工程配合是指两个机械零件通过不同的公差和尺寸设计，使其在装配过程中能够保持适当的配合关系，以保证零件间的功能、运动、位置或紧固等要求。配合的目的是确保装配后零件的正常运作，同时还要满足承载能力、运动精度、装配方便性等多方面的需求。

工程配合的原理通常基于尺寸公差、间隙、摩擦、负载等因素的合理设计，确保零件在使用过程中能良好配合，既不松动，也不过紧，避免由于过度紧固或松动造成的磨损或失效。

配合基准：孔基准与轴基准系统

孔-轴基准系统是工程配合中常用的标准，分为孔基准系统和轴基准系统两种。两者的区别在于，基准零件的尺寸固定，而另一零件的尺寸则根据配合要求进行调整。例如，在轴基准系统中，轴的直径固定，而通过调整孔径来实现配合。

在这两种系统中，孔基准系统应用最为广泛，因为相较于加工孔径，控制轴的直径更为便捷和经济。然而，轴基准系统在某些特殊情况下仍然适用。例如，当调整轴径不可行（如经过质量平衡的高速旋转轴），则需要通过调整孔径来确保配合要求。

工程配合类型

当零件紧密配合且能够承受较大载荷时，这种配合称为过盈配合。相反，如果零件之间仍保持一定接触力，但无法承受较大载荷，则属于过渡配合。而间隙配合则是指零件之间存在一定的间隙，以确保装配过程中具有足够的活动空间。

1. 过盈配合

过盈配合是指通过较高的摩擦力使配合件紧密结合，因此也称为压入配合或干涉配合。其主要特点是负间隙，即配合件的尺寸存在一定程度的相互挤压，导致接触面发生微小变形。例如，在孔轴配合中，孔的直径略小于轴的直径，需借助液压机或锤击等方式将轴强行压入孔内。

另一种常见的过盈配合法是收缩配合。该方法通过加热或冷却其中一个零件，使其热胀或冷缩，暂时改变负间隙为正间隙，然后迅速装配，待温度恢复正常后，形成牢固的过盈配合。

一般而言，过盈配合的典型间隙范围在**-0.001mm 至 -0.042mm**。根据紧密程度，过盈配合可分为以下几种：

压入配合：轻度过盈配合，负间隙较小，适用于中等强度的连接。驱动配合：中等强度的过盈配合，能够承受一定载荷，通常需要冷/热压装配。强制配合：强度最高的过盈配合，几乎都是永久性连接，安装时需要严格控制公差，以防止零件损坏。

应用场合：

过盈装配配合：用于需要承受高负载的部件，如齿轮、法兰和轴承等。中等过盈配合：适用于需要较强联接并承受高负载的零件，如传动部件和固定组件。强制配合：用于永久性装配，通常要求较高的装配力，且装配后不可拆卸。

2. 间隙配合

间隙配合的特点是正间隙，即配合件之间存在微小的间隙，使得装配后仍然具有一定的活动空间。这种配合常用于需要自由运动但仍需保持相对固定的零部件，例如铰链销与框架，确保组件既可自由转动，又不会松脱。

间隙配合的典型间隙范围在+0.025mm 至 +0.089mm，常见类型包括：

松滑配合：间隙较大，零件可自由滑动或旋转，适用于低精度或需要较大活动范围的组件。自由配合：类似于松滑配合，但可适应较高的运动速度，并允许零件因热膨胀而轻微变化，但定位精度较低。紧滑配合：定位精度较高，即使在高温和高速运动环境下仍能保持稳定的运行。滑动配合：高精度配合，间隙控制严格，仅允许沿滑动方向自由运动，其他方向的自由度被限制。定位配合：超高精度配合，间隙极小，需要润滑才能保证平稳运动，主要用于精密定位场景。

应用场合：

松间隙配合：适用于需要零件能够自由转动或滑动的应用，如轴承、螺栓和螺母配合。自由间隙配合：用于低速旋转或间歇性转动的零件，如气缸-活塞组件。紧间隙配合：用于固定位置的零件，允许一定的运动但不影响定位精度。

3. 过渡配合

过渡配合介于过盈配合和间隙配合之间，具体表现为可存在微小的正间隙或负间隙，具体取决于装配要求。

如果存在负间隙（类似过盈配合），则配合强度较低，不适用于高载荷环境；如果存在正间隙（类似间隙配合），则零件之间的活动量较小，能够在保持精确定位的同时避免过大的机械应力。

过渡配合的典型间隙范围在+0.023mm 至 -0.018mm，常见类型包括：

类似配合：极轻微的正/负间隙，通常仅需借助橡胶锤轻敲即可完成装配。固定配合：比类似配合稍紧，需要使用压力机进行装配，确保连接稳固可靠。

应用场合：

定位过渡配合：用于需要精确定位的组件，例如齿轮、刹车盘等。轻微干涉过渡配合：用于载荷较小、相对运动较少的部件，如电机轴和固定装置。

不同类型的配合在工程应用中各有侧重，选择适当的配合方式对于确保机械组件的性能和可靠性至关重要。

如何实现配合的尺寸公差？

从上述讨论可以看出，尺寸公差对于精确的工程配合至关重要。然而，将配合零件制造在要求的尺寸公差范围内是一项技术要求较高的任务。

通常，尺寸公差限制会通过合适的几何尺寸与公差（GD&T）符号在工程图纸中标明。GD&T（几何尺寸与公差）设定了从理想几何形状到实际几何形状的偏差范围。因此，制造商必须确保零件在这些公差限制内生产。

制造商可以采用多种技术来实现这一目标，常见的包括：

CNC精密加工：CNC机床具有卓越的精度，可达到±0.001毫米。通过使用合适的刀具和夹具，操作者可以制造出符合工程配合要求的精确零件。

磨削加工：磨削是超精密制造的首选方法，其加工精度可达到±0.25微米。对于一些关键应用，例如强制过盈配合，这类公差要求非常常见。

扩孔加工：扩孔是一种专门用于孔加工的方法。由于孔是工程配合中常见的配合组件，扩孔技术在此值得一提。作为一种精密方法，它去除的材料量极小，能有效将孔的尺寸控制在机械配合所需的严格公差范围内。

通过这些技术手段，制造商能够确保零件在配合过程中符合严格的尺寸公差要求，从而确保机械系统的性能和稳定性。

总结

工程配合通过精确控制零件间的尺寸公差，确保机械部件能够准确、可靠地组装和运作。三种配合类型：过盈配合、过渡配合和间隙配合，在轴（齿轮、滑轮和轴承）、机床滑轨、离合器等各种产品中都发挥着重要作用，提供不同程度的紧密度、自由度和承载能力。同时，实现这些配合要求需要先进的制造技术和精密的加工方法，以保证机械系统的稳定性、精度和高效性。