郝引生
荆门技师学院
摘要：本文首先阐述了公差配合概述，接着分析了公差配合的选用，最后对公差配合在机械设计和机械制造中的应用进行了探讨。
关键词：公差配合；机械设计；制造
引言：
机械设计制造中的公差匹配是一项严谨而复杂的工作，需要机械设计人员和制造人员的充分重视，因为任何微小的差异和疏忽都可能导致零件不合格，对机械设备的后期运行产生不良影响。公差配合在机械设计和制造过程中起着重要的作用。通过适当的公差匹配，不仅可以大大提高零件设计和制造的成品率，而且可以降低加工成本。因此，本文分析了公差配合在机械设计和制造中的原理和应用方法，但在实际应用中仍存在一些问题，需要通过不断的研究和实践逐步优化和完善。
1公差配合概述
1.1公差的含义
公差是指零件实际几何参数的最大允许偏差。几何参数包括几何参数、物理参数和加工中相关的化学参数，其中几何参数主要指几何尺寸和误差。公差与配合对机械设计制造有着非常重要的影响，它可以直接决定零件的质量，也影响配合中零件的使用寿命；在满足使用基本要求的基础上，保证零件的互换性，即允许相同规格的零件在合理范围内更换，不要求零件完全相同。根据几何参数的不同，公差可分为几何公差、尺寸公差和表面粗糙度。
表面粗糙度是指零件表面或峰谷之间的距离引起的微观几何误差，误差值应基于一系列导出的规则。大量实践证明，公差配合的优点直接影响产品的正常生产。在机械制造中，装配和安装的要求可以通过公差来满足。公差值是一个物理量，其主要作用是反映公差的大小。数量越少，公差等级越高，即加工精度越高，加工难度越大。
1.2配合的定义
配合是指相同公称尺寸的孔和轴公差带之间的关系，并相互结合。根据零件的位置，可分为过盈配合、间隙配合和过渡配合。拟合精度主要取决于拟合公差。减小零件的公差可以减小配合间隙，提高零件之间的配合精度。匹配系统包括基本孔系统和基本轴系统，基本轴系统是指具有相同约束的孔轴形成匹配的系统。
2公差配合的选用
2.1公差配合意义
现代机械生产对标准化要求更高，规定了各种工具的型号标准。机械零件生产公司可以在不同地区互换，保持规格一致，不需要重新设计，以保证机械生产零件可以在公差范围内获得相应的尺寸。机械制造包括几何参数和机械性能之间的交换。制造中缺乏稳定性的因素是多方面的，没有一台机器能做到100%的统一。机械设计制造过程中必须预设公差。对于机械制造来说，公差主要是被制造产品提供的几何参数的变化范围，会产生一些误差。
设计时必须仔细考虑参考系。通常用于普通轴孔的配合，使加工轴更容易。使用参考可以节省时间，获得准确的尺寸，更好地实现标准化批量生产。基准明确后，可以选择不同的公差等级来表示制造精度。一般来说，容忍度越高越好。但是在实际生产中，如果想要经济效益最大化，可以在满足实际标准的情况下选择较低的公差等级，这样就节省了投入成本[2]。
2.2三种类型不同的公差选择
根据轴孔的尺寸间隙，人们可以选择相应的型号配置，当间隙较大时，选择H11/c11，如手动发电设备。惰轮选择H9/d9与轴配合，间隙小，但仍能转动。H8/f7匹配精密间隙。在大多数情况下，过渡配合也可以选择精密配合，以保证参数的精度，提高拆卸的方便性。如果轴与孔难以对应移动，则应科学选择过盈配合，固定轴孔应均匀承受载荷，过盈量越大传递的力越大。例如，卡车的轮辋和轮毂在移动过程中应防止移动，应采用温差法组装。
3公差配合在机械设计和机械制造中的应用
3.1应用在机械设计中
围绕公差配合，选择是否正确直接影响产品质量。
因此，在设计中，严格选择每个位置的零件，综合分析实际情况，确保合理的选择模式。宽容合作期望利润最大化，并遵守以下原则:
第一，选择基准系统。综合考虑参考系，特殊情况下应合理使用基轴系统。如果应用的生产轴有公差等级，零件应排列在同一轴上，最后应使用基轴系统。在某些情况下，我们也可以选择非基准系统，并根据具体情况实施。
第二，选择合作。可以选择类比法，充分利用优先合作模式，再整体思考常用的合作应用。
以单个零件分析为主，主要目的是科学选择公差等级和数值。首先，几何公差需要选择公差项目。实际表现是根据特征要素，结合应用部位要求，合理实施选择。其次，在选择公差等级时，采用类比法，采用等级低的公差值。为了达到工艺等效，应严格控制尺寸和公差区域，通常采用轴高于孔的配合。
在具体生产过程中，极限量具的应用并不能直接检测出零件的实际尺寸，一般只判断过停端和零件整体是否合格。在设计中应用这部分测量工具实际上增加了误差概率。即使零件在尺寸基石内，也无法满足整体匹配要求。为保证工艺的等效性，基本尺寸应小于500mm，标准公差明显小于IT8，国标中推荐孔明显低于轴级，进一步满足匹配要求；当基本尺寸超过500mm，基本尺寸小于3mm，或标准公差超过IT8时，国际推荐孔与同级轴紧密配合。鉴于干涉问题，应严格控制配合公差的水平。一般孔的标准公差必须低于IT8。例如，在设计石油钻井设备时，应科学设计公差配合，避免根据传统标准进行合理选择。主要是因为它在恶劣环境中的应用，所以在设计这类设备时要考虑耐用性和经济性。综合分析，在科学选择配合公差的前提下，综合分析齿轮在操作设备链轮时所承受的载荷。由于载荷的不同，会产生不同的公差配合，[4]。
3.2应用在机械制造中
参考系的选择及其在齿轮和联轴器中的应用。非标准系统适用于平键孔和壳孔，只需标注轴线公差，因此可以使用P6。壳孔与轴承内圈紧密配合，推荐k7。键槽与平键匹配，以确保它们之间的宽度。
在实际选择中，综合考虑设计情况，匹配的对象是比较松散的零件。同时，根据零件的要求和使用方式，定义公差值，在具体加工中进行合理调整，防止加工方式影响配套生产。
3.3整体应用
公差需要从最初的设计、改进到最终的生产应用的每一个环节的配合和参与。比如生产螺丝螺母时，如果尺寸有偏差，很难科学的搭配螺母，这也是人们根据相应的机械要求选择公差分析和加工设计产品的依据。公差协调在解决设备故障方面起着至关重要的作用。由于人为因素多，物理环境造成干扰，机器正常运行时会发生事故，需要专业的维修技术。修理设备时，在选择不同的公差配合类型时，要遵守一定的原则，包括:装配零件时，需要整体研究受力情况和接触方式，零件在配合中也会产生不同的扭矩；二是选择合作时要考虑零件的真实情况，根据零件的特点明确弹性匹配方法；第三，根据零件的性能，采用相应的公差套准。当公差配合的类型明确时，人们可以获得最大的利益。
结束语：
通过综合分析，在机械设计和制造中科学地应用公差匹配，最大限度地降低了出错的概率，从而保证了产品的生产质量。在机械制造过程中，不同的零件有相对标准的尺寸，如果我们不重视这些问题，肯定会干扰机械设计过程。因此，应密切关注孔与轴的配合，相应提高设计和制造水平，充分展示公差配合的应用价值，促进其可持续发展。
参考文献：
[1]公差配合在机械设计与机械制造中的应用分析[J].蒋雪.花炮科技与市场.2019(02)
[2]公差配合在机械设计与机械制造中的应用探讨[J].何磊.时代农机.2018(06)
[3]公差配合在机械设计与机械制造中的应用初探[J].王颖辉.现代制造技术与装备.2018(04)
[4]公差配合在机械设计与机械制造中的应用[J].沈志昕.农机使用与维修.2018(04)
[5]试论公差配合在机械设计与机械制造中的应用[J].边东岩.科技风.2019(09)
[6]公差配合在机械设计与制造中的应用[J].王晓培.现代盐化工.2018(03)