如果一个系统中某一组件出现故障,舍弃整个系统将会造成巨大的浪费。为此,更换组件至关重要,以确保系统正常运行并满足性能要求。这就是公差与配合的重要性所在。
为满足机械制造中组件的互换性要求,生产组件的尺寸必须位于公差范围内,这就是产品标准化。在系统组装过程中,尺寸相近、相配合的孔和轴的公差带之间的关系称为配合。
国家标准针对孔与轴的配合规定了两种基准制:
1.基孔制
公差带基本偏差固定的规定孔,与不同基本偏差的轴构成各种配合的一种制度称为基孔制。也就是说,在相同的基本尺寸配合中,固定孔的公差带位置,通过调整轴的公差带位置实现不同配合。这就是所谓的已知孔,配轴。如图 a 所示。
基孔制的孔称为基准孔。国家规定基准孔的下偏差为 0,“H”为基准孔的基本偏差。
2.基轴制
公差带基本偏差固定的规定轴,与不同基本偏差的孔构成各种配合的一种制度称为基轴制。也就是,在相同的基本尺寸配合中,固定轴的公差带位置,通过调整孔的公差带位置实现不同配合。这就是所谓的已知轴,配孔。如图 b 所示。
基轴制的轴称为基准轴,国家规定基准轴的上偏差为 0,“h”为基准轴的基本偏差。
基本偏差
3.基准制选择原则
如何选择基准制呢?
选择基准时,应综合考虑产品结构、加工工艺、经济性等方面。
a.一般情况下,优先选择基孔制。
因为孔比轴更难加工。设计时,为了减少定制刀具和量具的规格与种类,方便生产,提高经济性,应优先采用基孔制。
b.采用冷拔棒料直接作为轴时,采用基轴制。
机械制造中,采用具有一定公差等级的冷拉圆钢作为轴,其外径无需切削加工即可满足使用要求时,应采用基轴制。这在技术和经济上都是合理的。
c.在同一基本尺寸的轴上不同部位装配几个不同配合要求的孔件时,应采用基轴制。
例如,活塞连杆机构中,活塞销与活塞孔采用过渡配合,而连杆与活塞销采用间隙配合。若采用基孔制,活塞销将加工成台阶状,不便于加工,也不利于保证装配质量。而若采用基轴制,活塞销可加工成光轴,孔加工成台阶状,方便加工和组装。
d.与标准件相配合时,基准制的选取应根据标准件。
例如,滚动轴承外圈与箱体上的基座孔配合时,必须采用基轴制,而轴承内圈与轴承配合时,必须采用基孔制。
e.为满足装配要求,必要时可采用任何适当的孔和轴公差带组成非标准配合。
选择基准制的原则就是经济、简单、好用。