滑动配合公差和几何形状

我们已经探索了过盈配合及其所有设计限制，但定位销还有另一个应用：滑动配合。虽然过盈配合会产生严格的装配公差，但滑动配合正好相反——它们可以轻松地为您提供自定位装配，从而在需要紧密对齐时使制造更容易。

滑动配合基础

从“滑动配合”的名称中可以明显看出：零件必须具有最小的装配摩擦。滑动配合的目标是易容易对齐，要求在定位销周围有足够的空间，以便更容易对齐：不要过紧配合。多少是多余的？稍后会详细介绍，但首先，滑动配合的理想用途。

装配设计（DFA）的一条规则是避免紧公差。如果滑动配合仅用于对齐紧密的几何体，我们是否应该重新设计零件以获得更宽松的公差？

是和否。有时，特别是在机械设计中，你不能有理想的宽松公差——发动机缸体上的螺栓头需要正好在那里。定位销非常适合这一点：它们将两个零件保持在正确的对齐位置，允许螺栓位置和孔径周围的宽松公差。

定位销的另一个方便应用是，在保持对齐的同时，需要多次拆卸和重新组装零件。虽然这在消费品中很少见，但在组装工具中却很常见。装配夹具用于在装配操作期间保持零件正确对齐的工具是可从滑动配合定位销中获益的最大领域之一。

放弃传统的公差

对于水平和垂直公差为+/-0.010英寸的孔，孔的偏离中心有多远？直觉回答只有0.010英寸，但这不是我们为角创建一个可接受位置的正方形，在角中，孔可以偏离中心0.014英寸。

额外的0.004看起来很小，但请记住，我们使用定位销是因为零件需要紧密对齐。那么，我们问题的解决方案是什么？

事实上，这不是唯一的问题，对吗？如果销居中，但不垂直，该怎么办？如果孔偏离中心、偏离垂直且不圆怎么办？多少变化是可以的？

滑动配合和 GD&T

公差的黄金标准GD&T（几何尺寸和公差）通过精确地指出设计几何各方面的可接受变化，完全解决了这些问题。虽然GD&T标注看起来像是一种复杂的符号语言，但值得花时间学习，一些基础知识将说明它们在滑动配合销中的必要性。

GD&T对其所有尺寸使用基本公差，这意味着它查看几何图形并描述理想尺寸。但不是引入随机误差（如方形公差区域的情况），而是用其自身的一组可接受公差来调用每个几何特征。

例如，让我们看一个简单的块，它有两个定位销孔，这将使该块在平板上对齐。对于该组件，我们注意块与板垂直，并精确定位。我们需要将这些设计考虑因素转化为公差。

首先，由于制造公差，我们标出了理想的几何图形，零件永远不会是理想的，但这些是起点，然后看看我们可以在块的每个特征中容忍多少变化。（“特征”，在本例中，是指两个孔，但本质上是指能够变化的任何几何体：孔、通道、曲面等。）

查看第一个孔，我们需要指定几个内容：孔位置变化、圆柱度或孔表面变化，以及其垂直程度。但是变化与什么相比呢？底部？另一个洞？太空中某个空灵的固定点？与基准相比。

基准是设计的锚，也是GD&T如此实用的原因。对于我们的第一个孔，我们注意它垂直于试块底部（将位于板上），因此我们将试块底部标记为基准A，并标记孔与基准A的垂直度公差。

我们的第二个关注点是孔的位置（与块的正面和侧面相比，它成为我们的基准B和基准C），它是用真实位置标记的。“真实位置”通过为孔位置提供可接受的变化半径来解决我们的平方问题。

最后，我们关心的是在定位销上滑动的第一个孔，因此它必须是相当圆柱形的，我们使用圆柱度标记可接受的变化，因此我们的第一个公差标注如下图所示。

由于两个销用于对齐，我们知道它们的公差很小，因此两个销之间的对齐程度必须比其他特征更高。我们可以参照底部、正面和侧面为第二个销标记孔，就像第一个孔一样。

但是，一旦几何图形被这样标记，我们还会添加另一个参照第一个孔的详图索引。第一个孔变成了另一个基准，D，我们添加了第二个位置公差，更紧，它调用了孔之间的变化。还有，在不影响配合的情况下，我们的制造团队对几何图形具有尽可能大的公差。

关于几何学的进一步说明

最后，我们可以讨论原始主题：滑动配合应该有多紧？这是整个设计过程中最简单的部分。

要实现真正的滑动配合，唯一的要求是摩擦力不能阻止定位销滑入孔中。理想情况下，这意味着定位销和孔的直径可以相同。然而，在现实中，定位销的尺寸通常超过0.0002英寸，这成为确保间隙孔（滑动配合）的绝对最小尺寸。

除此之外，您应该允许最大的制造差异。如上例所示，这需要查看零件对齐情况，并指定参考配合和功能的公差。但在最低限度上，计划将孔尺寸过大0.0015英寸，以获得间隙配合。

单销钉对齐，这是您的最低要求。对于两个别针，给自己尽可能多的空间。三个针…等等，为什么你有三个针？三个引脚将过度约束您的设计，应避免使用；使用不超过两个销进行对齐。

最后，请记住，如果孔和销的尺寸接近相同，则在留出空间让空气逸出时，装配将更容易，因此在盲孔底部包括一个泄压孔，或者在孔侧面包括一个空气释放地。尤其是当零件要反复组装和拆卸时，这使装配人员的生活更加轻松。

在设计中插入定位销

当螺栓过于松散时，滑动配合销钉可能是您最好的朋友。请记住制造夹具所需的公差和应用，并尝试这些公差和应用，以使您的下一个部件能够自行定位。一旦您完成了公差分析，请尝试我们的CNC加工服务来创建您的原型！