前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的公差配合在機械設計與制造的應用，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：公差配合在機械設計與制造中占據了非常重要的地位。它不僅對于機械零件的精密度有著非常重要的影響，而且在維護零件質量方面也有著非常重要的應用。本文以公差配合為中心展開了討論，分析了公差配合的概念，并著重闡述了公差配合在機械設計與制造中的應用狀況。
關鍵詞：公差配合；機械設計；制造
隨著我國經濟的發展，工業發展也越來越快。而機械設計與制造是工業發展的源動力。在工業迅速發展的背景下，我國機械設計與制造技術也在不斷更新。公差配合是機械設計與制造的重要組成部分，對提升零件質量、降低投入成本有著非常重要的作用。顯然，加大對公差配合在機械設計與制造中的應用研究非常有必要。
1公差配合的概念
1.1公差
所謂公差是指可變動的零件幾何參數量。在機械設計與制造中幾何參數是指直徑、角度、長度、寬度等物理參數。在機械設計與制造中，需要確保零件具有可換性。對于可換的零件，在具有基本使用功能的前提下還要確認其規格在標準范圍內變動。而這個標準范圍就是由公差所決定的。公差可分為尺寸公差，即零件尺寸所允許的變動范圍；形狀公差，即零件幾何要素形狀可允許的變動范圍；位置公差，即零件幾何要素的位置可允許變動范圍。另外，在國際標準中，公差的等級分為IT01、IT0、IT1、IT2......IT18共20個等級。數字越大，公差等級越小，可允許變動范圍越大，加工難度越小。
1.2配合
配合是指公差尺寸相同且相互結合的孔、軸公差帶關系。從位置角度來講，配合包括過盈配合、過渡配合、間隙配合。不同的孔和軸之間的配合具有不同的松緊要求，過盈、間隙的大小就是表示松緊程度的。間隙配合就是具有間隙的配合，即間隙值在最大間隙、最小間隙之間變動的配合，最大間隙值是孔的公差值與軸的公共值之差，最小間隙值為零。過盈配合與間隙配合相反，其顯著特征是孔公差帶在軸公差帶之下，其最大過盈配合值是孔最小公差值與軸最大公差值之差，最小過盈值為零。而過渡配合是指可能具有間隙、過盈的配合?？坠顜c軸公差帶不再具有上下之分，而是交叉在一起。
1.3公差配合
結合公差、配合的定義可得出公差配合的定義是在間隙、過盈范圍內的變動量。在機械設計與制造中，配合公差影響著配合精度。通過降低配合公差能縮小配合間隙，從而提高零件的精確度。在行業標準中，配合制主要包括基孔制和基軸制，其中基孔制具有優先性。但在以下3種情況下易選用基軸制：（1）相同尺寸的某一段軸，需與配合種類不用的孔結合；（2）在一些等直徑長軸的配合應用中；（3）在一些特殊零部件中。
1.4公差配合與機械設計與制造的關系
在機械設計與制造中，公差配合的主要應用體現在控制零件精度、評估零件表面質量兩個方面。在精度控制方面，加工條件的不同會導致零部件幾何參數有所不同，因此要選取合理的公差保證零部的精度。通常在行業中較為常用的精度包括尺寸精度、位置精度和幾何形狀精度。在零件表明質量評估方面，主要是分析產品誤差。可見，公差配合對機械設計與制造具有非常重要的影響。
2公差配合在機械設計與制造中的應用
2.1在機械設計中的選用
公差配合可以說決定了機械設計產品的使用性能高低和壽命長短。在機械設計中選用公差配合是需要依據產品實際情況，并從最優化的角度出發選擇能夠獲得最大經濟效益的公差配合。不同部位的零件和零件的不同部位，其公差配合選擇方法都有所不同。就配合件而言，要先分析選擇哪種基準制和配合。在基準制選擇方面，上述已經提到過要優先考慮基孔制，某些情況下可以考慮基軸制。而在配合方面，可以通過類比法實現。首選是優先配合，而后才是普通配合。以石油鉆井機械設備設計為例，在公差配合設計方面則無法按照傳統的標準來選擇。畢竟它的應用環境較為惡劣。一般情況下，對該設備的設計主要從經濟、耐用角度考慮。詳細地說就是在配合公差的選用之上，要認真考慮設備鏈輪、齒輪在配合時所承受的負荷。受荷載大小不同，其公差配合也不同。較大時可以選用H8/k7，較小時可選擇H7/p6等。但在鍵、軸等配合公差的選擇時需要依據各零件特點選擇合理的偏差值。如需要確定平鍵的寬度極限偏差值、高度極限偏差值等。又如以車床夾具公差選擇為例。在選擇時不僅要依據公差配合設計標準，更要從經濟、實用的角度出發。在此設計過程中應注意以下內容：（1）對于軸承件，在選擇配合公差時要依據其具體用途。如果是用于空套旋轉，相同孔的公差配合可選擇H7，相同軸的公差配合可選擇H6、m6等。如果是用于支撐，那么相同孔的公差配合可選擇G，相同軸的公差配合可選擇k6、m6等。（2）軸配合情況下公差的選擇要依據產品特點選擇。如轂的極限偏差一般為JS9。
2.2在單零件生產中的選用
就單零件來說，其主要選擇內容是公差項目、等級以及公差值。其實在機械設計與制造中公差項目的選擇就是選擇結合項目，如直徑、長度等。在選擇中還需依據以下原則：依據被測要素的幾何性質，從經濟、實用的角度分析其實用性。而在公差等級與公差值的選擇上，較為常用的選擇用方法是類比法。但仍要考慮在滿足基本需求的狀況下，盡可能選擇低等級的公差和較大的公差值。這樣才能保證按照圖紙生產出的軸和孔具有良好的配合性。另外，在零件大量生產方面，習慣使用擋塊控制加工尺寸。在實際加工中只要將被加工零件的尺寸分布重點調整到公差帶中心，就可以大量生產出滿足要求的零件。而且大量的生產實際案例證明機械產品的加工誤差雖然是隨機的，但是這些誤差值符合正態分布規律。如果單件零件生產，那么主要是依靠人工控制尺寸來獲得最小最大尺寸值。通常操作者也會在加工孔時控制最小極限值處，在加工軸時則控制到最大極限值處?？梢哉f，只有大量的零件生產，其零件尺寸分布才會符合正態分布，且其零件配合也符合該規律。這也就意味著在實際的生產中是不會出現極限配合尺寸的。但在單零件生產中，由于人為地控制，因此，理論上是可以出現極限配合尺寸的。
2.3在機械設備日常維護中的選用
隨著我國機械設計與制造行業的發展，業內已經形成一套完善的配合選用標準。此外，國家也出臺了相應的選擇標準。配合比較常見的選擇方法包括類比法、實驗法和計算法。其中類比法是指通過參照已經存在的公差等級，結合零件特點、工藝等進行工程等級的分析、對比。其基本步驟包括：依據標準確定配合類別、確定采用優先配合還是常用配合、依據實際工作條件對配合松緊進行調整最終確定配合方法。這種方法比較常見的配合選擇方法，而實驗法周期較長、成本也比較高，計算法的計算量非常大，且比較復雜。這種方法都不常用。另外，需要注意的是在選擇配合時還應遵循以下原則：（1）推薦優先使用基孔制。但是在實際生產中可依事實而定，這樣才能提高經濟效益。（2）不用零件的加工方法有所不同。在配合選擇時還應考慮零件的加工實際。比如根據實際加工需求，合理調整配合，從而盡可能地降低加工對配合的影響，提高機械產品質量。（3）對于經常更換的零件可選擇較松的配合，對于不易且不常變動的零件可選擇較緊的配合。以制漿造紙設備為例，該設備的運行環境極其惡劣，設備零件損壞非?？臁ｊP鍵在設備購買之時并無裝配圖。為此，在維修時必須要正確選擇配合種類。結合實際在選擇配合時需要考慮以下情況：（1）配合部位的受力情況和裝配方式。在制漿造紙設備中，如果是依靠配合面彈性力實現傳遞扭矩，則應當選擇過盈配合。需要注意的是如果傳遞的扭矩同等大小，其零件的裝配方式有所不同，則其配合方式也會存在不同。如果是僅僅依靠配合面起到定心的作用，那么就可以選擇類似H7/H6的配合。（2）還應當切實考慮零件裝配的難易程度。如果選擇過盈量較大的配合，則其配合的裝配、拆卸都會非常難。這對于造紙廠來說是極其不利于維護的。另外，在考慮裝配難度的同時還應對零件的尺寸大小、形狀進行全面的考慮。大尺寸的配合面可以選擇比較松的配合，小尺寸就選擇比較緊的配合。如果零件屬于實心厚壁形狀，其彈性較小，易選擇較松的配合。反之，選用較緊的配合。（3）軸承是需要經常更換的零件。為此，還應當合理選擇軸承配合以提升設備使用性能。
3結語
公差配合是機械設計與制造的關鍵所在。在實際應用中，應綜合考慮各方面的因素，科學確定公差與配合。這樣才能不斷提升機械設備的使用性能，才能降低設備的制造、維修成本。相信隨著我國工業的發展，公差配合的應用也會越來越廣泛。
[參考文獻]
[1]趙立勛.公差配合在機械設計與機械制造中的應用初探[J].中國設備工程，2017（18）：199-200.
[2]趙丹.公差配合在機械設計與機械制造中的應用研究[J].科技展望，2016，26（23）：95.
[3]鄒樺，石蓮英.公差配合在機械設計與機械制造中的應用[J].時代農機，2015，42（5）：54-55.
[4]楊憲章.淺析一般公差（GB/T1804-2000）在機械設計與制造中的合理應用問題[J].甘肅科技，2010，26（5）：98-100.
作者:王曉培 單位:齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司