如何在机械设计中选择公差与配合的参数

周升霞66

孔的尺寸

既然传统方式的加工都是圆形加工，孔轴配合的选择就会有基孔制或基轴制的选择了。通常，我们孔的加工是钻孔、铰孔、铣刀直接成型。这样，加工的时候为了方便，我们的尺寸选择方面，就应该选择有现成刀具（钻头、铰刀、铣刀）尺寸的，比如直径14的刀具比较少见，就选择12或15、16的有方便购买的规格，这样，加工成本就很低了，比如选直径30的不选27的，尽管你计算需要27就够了。当然关于孔的尺寸选择，在满足功能的前提下，可以考虑加工成本。
孔的公差

公差方面，这样加工孔（不管是平板上的孔还是圆管上的孔），公差带尽可能选加（正）公差，因为特殊公差的刀具很贵很难买，加工的时候刀具旋转时候的抖动（设备精度之一）就会导致加工出来的尺寸略大于刀具直径。这时候轴的加工就通常是车加工出来的，不受刀具精度限制，所以，基孔制是成本低的选择（就是工艺性好）。
这时候，如果你设计的轴是电机输出轴，那就只能基轴制了，或者是与轴承外圈配合的，也只能选择基轴制的配合。
如何选取配合

配合怎么选呢，就是说间隙配合、过渡配合、过盈配合这三个什么时候选用。简单说来是这样，不重要、不影响装配后的精度（如会有螺丝连接紧固的）选择间隙配合就可以，转动方向是单向、且是连续的工作状态，就是间隙配合即可，至于间隙大小的选择，看装配的难度了，越松就越容易装配。
举个例子，如果是单向间歇运转且转动位移要求精度不高、转速不高的带平键的孔轴配合，也可以选择间隙配合，但是需要有两个90度的相间隔的紧定螺钉紧定定位。如果是有键配合的，其中一个紧定螺钉要锁在平键的上面。
同样是旋转来说，如果是单向间歇旋转的，或者正反向运动的，选择过渡配合，这时候也需要有紧定螺钉，如果是传递较大扭矩的，这时候一般会选择过盈配合了，这通常需要压装甚至热套装配了。
形位公差

形位公差是尺寸公差的补充，所以形位公差带的选择应该是小于尺寸公差的，否则就没有意义了。
形位公差，一定要理解形位公差的意义，这时候你才能做出正确的选择和需要控制的内容和尺度。
比如一个工件，宽度的公差是0.2mm，那么这个宽度两边的平面如果给个平行度要求，那就需要小于0.2mm，否则就失去意义了，很多时候，这个宽度的公差要求并不高，但是平行度要求很高，可能会是0.05mm，那么这个这个平行度就很重要了，通常是对装配有重要影响的。
粗糙度

这东西更悬，我也是很久才懂得。通常，一般的机械加工基本达到12.5，对机加工来说，这是比较粗糙的了，这种要求，对外观要求不高可以采用，我建议做普通加工件的未注要求可以，比如钣金件的剪板机剪切口等，个人认为没有什么（公差）要求的可以采用这个值，如果好一些就6.3，这些车、铣、都能容易达到，3.2、1.6、或更小粗糙度就需要磨加工了，这意味着成本上升，所以，如果没有更高要求，3.2以内就好了，3.2的公差带需要0.01的精度等级用了，0.05的6.3也可以。
问题是，为什么要做的那么光，这涉及到有效接触面的大小，和紧固、耐磨、受力有直接关系。像我这里加工的轴承滚子接触的面，需要超精加工，其实就是抛光处理，目的就是获得更好更均匀的受力。机械密封方面也是这样需要粗糙度要求较高。