公差配合在非标设备设计制造中的实践分析

公差配合在非标设备设计制造中的实践分析

刘运武

广东新会中集特种运输设备有限公司，529144

摘要

本文主要研究公差配合在非标设备设计制造中实践应用。文章在进行研究的过程中，对公差配合和非标设备进行理念探讨，同时结合实践探讨公差配合在非标设备设计制造中的具体应用，旨在促进非标设备设计制造发展，提升非标设备设计制造效率。

关键词：公差配合；非标设备；设计制造

在我国工业生产能力逐渐提升的背景下，非标设备设计制造行业已得到了充分的发展。如今，非标设备已经成为自动化工艺的核心设备，对于工业生产自动化运行起到重要作用。但是，对非标设备设计制造技术进行研究发现，部分非标设备设计还存在尺寸误差和质量问题。因此，相关专家经提出公差配合在非标设备设计制造中应用，继而提升非标设备设计制造效率，优化设备生产产量和质量。

1.公差配合与非标设备简要分析

1.1公差配合分析

公差配合可以分为公差和配合，是当前我国工业生产领域中重要的标准化概念，对于机械零件标准化生产有非常重要的影响。

其中公差具体是指机械设备与零件生产过程中，生产标准允许的几何参数变动范围。例如，机械设备零件即可尺寸公差、表面粗糙度公差以及精度公差等参数都属于公差。在机械设备零件生产制造中，公差等[1]级越小，说明对零件和产品的精度要求越高。如今，在我国规范体系中，将公差分为20级，公差值越大代表等级越[2]高，加工精度要求较低，而加工时的难度更小。另外，在我国机械生产制造研究的过程中，相关专家已经根据不同公差设定不同要素。如，几何公差可以包括形状、位置以及方向等不同公差。表面粗糙度需要匹配尺寸和几何公差保持正相关的特征。

配合具体是指公差尺寸相互协调一致的孔和轴公差带之间的关联性。通过对机械生产公差带和孔的位置关联研究，提出过渡配合、过盈配合、间隙配合等类型。在工业生产设计的过程中，需要根据机械设备零件的形状，尺寸等多种参数，完成公差实际配合，最终确保公差配合有效完成，更可以提升公差配合保障措施。

1.2非标设备

非标设备是现代化工业生产中应用的关键设备，该设备具体是指生产加工行业根据实际生产需求或者用途设计制造的一种具有特殊性的机械设备，由于该设备并未列入我国的设备产品目录当中，从而使其设计和制造不具备国家标准规范，生产品量小，一般会以单件形式进行生产。

由于非标设备缺乏具体的标准，从而导致设备和零件制造均受到影响。如，由于缺少标准公差规范，非标设备制造期间极容易出现精度误差，零件配合度较差，从而影响到设备功能。因此，鉴于此种情况，要求非标设备生产设计，应该继续应用公差配合，减少误差，提升设备设计制造效果，继而也能够减少因误差而造成的成本增加情况。

2.公差配合在非标设备设计制造中应用分析

公差配合在非标设备设计中应用非常关键，对于公差配合的非标设备设计应用研究也有非常重要的作用。实际上，鉴于公差配合原理和非标设备的特殊性，本文结合具体情况探讨公差配合在非标设备设计制造中具体应用，根据实践经验认为，二者具体应用应该从选择零部件配合基准值入手、同时完成小批量零件公差配合选择、完成工作流程标准化，从而为非标设备设计制造优化打好基础。

2.1基准制合理选择

公差配合在非标设备设计制造中全面应用，对于非标设备设计制造有非常重要的意义。

基准值在非标设备设计制造中应用主要是指生产过程中，应该强化零部件配合，并且将某个零件作为基准件。设计和制造时，如果某一基准件出现误差，则可以利用公差配合原理，改变其他非基准件来实现偏差调整。可以说，利用基准件控制生产精度，其实是一种中和，平衡的过程，基准件发生偏移，根据其误差对其他零件进行调整，继而形成基准件与其他零件之间的配合，从而形成误差消除。非标设备设计与制造过程中，工作人员通过选择基准及完成零部件之间有效配合，实现生产管控，消除误差。而通过机械设备设计经验来看，可以利用设备结构和制造工艺两大方面选择基准件，在企业生产加工利润最大化的原则下，选择最优的基准件方案，从而保证效益和质量。

研究发现，目前我国选择基准制分别为基准孔和基准轴两种，两种基准制优势不同，应用实际情况不同，对于项目施工有非常重要的作用。基孔制在设计制造非标设备时，主要对刀具尺寸和规格有更多的要求，为优化设计与加工，完成公差配合，消除误差，可以通过减少定值刀具规格和数量的方式完成优化，该种方式下，孔道加工难度虽然比较大，但是利用基孔制能够与轴制相比生产效率更高，生产步骤更加简单，有利于非标设备加工企业提升加工效率，促进加工优化。目前利用基孔制作为公差配合进行非标设备加工生产的方法已经实践应用，并且取得良好的效果，加工过程中，基孔制的公差等级更低，精度更高。例如，本文研究中发现，非标设备采用冷拉钢材作为材料，可以采用基孔制进行加工，加工过程中，按照孔公差精度要求完成整体加工，切削等工艺均满足基孔公差，也就代表生产已经满足整体精度需求。

另外，在生产加工的过程中，如果采用基准轴方式，则需要在加工前，选择滚动轴承的公差配合，滚动轴承之内配置项圈应当选择基孔制的方式，但是滚动轴承外的直径配合应当选择基轴制的方式，如此一来，在工业加工生产的过程中，两种基准制方式结合应用，配合完成管理，对于后续的加工实施起到重要作用，有利于提升非标设备加工效率和精度[1]。

2.2小批量零件公差配合选择[3]

非标设备设计制造时，部分零件为小批量零件，但是零件的作用却不容小觑，但凡出现加工精度误差，也将影响到机械设备加工质量。因此，在进行非标设备设计制造时，非标设备小批量加工也应该根据公差配合原理完成选择，防止小批量零件加工误差。

在选取公差时，需要明确零件的功能要求，包括其在装配过程中承受的力、运动要求以及与其他零件的配合关系等，并考虑到小批量生产的特点，合理选择公差配合可以简化加工工艺，降低制造成本；需要根据零件的功能和装配要求，合理确定零件的公差范围，尽量使得零件之间的配合具有适当的间隙或压缩；根据零件的重要性和功能要求，合理分配公差，使得关键部位的零件配合更加严格，非关键部位的零件配合更加宽松；通过不断调整和优化公差选取，使得零件的装配更加便利，提高装配效率和质量。一般情况下，公差配合需要零件之间保持互换性，从而消除误差。在我国公差配合方法中，将互换性分为不完全互换和完全互换两种形式。完全互换一般适用于大批量零件。而非标设备的小批量零件适合应用不完全互换形式，互换过程中继续应用修配法和调整法两种形式进行公差配合，优化公差配合。

例如，本文研究发现，如果非标设备设计制造过程中，粉末磁芯全自动倒角机齿轮箱设计出现问题，则可以利用公差配合完成具体设计，实施设计管控。在设计制造时，以转轴和齿轮为配合点，利用调整法将转轴、轴承内圈、倒角三者关系进行调整，使三者之间能够形成相对运动，在相对运动后，转轴的运动更加稳定，也能够减少三者因振动和造成的相互影响。另外，在具体进行设计的过程中，时还应当采用木槌装配进行过渡，找到合理的定位位置。此外，还需注意非标设备生产过程中的过盈量，最终实现有效的公差配合[2]。

2.3标准化流程建立

非标设备虽然一般情况下不必量产，但是一个非标设备长时间应用也会出现磨损和故障，为不影响工业生产效率。企业或者工厂备用非标设备极为关键。建立标准化非标设备设计制造流程是针对某企业或者工厂自身而言，是一种冗余设计方法。如，某厂的非标设备设计达到使用要求后，根据经验设定标准化流程，如果已经设计和制造完成的非标设备出现损坏，可以根据标准化流程快速设计和制造新设备，确保工业生产的影响降到最低[3]。

结束语

公差配合在非标设备设计制造中应用也可以通过公差配合选择，配合基准值选择实现，有利于提升非标设备设计制造精度，促进生产发展。

参考文献

[1]朱艳, 段好运. 公差配合在非标设备设计制造中的应用研究[J]. 农业工程与装备, 2022, 49(5):42-44.

[2]陈其. 机械设计与制造中的公差配合及其应用效果[J]. 河北农机, 2021, 000(002):65-66.

[3]谭曼华,王世旺,董旭辉.高精度装配要求下的设备结构设计[J].现代制造技术与装备,2021,57(05):44-46.