公差配合在生产领域的应用

公差配合在生产领域的应用

邱海南

纬联电子科技（中山）有限公司  528437

摘要：公差匹配是机械设计和生产的一个关键环节，它是保证产品质量的关键。我国机械制造业的发展，反映了我国的科学技术发展水平。在机械设计和制造过程中，采用容差匹配可以缩短产品的生产周期，从而提高产品的设计和制造效率。统计容差技术的研究对于在现代生产模式下的产品质量控制，降低生产成本，提高产品的性能和质量起着十分重要的作用。通过对公差配合的概念的分析，阐明了公差配合在机器制造加工中的应用。

关键词：公差配合；机械制造生产；效率提升

引言

动作准确性是衡量设备质量的一个重要指标，它是保证设备运转精度的前提，它可以从静态装配容限角度对其进行评价。机械设备是由多个部件按预定的方法进行组装，在组装成功后，必须进行预定的动作动作，因此，对机床的动作准确性进行分析是十分必要的。装配公差的精度直接关系到设备的动力特性。装配公差精度是衡量设备质量的一个重要指标，其精度直接关系到复杂的工作环境。机床本体的机械结构是以床身工作台、主轴箱等为主零件组装而成，其动作准确性体现在静止状态下对工作台的误差，因此，机械设备的设计应对动作准确性进行全面的分析。对统计容差的理论和工艺参数的研究还有待于进一步的深入研究，这对于我国的统计误差的修正和在生产制造中的推广应用具有十分重要的意义。

1公差与配合

容积的限值是允许的真实数值的可变动量。它包括了机器原理学的、物理的、化学的、声光电子学的，因此，容积的差值的应用非常广泛。在机械加工中，设计容积的差值的目标就是确定零件的几何尺寸，使其变化的幅度在规定的范围内，从而满足调换和匹配的需要。公差和协作是一种科学，也是一种十分严格的科学。这是经过长时间的机械设计和生产加工实践而形成的一门学科。

容积的差值与配合的优劣直接影响到一种产品乃至一台机器的使用寿命，所以在机械的设计与制造中，公差的匹配是首要的问题。由于机械产品的不同部分，其部件的外形和大小也各不相同，所以没有无用的容积的差值，所有的容积的差值都是按装配要求来确定的。

（1)公差的分类

公差按其几何数值分为三大类：尺寸公差、形状公差、位置公差。其中，尺寸容积的限值是容许尺寸数值变化的量值；形状容积的限值是由单个实际元素在几何数值中的形状所容许的可变全量；位置容积的限值是将真实元素的位置与参考之间的位置相联系的可变全量。

2)容积的限值

容积的限值是一个容积的差值的数值。容积的限值一般使用特殊的符号进行标注为“IT”。容积的差值分为二十个级别，从IT零到IT一八,共计二十个。

2 公差配合的重要性

机器设备的装配质量与物品的容积的差值设计密切相关，物品的容积的差值信息要从整体上考虑，如果物品的加工精度是通过物品的加工精度来保证的，则会对物品的加工造成一定的困难。如何利用容积的差值进行优化，以改善机器零件的装配精度。由于组装方法不合理，无法生产出高质量的机器制品。通过合理的加工方法，可以实现对某些零件的装配。机器物品的质量是由组装过程来完成的，而组装的质量在确保物品的使用中起着关键作用。机器组装成功后，必须进行动作动作，保证了机床的动作的准确度。

由于运动副间隙的误差，会对机床的动作的准确度产生一定的影响。在机器设备的设计中，对机床的动作的准确度进行分析是十分关键的。由于各种因素对机床的动作的准确度有很大的影响，因此，目前还没有一种综合考虑多种因素的方法。公差分析是物品设计与制造过程中不可缺少的一部分，深入地研究机器物品的装配精度，将有助于将公差分析理论运用到实际生产中。该方法将公差模型与机床的动作的准确度相结合，可以对物品的误差进行及时的检测和优化。物品质量是一个永恒的话题，而国内生产企业的长期问题就是效益不高，而机器制造业所面对的竞争主要表现在物品质量和服务的及时性上。目前，我国机器行业在国际市场上的竞争中，物品质量是一个很薄弱的问题，很多企业的制造精度都很难达到高科技行业的加工水准，而传统的统计控制技术则是对工艺工艺的稳定性进行了分析，但是国家规定的技术水准的基本数据当作了公司生产物品的硬性要求，在已经制作完成的进行国家标准的核验，将核验的结果和目前最新的技术进行整合实现工艺的再一次升级，让我们国家的制造水平更上一层楼。

3公差在机械制造与生产中的应用

从设计到生产的各个阶段，机器物品的公差和协作是必不可少的。这就需要设计师和生产工人在生产中根据不同的容积的差值需求来进行物品的设计和加工。1)在钻井设备的设计中，选择的选择主要是在野外、海洋、沙漠、沙漠等恶劣的野外作业。所以，在进行石油机器的设计时，不能只根据说明书中的公差匹配来选择，而要从耐用性、经济性、易维性等方面入手。

(1)选择适合于轴的公差。当齿轮、链轮、皮带轮等与轴配合时，应选择H七/p六,H七/n六,P六-P八/k六,M七/k六,H七/s六,P七/h七,S八/k六,H七/k七,R八/K六；当负荷大的时候，选择H8/K7的容积的差值。

(2)轴承零件的装配公差选择.在支承时，应选用G七和M六,P六,K六。一般情况下，H七与钻孔配合，K六与轴配合；在使用空套转动时，其与孔径的匹配公差选择H七，与轴的匹配公差为m六,h六,k六。

(3)选择键和轮毂配合的公差。平键、方键槽松连接时，应选择轴极限差异数值H9、轮毂极限差异数值d十；在正常工况下，轴的极限差异数值N9，轮毂的极限差异数值JS九；在紧固状态下，轴的极限差异数值P9，轮毂的极限差异数值P九。键的极限偏移、一般的平键宽度限制值h九、高度限制值h十一；所述导平键的宽度限制差异数值h九、所述高度限制差异数值h十一；方键的宽度和高度的限制差异数值为h九。

2)单件物品加工时的容积的差值匹配

如果按照设计图纸上的要求来制作相互匹配的孔和轴，那么在组装的过程中，两个部件的匹配并没有达到设计的要求。比如，如果他们都是五十以下，孔是五十左右，那么如果他们都是五十左右，那么，如果他们都满足了，那么轴和孔之间的啮合间隙就是零，那么就没有打滑了。所以在实际生产中，这些配合并不符合要求。这是因为现有的公差体系是基于大量的生产统计规律而形成的。在实际生产中，存在着许多具有随机性的加工尺寸误差，这些误差往往遵循着正常的分布规律，见图1。也就是说，中间的零件数量要远远超过两端，占到了所有物品的百分之九十九以上，剩下的百分之零点二七，则是非常罕见的。

图1正太分布如图

（一）案例：

在制造的过程中，会有一些误差和误差，但如果可以很好的控制这些误差，可以大大提高生产的效率，比如：如何在制造一个零件的时候，如何计算出它的合格的参数。

计算方法是这样的：

1、基本大小

按产品强度及结构要求，按设计时所订之大小。其数值应该以标准直径或标准长度为宜。

2、实际大小

用测量所得的大小来衡量。

3、极限大小

两个容许大小变化的极限。这是根据基本大小来决定的。两个限制数值中最大的一个叫做最大限制尺度；最小的一种叫做最小限制大小。

4、大小偏差（简称偏差）

大小减去基本大小得到的代数差异。其大小差异如下：

上差=最大限度大小-基本大小

下限值=最小限制值-基本值

上下偏差统称为极限偏差，上下偏差可以是正、负、零。国标要求：钻孔上偏差编号为 ES，孔下偏差编号为 EI；轴的上偏移编号是 es，而轴的下偏移是 ei.

五、大小公差（简称公差）

可变化的大小。大小公共关系=最大限制大小-最小限制大小=上-下偏差（由于最大限制大小永远比最小限制大小，也就是上差永远比下差大，因此，大小公差必须是正的）。

部件所需的参数是：

基本大小等于三十

最大限制大小等于三十点零一最小限制值等于九百九十

上偏移 ES=最大限制大小-基本大小=三十点零一减三十等于零点零一

最小限制值 EI=基本大小=二十九点九九减三十等于负零点零一一

容差=最大限度大小-最低限度大小

=三十点一减二十九点九等以零点二

= EI=零点零一加零点零一等于零点零二

若其真实大小介于三十点零一至二十九点零九九之间，则为合格。

（二）在生产上的应用

公差配合在机械设计制造中的应用包括机械设备维护、单个零件生产的选用。公差配合决定机械设计产品的使用性能，公差配合需依据产品情况，选择能获得经济效益的公差配合。配合零件要分析选择基准制，配合方面通过类比法实现。如石油钻井机械设备公差配合设计无法按传统标准选择，通常对设备设计从经济角度考虑。在配合公差选用上，考虑设备链轮承受负荷，较大时选用H8/k7，在轴等配合公差选择时，依据零件特点选择合理偏差值。车床夹具公差选择依据配合设计标准，从实用角度出发。注意轴配合下依据产品特点选择公差。轴承建选择配合公差依据用途，相同孔空套旋转配合选择H7，用于支撑可选择G。图2为减速器输出轴轴系部件示意图。

图 2 减速器输出轴的轴系部件图

机械设计制造中，公差项目选址是结合项目，选择时要依据被测要素几何性质；类比法是公差等级选择常用方法，保证按图纸生产轴具有良好配合性。将被加工零件尺寸分布调整到公差带中心，机械产品加工误差值符合正态分布规律，操作者在加工孔时控制最小极限值处，生产中不出现极限配合尺寸，理论上会出现极限配合尺寸。随着我国机械设计制造业的发展，国家出台了相应选择标准。类比法通过参照存在公差等级，确定配合类别，调整配合松紧。实验法周期较长，选择配合时应推荐优先使用基孔制，不同零件的加工方法不同，配合选择应根据实际加工需求，降低加工对配合的影响。经常更换零件选择较松的配件。如制浆造纸设备运行环境恶劣，设备购买前无装配图。考虑配合部位受力情况，制浆造纸设备中限制过盈配合，传递扭矩相同，配合方式存在不同。应考虑零件装配难度，选择过盈量较大配合装拆困难，应对零件尺寸全面考虑，小尺寸选择较紧的配合。轴承需要经常更换，应合理选择轴承配合。

结束语

在实际生产中，所采用的极限限量器无法对被加工的产品进行直接测量，只能从“过量”、“终止”两个方面来判定产品的质量。而且，这种限量版的设计，也是有缺陷的。所以，在实际生产中，尽管产品的尺寸达到了设计的要求，但仍有一些产品不能达到匹配的要求。

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姓名：邱海南
身份证编码： 452501198103011235
出生年月：19810301
性别：男
籍贯：广西玉林
职称：机械中级
研究方向：电子信息通信产品/服务器/
单位： 纬联电子科技（中山）有限公司
邮编：528437