公差配合在非標設(shè)備設(shè)計制造的應(yīng)用

1、公差配合在非標設(shè)備設(shè)計制造的應(yīng)用摘要：非標設(shè)備作為自動化生產(chǎn)的重要組成部分越來越受到企業(yè)的關(guān)注，使非標設(shè)備設(shè)計制造行業(yè)近十年獲得了極大發(fā)展，非標設(shè)備的競爭力除了先進的電氣自動化控制技術(shù)外，其競爭力主要取決于設(shè)備本身的機械設(shè)計制造質(zhì)量。設(shè)備本身的尺寸誤差以及累積誤差問題是影響設(shè)備質(zhì)量的主要問題，本文通過介紹公差與配合的基本概念，指出公差配合與非標設(shè)備設(shè)計制造的關(guān)系，并根據(jù)實際設(shè)計，介紹非標設(shè)備設(shè)計制造中公差配合的實際應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：公差配合；非標設(shè)備；互換性；基準制；應(yīng)用 非標設(shè)備通常是指按照企業(yè)實際用途需要和自身發(fā)展需要而設(shè)計制造的具有某些特定用途的機器設(shè)備。非標設(shè)備大多是單件或小批量生產(chǎn)，不

2、存在試制樣品機器參照，要求設(shè)計人員盡量做到一次成功。設(shè)計時必須充分考慮組成機器的機械零、部件之間的關(guān)系，合理確定機器零、部件幾何參數(shù)（尺寸、幾何誤差及表面粗糙度等）的公差與配合，保證互換性，這樣有利于在制造中簡化制造工藝過程提高生產(chǎn)率、保證裝配精度又降低成本，還有利于機器設(shè)備的使用和維護。 1公差與配合的基本概念 1.1公差。允許零件幾何參數(shù)（尺寸、幾何誤差及表面粗糙度等）的變動量就稱為公差，可以具體分為尺寸公差、幾何公差和表面粗造度，公差反映尺寸制造精度，公差值越小，精度越高，制造越困難。尺寸公差，國標將標準公差等級分為20級：IT01，IT0，IT1，IT2IT18，其中經(jīng)常使用的高精度等

3、級有IT5，IT6，IT7，中等精度等級IT8，常使用的低精度等級有IT9，IT10，IT11，IT12。幾何公差分形狀公差、方向公差、位置公差和跳動公差，國標規(guī)定對于幾何公差項目除線輪廓、面輪廓和位置度外，其余均規(guī)定了公差等級，把圓度和圓柱度劃分為13個等級，從012級，其余公差項目劃分為12級，從112級，精度等級依次降低12級最低。表面粗造度與尺寸和幾何公差應(yīng)協(xié)調(diào)，通常尺寸公差和幾何公差小，表面粗糙度值也要小。公差等級的選用一般在滿足使用條件的情況下選用較低的公差等級，選擇公差等級時還應(yīng)注意相關(guān)件和相配合零件的精度。例如，與齒輪配合的軸的公差等級取決于相關(guān)件齒輪的精度。1.2配合。公稱尺

4、寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱為配合，根據(jù)孔、軸公差帶相對位置關(guān)系不同配合類別分為間隙配合、過盈配合、過渡配合。配合公差為組成配合的孔、軸公差之和，它是允許間隙或過盈的變動量，配合公差值大小反映配合的精確程度。在機械設(shè)計中選用哪類配合應(yīng)根據(jù)具體使用要求來確定，如孔、軸有相對運動（運動或轉(zhuǎn)動）要求時，必須選擇間隙配合；當孔、軸無相對運動時，應(yīng)根據(jù)具體條件確定配合類型。確定配合類型后應(yīng)盡可能地選用優(yōu)先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。 2非標設(shè)備設(shè)計制造中公差配合的應(yīng)用 2.1公差配合與非標設(shè)備設(shè)計制造的關(guān)系。機械產(chǎn)品都是由零件裝配而成的，而產(chǎn)品的精度的高低及性能的優(yōu)劣在很大程度

5、上是由零件的幾何精度決定的。幾何精度包括零件的幾何尺寸、幾何要素的形狀、位置精度及其裝配之后的相互的關(guān)系。任何一個零件的幾何要素在加工過程中都不可避免地產(chǎn)生誤差，但實踐證明，只要這些誤差不超過允許的公差范圍，就可以保證產(chǎn)品的正常使用。公差的大小反映了零件幾何參數(shù)的使用要求，反映了組成機器的機械零、部件之間的關(guān)系。設(shè)計的基本原則是在滿足使用條件的前提下，獲得最佳的技術(shù)精度和經(jīng)濟效益。設(shè)計時零、部件結(jié)構(gòu)尺寸盡量采用標準公差，不要人為提高零件加工精度，避免累積誤差太多超出使用要求。合理選用公差與配合就是對幾何精度進行設(shè)計，它是機械設(shè)計與制造中的一項重要工作，對提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量以及降級成本都有重要

6、影響。2.2零部件配合基準制的選擇。選擇配合基準制時，應(yīng)從設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造工藝及經(jīng)濟性幾方面綜合考慮，優(yōu)先選用基孔制，加工孔比加工軸要困難些，而且采用的刀、量具的尺寸規(guī)格也多些，采用基孔制可大大縮減定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量，利于生產(chǎn)提高經(jīng)濟性。在某些具體情況下，宜采用基軸制，比如當采用具有一定公差等級的冷拉鋼材，其外徑不經(jīng)切削加工即能滿足使用要求，此時應(yīng)選擇基軸制，再按配合要求選用適當?shù)目坠罴庸た拙涂梢粤?。與標準件配合時，應(yīng)以標準件為基準件來確定配合。例如，在與滾動軸承內(nèi)圈配合的軸應(yīng)選用基孔制，而與滾動軸承外圈外徑相配合的外殼孔選用基軸制。2.3單件或小批量零件公差配合選擇與互換性。非標設(shè)備大

7、部分零件一般是單件或小批量生產(chǎn)，在設(shè)計制造時公差配合的選擇要考慮零件的互換性。互換性按其互換程度分為完全互換與不完全互換。一般大批量生產(chǎn)零件大都采用完全互換法生產(chǎn)，非標設(shè)備中的單件或小批量生產(chǎn)則常采用不完全互換法中的修配法或調(diào)整法生產(chǎn)。以設(shè)計粉末磁芯全自動倒角機齒輪箱部件（圖1）中轉(zhuǎn)軸與齒輪配合為例說明，因轉(zhuǎn)軸還需外接倒角機構(gòu)，致使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后會有轉(zhuǎn)軸與齒輪、轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈及轉(zhuǎn)軸與倒角機構(gòu)三個主要相對運動存在，從而影響轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性，以及增大機構(gòu)運行時的振動性。所以設(shè)計轉(zhuǎn)軸準12與齒輪裝公差配合在非標設(shè)備設(shè)計制造中的應(yīng)用李春鳳（肇慶市科技中等職業(yè)學(xué)校，肇慶526020）摘要：非標設(shè)備作為自動化生產(chǎn)的

8、重要組成部分越來越受到企業(yè)的關(guān)注，使非標設(shè)備設(shè)計制造行業(yè)近十年獲得了極大發(fā)展，非標配時選用準12H7/k6公差配合，此過渡配合一般用木錘裝配，能達到良好的定位配合和消除振動作用。配合準12H7/k6最大間隙為0.017mm，最大過盈為0.012mm，轉(zhuǎn)軸準12直徑較小不適合過盈量太大，且為小批量生產(chǎn)零件，在生產(chǎn)過程可采用修配或調(diào)整法裝配，以達到消除振動作用的少有過盈定位配合要求，保證轉(zhuǎn)軸與齒輪的裝配精度。設(shè)計制造時應(yīng)特別引起注意，盡量根據(jù)國家標準采用標準尺寸，用優(yōu)先數(shù)系設(shè)計，便于分析參數(shù)間的關(guān)系，減少設(shè)計計算工作量。2.4非標設(shè)備設(shè)計制造中公差配合的應(yīng)用實例。（如圖1）齒輪箱由8個齒輪裝配而成

9、，電動機通過聯(lián)軸器連接主動軸轉(zhuǎn)動帶動8個齒輪轉(zhuǎn)動，每根轉(zhuǎn)軸外接倒角機構(gòu)，設(shè)備可一次性對8個粉末磁芯內(nèi)外圈進行自動倒角。如圖1所示，現(xiàn)在對此齒輪箱部件進行公差配合應(yīng)用分析：基準制的選用：軸承、齒輪和平鍵使用由專業(yè)工廠在制造時其配合部位的配合制已確定的標準件，轉(zhuǎn)軸和軸承內(nèi)圈以及轉(zhuǎn)軸和齒輪的配合選用基孔制，轉(zhuǎn)軸與平鍵的配合以及軸承外圈和外殼孔的配合選用基軸制，轉(zhuǎn)軸與卡簧的配合可選擇非基準制配合。公差配合的選用：本例齒輪箱轉(zhuǎn)軸和齒輪間的配合選用過渡配合，在公差的選擇上要根據(jù)所受載荷大小選用合適的公差，受載荷較大的情況下可選H7/n7，H7/p6，受載荷較輕情況下可選H8/k7，H7/k6，本例子轉(zhuǎn)軸受

10、載荷為輕載荷選H7/k6；轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈配合，僅僅需要標出轉(zhuǎn)軸的公差，選擇使用的是h5；軸承外圈與殼孔的配合，僅僅需要標出殼孔的公差，選擇使用的是H7；平鍵與轉(zhuǎn)軸的配合選用h9/N9。齒輪裝配中心距B1B7尺寸公差配合選擇：由圖1結(jié)構(gòu)分析，轉(zhuǎn)動齒輪必需采用間隙配合，要保證齒輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性，要求每組齒輪配合間隙不能相差過大，為避免尺寸B1B7幾何誤差以及累積誤差問題影響齒輪裝配質(zhì)量，設(shè)計時可采用尺寸鏈設(shè)計計算中的等精度法來具體分配各中心距公差，就是尺寸B1B7公差等級相同，使制造容易，同時可得到較好的齒輪裝配精度。 3結(jié)語 合理選用公差配合就是對尺寸精度進行設(shè)計，它是非標設(shè)備機械設(shè)計與制造中的一項重要工作，對提高設(shè)備的性能、質(zhì)量以及降低成本都有重要影響。要正確地選擇公差配合設(shè)計原則，既要深入掌握公差與配合的國家標準，又要對所設(shè)計設(shè)備的工作方式、技術(shù)要求、工作條件以及生產(chǎn)制造工藝