的所有问题，并针对实际情况采取有效的解决策略，确保可以在解决问题的同时准确控制公差值，最终从根本上提升零件加工配合质量，有效促进机械设计与制造水平的强化。因此在实际机械设计与制造过程中，公差配合的应用具体可以表现在以下几个方面：

2.1 机械设计中关于公差配合的应用

在机械设计行业中，对于零件产品的寿命和使用性能来说，公差配合有着很大影响，在进行机械设计的过程中，必须要结合产品的实际情况来合理进行公差配合的应用与实施，然后结合实际情况进行分析和探讨，选择最佳的公差配合方式，从根本上保证经济效益。对于零件加工来说，公差配合选择方式也存在一定差异，因此要结合实际产品的类型和基准制来进行配合件的选择与考量。高度重视基准孔的优先选择，对于一些特殊情况也可以选择应用基准轴，过程中必须要将优先配合放在首要位置，然后再考虑普通配合。

涉及石油钻井机械设备的时候，必须要对公差配合的应用标准和具体方法进行创新与改进，这主要是因为该类机械设计通常处于一些恶劣的环境中，因此在实际进行设计操作的时候必须要充分考虑到其经济性和耐用性特点。在合理选择公差配合的基础上，对设备链轮和配合操作中齿轮对于负荷的承受能力进行全面的分析。由于所受荷载存在一定差异，因此设备的公差配合也存在很大不同，但在具体的实施过程中，必须要全面考虑到零件的实际特点，这样才能更好保证所选偏差值的合理性。对于车床夹具公差的选择，既要充分考虑到所规定的公差配合设计标准，同时也要认真分析其经济性和实用性，这样才能更好的提高公差配合选择和应用的科学性与合理性。

2.2 机械制造中关于公差配合的应用

2.2.1 设备维护

近年来，随着社会经济的不断发展，我国工业机械设计及制造领域发展不断加快，且逐渐形成了一套具有标准性和实用性的选用标准。国家相关部门对此也出台了有关政策和制度，明确了选择标准。在公差配合中，计算法和类比法相对来说出现频率较高，类比法简单来说就是根据目前的公差等级来对零件制造工艺的特点进行全面分析，然后在此基础上确定工程等级参数。过程中首先要按照相关标准确定配合类别；然后选择恰当合理的配合方法；再针对实际工作情况来合理调整配合的松紧度；最后明确所选择的配合方式。这种方法是目前应用最为广泛的配合方式之一。计算法相较于其他方法来说较为复杂繁琐，其中会涉及到大量的计算，不够方便简洁[1]。也正是由于这一特点的存在，导致实际应用相较于类别法来说频率较少。

除此之外，需要注意的是在实施配合选择操作的时候，必须要严格遵循以下原则：

1）优先利用基孔制：在具体机械设计生产制造过程中，必须要充分考虑到多方面的现实情况，保证实际生产经济效益可以得到有效提升。

2）准确区分不需要应用零件的加工方法：在进行公差配合选择之前，必须要充分考虑到零件加工的现实情况，包括现实加工需求、配合调整操作的实施，从多方面充分减少加工过程对于整体配合的影响，这样才能更好提高机械产品加工质量。

3）对于一些需要经常更换的零件，可以对松合度进行适当的提升；如果零件使用频率较低，且不需要经常更换便可以适当提升配合方式的松紧度。最典型的例子便是制浆造纸设备，这种设备的使用多数时间都处于较为恶劣的环境中，因此零件需要频繁更换，所以在实际进行操作的过程中，应该考虑到以下相关因素：

①对配合部位的装配方式和受力情况进行具体分析和调查，通过盈配合方式来实现依靠配合面的弹力完成扭距传递操作[2]。在这一过程中，如果扭距大小相同，且选用了具有一定差异的装配方法，那么在配合方式上也会存在一定的差异；但如果仅仅是利用配合面所发挥出的定心功能，便可以选择相同的配合方式。

②对零件装配的困难程度进行分析和调查。如果过程中所选择的配合方法过盈量较大，那么便会提升零件拆卸和配合的难度，这样便会严重影响到造纸厂后续每一个环节的具体施工和操作。

2.2.2 个体零件生产

在生产零件的过程中，必须要考虑到公差值的选择和项目的具体情况。在进行机械设计与制造的时候，根据零件的直径和长度来选择公差值，且要严格遵循以下原则：

1）对检测对象的几何性质以及其所具备的经济性和实用性进行全面的考虑，总结其使用价值；应用类比法来选择公差等级和公差值，这一过程中，相关人员应该予以高度重视，必须要在满足基本要求基础上来选择一些低等级和大数值的公差，这样才能有效保证相关参数之间的配合性[3]。

2）如果需要加工和生产大量的零件，那么可以通过挡块儿来控制零件加工尺寸。在具体操作的过程中，仅仅需要对加工对象的尺寸进行适当的调节即可，这样就可以从根本上保证零件的生产加工质量。

3）如果生产单个零件，则可以利用人工操作来控制零件的加工尺寸。比如选择人工手段来调整和控制孔的加工尺寸，严格控制其最小极限值；在加工轴的时候，需要将尺寸控制在最大的极限值处。从某种角度来讲，只有在生产大批量零件的时候，其尺寸变化才符合正态分布规律，而在这一过程中零件公差配合，也与这一规律有着密切联系。这也可以从另一个角度体现出如果生产大量零件，则不会出现极限配合尺寸的问题，但如果是生产单个零件，便会受到人工控制操作的影响，从而还有可能出现极限配合尺寸的情况[4]。

3 结语

综上所述，近年来我国社会经济发展迅速，科技不断进步，诞生了各种各样先进的技术手段，在这种环境下，我国机械设计与制造行业也得到了快速的发展，技术水平不断提升，且获得了很多优异的成绩，公差配合技术便诞生于这一环境中，在机械设计与制造行业得到了广泛应用，发挥着不容忽视的重要作用，对此必须要予以高度重视。但是从当前的实际情况来说，我国在这一方面的研究相较于西方发达国家还有待进一步提高。对此必须要结合实际情况选择合理的应用方式，积极进行创新与改进，探索更多的方法，总结更多的经验，这样才能更好促进我国机械设计与制造领域的良好发展。