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公差配合在機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造的應(yīng)用

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公差配合在機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造的應(yīng)用

摘要:作為工業(yè)領(lǐng)域中具備較高重要性及價值的一部分,機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展質(zhì)量高低,可將國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平較為直觀的展現(xiàn)出來。因此,對機(jī)械設(shè)計及制造加以深入的研究和分析至關(guān)重要。本文主要圍繞公差合在機(jī)械設(shè)計機(jī)械制造中的應(yīng)用展開了探討,其中,提出了一些相關(guān)的公差配合選擇和應(yīng)用策略,以期為有關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞:公差配合;機(jī)械設(shè)計;機(jī)械制造;應(yīng)用

一、公差配合在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

從某種意義上來講,公差配合對機(jī)械設(shè)計產(chǎn)品的壽命長短及使用性能的高低存在決定性影響。在具體實施機(jī)械設(shè)計操作的過程中,需要基于產(chǎn)品的現(xiàn)實狀況對公差配合進(jìn)行具體的選擇和應(yīng)用操作,同時以最適宜的角度進(jìn)行考量,選擇出可創(chuàng)造出更多經(jīng)濟(jì)效益的公差配合。對于各部分的零件及零件的各個部分,使用的公差配合擇選方式均具有較大的差異性。針對配合件來講,需要對實際應(yīng)用何種類型的配合及基準(zhǔn)制加以有效考量和分析。就基準(zhǔn)的選擇來講,應(yīng)重視對優(yōu)先選擇基準(zhǔn)孔提起高度重視,個別特殊情況下也可以應(yīng)用基準(zhǔn)軸。而就配合來講,可以考慮對類比法加以有效應(yīng)用。其中,需要對優(yōu)先配合進(jìn)行優(yōu)先考慮,隨后再考慮普通配合。[1]例如,在設(shè)計石油鉆井機(jī)械設(shè)備時,針對公差配合的設(shè)計,便不能依據(jù)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的擇選操作。究其原因,此類設(shè)計的應(yīng)用環(huán)境具備較高的惡劣性,因此在實際設(shè)計此類設(shè)備時,需要同時對耐用性及經(jīng)濟(jì)性加以重點考量。具體而言,即為在合理選擇配合公差的基礎(chǔ)上,對設(shè)備鏈輪及配合操作實施過程中齒輪承受的實際負(fù)荷等加以有效分析。由于所受荷載的大小存在較大差異性,設(shè)備的公差配合也存在較為明顯的不同。如,倘若公差配合較大,可以應(yīng)用H8/k7;倘若公差配合較小,則可以應(yīng)用H7/p6。但在對軸及鍵等配合公差實施具體擇選的過程中,應(yīng)重視對相應(yīng)零件的實際特點加以充分考量,有助于確保所擇選偏差值的合理性。例如,對平鍵的高度或者寬度的機(jī)械偏差值加以有效明確等。同時,在選擇車床夾具公差時,既應(yīng)重視結(jié)合所規(guī)定的公差配合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),也應(yīng)基于實用性及經(jīng)濟(jì)性等角度進(jìn)行考量,有助于提升選擇的科學(xué)性。

二、公差配合在機(jī)械設(shè)計及制造其他方面的應(yīng)用

(一)設(shè)備維護(hù)

基于國家機(jī)械設(shè)計及制造領(lǐng)域發(fā)展速度的不斷加快,現(xiàn)如今,該領(lǐng)域已經(jīng)建立起了一套實效性相對較高的配合選用標(biāo)準(zhǔn)。同時,國家也相繼制定出了有關(guān)的選擇標(biāo)準(zhǔn)。配合中出現(xiàn)頻率較高的方式具體有計算法及類比法等。其中,類比法主要指依據(jù)現(xiàn)存的公差等級,在充分考量零件制造工藝特點等的基礎(chǔ)上,對工程的等級加以有效的分析及對比。具體的流程為:按照所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對配合的類別加以確定;了解和掌握實際應(yīng)用的配合方法;按照現(xiàn)實工作情況針對配合的松緊實施合理調(diào)整,并明確最后的配合方式。[2]此類方式是現(xiàn)如今應(yīng)用較為廣泛的配合挑選方式之一。究其原因,應(yīng)用實驗法需要投入較多的經(jīng)濟(jì)成本,且該方法的周期也相對較長;計算法具有的復(fù)雜性相對較高,在應(yīng)用過程中通常涉及到大量的計算,便捷性較低。因此,對這兩種方式的應(yīng)用較少。此外,在具體實施配合擇選操作的過程中,還需要嚴(yán)格參考如下原則:首先,重視對基孔制加以優(yōu)先利用。但在具體實施各環(huán)節(jié)生產(chǎn)操作的過程中,還應(yīng)注重充分考量現(xiàn)實情況,有助于創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。其次,區(qū)別無需應(yīng)用零件的加工方法。在實際選擇公差配合的過程中,對零件的現(xiàn)實加工情況應(yīng)進(jìn)行充分考量。例如基于現(xiàn)實的加工需求,實施科學(xué)的配合調(diào)整操作,以促使加工對配合造成的影響大幅度減小,有助于促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提升。最后,針對更換頻率較高的零件,可應(yīng)用松度較高的配合,針對更換難度較大、頻率較低的零件,可應(yīng)用緊度較大的配合。例如,就制漿造紙設(shè)備而言,由于其運行環(huán)境多較為惡劣,一般需要即為頻繁的進(jìn)行零件更換操作,更重要的是在購買此類設(shè)備時并不會提供相應(yīng)的裝配圖紙。所以,在對其實施具體維修操作的過程中,應(yīng)重視合理選擇配合的種類,并在充分考量現(xiàn)實情況的基礎(chǔ)上實施具體的公差配合擇選及應(yīng)用操作。具體而言,在進(jìn)行相應(yīng)操作的過程中,需要考量的因素包括:第一,配合部位裝配方式及受力狀況。就制漿造紙設(shè)備來講,倘若需要單純依靠配合面的彈力實施相應(yīng)的扭矩傳遞操作,需要選擇過盈配合方式。其中,應(yīng)重視的為,倘若所傳遞的扭矩大小相同,而其零件使用的裝配方法具有差異性,那么相應(yīng)的配合方式也會有所不同;倘若單純利用配合面發(fā)揮相應(yīng)的定心職能,則可以選擇如H7/H6一樣的配合。第二,需要對零件裝配的困難程度加以充分考量,倘若所擇選配合的過盈量較大,那么其拆卸及配合的難度通常會較大,會對造紙廠后期實施的各環(huán)節(jié)維護(hù)操作產(chǎn)生較大的影響。

(二)個體零件生產(chǎn)

在生產(chǎn)個體零件的過程中,需要重視的擇選內(nèi)容包括公差的值、項目等。在具體實施機(jī)械的設(shè)計及制造操作時,選擇公差項目即為選擇結(jié)合項目,包括長度及直徑等。具體實施選擇操作的過程中,也應(yīng)重視考量如下原則:參考檢測對象具有的幾何性質(zhì),并基于實用性及經(jīng)濟(jì)性的角度,對相應(yīng)對象的使用價值進(jìn)行分析。在具體選擇公差值及公差等級時,應(yīng)用較為廣泛的方式為類比法,但在使用的同時,也需要以有效滿足相應(yīng)的基本需求為前提,盡量選擇一些數(shù)值較大以及等級較低的公差,如此一來,才可以確保根據(jù)圖紙生產(chǎn)的孔具及軸等存在較高的配合性。[3]此外,倘若生產(chǎn)零件的數(shù)量較多,可以利用擋塊對加工的尺寸實施有效控制。在具體實施相應(yīng)加工操作的過程中,僅需要將加工對象的尺寸分布關(guān)鍵點調(diào)整至公差帶中心即可,有助于確保所生產(chǎn)零件的整體質(zhì)量。同時,基于較多的生產(chǎn)實踐表明,雖然機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)的誤差是隨機(jī)的,但此類誤差值和相應(yīng)的正態(tài)分布規(guī)律較為相符。就單個零件的生產(chǎn)來講,可通過有效采取人工手段的方式對零件的尺寸加以控制。例如,操作人員會在對孔實施加工操作時,將其尺寸控制在最小的極限值處;在對軸實施加工操作時,將其尺寸控制在最大的極限值處。換而言之,僅有針對大量零件的生產(chǎn)來講,其零件的尺寸才和正態(tài)分布規(guī)律相符,且其零件配合也符合此規(guī)律,這表示在針對大量零件實施生產(chǎn)操作的過程中,出現(xiàn)極限配合尺寸的可能性為零,但單個零件的生產(chǎn)操作基于人為控制操作的影響。因此,從理論角度上來講,此類生產(chǎn)操作實施的過程中是存在出現(xiàn)極限配合尺寸的可能的。

三、結(jié)語

綜上所述,基于國家科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,以及長時間的探索及實踐,我國的機(jī)械設(shè)計及制造行業(yè)在技術(shù)研究方面取得了諸多較為可觀的發(fā)展成果,但照比其他發(fā)達(dá)國家來講,依舊存在較大差距。所以,我們理應(yīng)重視對相關(guān)方面的研究進(jìn)行更為深入的探索,合理吸收和借鑒其他優(yōu)秀經(jīng)驗,總結(jié)前人實踐經(jīng)驗,有助于推進(jìn)國家機(jī)械制造領(lǐng)域的長遠(yuǎn)、穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn):

[1]王柏森,李遠(yuǎn)航,范素香.基于SolidWorks的機(jī)械式工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行裝置的設(shè)計與實現(xiàn)[J].河南科技,2018(14):1-2.

[2]侯杰,朱繼宏,張衛(wèi)紅.考慮機(jī)械連接載荷和疲勞性能的裝配結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法[J].科學(xué)通報,1-8.

[3]李俊,仝軍營,劉洋.冶金機(jī)械的綠色設(shè)計新理念與高端制造新技術(shù)研究[J].世界有色金屬,2018(20):56+58.

作者:邊東巖 單位:濮陽市高級技工學(xué)校