公差配合在車床設(shè)計與車床制造中的應用

常彥超

河冶科技股份有限公司 河北石家莊 050000

第一次工業(yè)革命時期，因受歷史因素影響，我國的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后，還沒有真正實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。到20世紀50年代，工業(yè)化生產(chǎn)才在我國得到發(fā)展，大量引進先進的工業(yè)技術(shù)。在20世紀80年代中后期，我國開始大力進行工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，尤其在機械制造領(lǐng)域取得了突出的成就。到21世紀初期，我國經(jīng)濟和技術(shù)飛速發(fā)展，也推動了機械設(shè)計和機械制造行業(yè)的快速發(fā)展。機械設(shè)計和機械制造是機械工業(yè)中較為重要的組成部分，對工業(yè)、交通運輸?shù)榷鄠€領(lǐng)域的發(fā)展起著極為重要的作用。在機械設(shè)計和制造中合理應用公差配合，能節(jié)省生產(chǎn)時間和生產(chǎn)成本，促進機械制造行業(yè)更長足地發(fā)展[1]。

1 公差配合概述

1.1 公差的含義

公差是指零件的實際幾何參數(shù)中允許的最大變動量，幾何參數(shù)包括機械加工中的幾何參數(shù)、物理參數(shù)以及相關(guān)化學參數(shù)，其中幾何參數(shù)主要是指幾何的尺寸和誤差等。公差與配合對機械設(shè)計與制造有著很重要的影響，可以直接決定零件質(zhì)量的好壞程度，同時也關(guān)系零件在配合使用中的壽命；其以滿足使用基本要求為基礎(chǔ)，同時保證零件具有互換性，也就是允許相同規(guī)格的零件有合理程度的變動，不要求零件完全相同。根據(jù)幾何參數(shù)不同，可以將公差分為幾何公差、尺寸公差和表面粗糙度。尺寸主要包括長度、直徑和角度，尺寸公差是指規(guī)定的零件尺寸變動允許程度，我國規(guī)定了20個公差等級標準，5級～7級為經(jīng)常使用的高精度，9級～12級為常用的低精度。幾何公差又細分為尺寸公差、形狀公差、位置公差。表面粗糙度是指零件表面間距或是峰谷導致微觀幾何形狀方面存在的誤差，誤差數(shù)值要以派生系列規(guī)則為基礎(chǔ)。大量實踐證明，公差配合的優(yōu)勢對產(chǎn)品的正常生產(chǎn)有直接影響。機械制造時，配合安裝方面的要求可以借助公差來滿足。公差值是一個物理量，主要的作用是體現(xiàn)公差的大小，數(shù)字越小，公差等級也就是加工的精度越高，加工難度就越大[2]。

1.2 配合的定義

配合是指同樣公稱尺寸且相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。根據(jù)零件相互間的位置可以分為過盈配合、間隙配合和過渡配合。配合精度主要取決于配合公差，減少零件公差能縮小配合間隙，從而提高零件之間的配合精度。配合制包括基孔制和基軸制，是指相同限制的孔軸形成配合的制度。

2 公差配合在機械設(shè)計和機械制造中的應用

2.1 機械設(shè)計的公差配合選擇

產(chǎn)品質(zhì)量和機械的使用壽命等都與正確選擇公差和配合有密切關(guān)系，選擇公差配合的時候需要以機器零件之間的差異為基礎(chǔ)，具體分析相同零件上各部分存在的問題。公差配合選擇需要遵從如下原則：配合件要合理選擇基準制和配合方式，遵從優(yōu)先選擇基孔制原則，滿足相關(guān)規(guī)定能獲取理想的經(jīng)濟效益。如果選擇時涉及選擇基軸制，必須參考等級標準制度。在選擇配合時，要利用類比等方式進行選擇，先選擇優(yōu)先配合，再考慮常用配合。某些情況下會采用基軸制，如果存在一定的公差等級，而且同一公稱大小軸上要裝配多個零件時，可以考慮采用基軸制。例如，設(shè)計公差配合的時候不能只依照設(shè)計手冊，必須考慮實際需要，將設(shè)備的經(jīng)濟性和耐用性作為考慮的主要因素；和軸配合選擇公差時，必須根據(jù)設(shè)備的齒輪和鏈輪在配合時的實際負荷載選擇使用公差。

如果是單個的零件，需要先落實對公差項目、等級等的選擇。公差項目選擇等同于幾何公差項目的選擇，在選擇時需要綜合考慮被測物品的幾何特點、結(jié)構(gòu)特性和零件實際使用功能等，還要將檢測的便利性和經(jīng)濟性作為重要的考慮因素，公差值和公差登記選擇通常會利用類比法。對于尺寸公差，選擇時需要將使用需求作為考慮的第一要素，盡量選擇等級低的公差等級。

2.2 單件零件生產(chǎn)的公差配合選擇

通常情況下，機械設(shè)計和制造過程中需要嚴格按照行業(yè)標準和實際需求開展作業(yè)，從而確保成型零件符合生產(chǎn)要求，如果裝配過程中發(fā)現(xiàn)有2個以上的零件配件部符合設(shè)計標準時，那么在實際生產(chǎn)時不能依照其現(xiàn)有尺寸配合進行會發(fā)生這樣的情況，主要是因為目前的公差制度和生產(chǎn)統(tǒng)計規(guī)律之間存在關(guān)聯(lián)，在機械制造過程中，大部分尺寸誤差都具有一定的偶然性[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)計制造中公差配合是一個嚴謹且復雜的工作，需要得到機械設(shè)計人員和制造人員的充分重視，因為任何一個細小的差別和疏忽都可能造成零件的不合格，對后期的機械設(shè)備的運行產(chǎn)生不良的影響。在機械設(shè)計和機械制造過程中，公差配合發(fā)揮著重要的作用。通過適當?shù)墓钆浜?，不僅能大幅度提高零件設(shè)計和制造的成品率，同時也能降低加工成本。對此，文章分析了公差配合在機械設(shè)計和制造中需遵循的原則和應用方法，但是在實際應用過程中還存在著一些問題，需要通過不斷的研究和實踐，逐步對公差配合的應用進行優(yōu)化和完善。