負(fù)公差產(chǎn)生的原因及其危害

文/張衛(wèi)國

公差是指產(chǎn)品實(shí)際參數(shù)值的允許變動(dòng)量。參數(shù)，既包括機(jī)械加工中的幾何參數(shù)，也包括物理、化學(xué)、電學(xué)等學(xué)科的參數(shù)。對(duì)于機(jī)械制造來說，制定公差的目的就是為了確定產(chǎn)品的幾何參數(shù)，使其變動(dòng)量在一定的范圍之內(nèi)，以便達(dá)到互換或配合的要求。而負(fù)公差是指產(chǎn)品的尺寸范圍小于公差允許的數(shù)值，生產(chǎn)商出于商業(yè)利益而故意把尺寸做小，且借用了負(fù)公差的概念。負(fù)公差供貨的產(chǎn)品在安全上具有很大的隱患。

一、幾何參數(shù)的公差分類

尺寸公差，指允許尺寸的變動(dòng)量，即最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對(duì)值。

形狀公差，指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量，包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度6個(gè)項(xiàng)目。

位置公差，指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)全量，它限制零件的兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)、線、面之間的相互位置關(guān)系，包括平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對(duì)稱度、位置度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)8個(gè)項(xiàng)目。

二、公差及設(shè)定公差需要滿足的要求

任何產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中均會(huì)產(chǎn)生偏差，即上下浮動(dòng)的范圍。這個(gè)范圍是由生產(chǎn)方法以及設(shè)備的精度決定的。但是什么樣的偏差可以滿足要求，什么樣的偏差不能滿足要求，則需要一個(gè)管理基準(zhǔn)。作為加工人員來講，需要設(shè)計(jì)人員來給出一個(gè)設(shè)計(jì)需要的可接受的偏差范圍，即為公差。從生產(chǎn)上來講產(chǎn)生差異叫偏差，而設(shè)計(jì)人員給定的允許偏差叫公差。

可以更簡單一點(diǎn)來理解：尺寸100±1是個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而±1則是生產(chǎn)管理基準(zhǔn)，生產(chǎn)的實(shí)際管理是按99-101來管制的，與100基本上不會(huì)有太大關(guān)系。 如尺寸 100（-1，-3），100仍然是個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而生產(chǎn)實(shí)際的管理基準(zhǔn)是97-99之間，或者可以說，生產(chǎn)基準(zhǔn)是98，管理目標(biāo)值是±1。

公差設(shè)定需要滿足產(chǎn)品的制造能力，如果產(chǎn)品的制造能力達(dá)不到公差設(shè)定的要求，公差設(shè)定得再高也沒有意義；通過公差分析，設(shè)定的公差應(yīng)當(dāng)滿足產(chǎn)品的裝配、功能、外觀和質(zhì)量等要求；公差與產(chǎn)品的成本相關(guān)，公差越嚴(yán)格，產(chǎn)品成本就越大，在滿足以上要求的前提下，公差越寬松越好；合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品特征，可以比較寬松地要求設(shè)定公差，從而降低產(chǎn)品成本。

三、公差的應(yīng)用

在機(jī)器的組裝過程中常常會(huì)用到配合公差。配合公差是指一對(duì)組成配合的孔、軸公差之和。它是允許間隙或過盈的變動(dòng)量。孔和軸的公差帶大小和公差帶位置組成了配合公差?？缀洼S配合公差的大小表示孔和軸的配合精度?？缀洼S配合公差帶的大小和位置表示孔和軸的配合精度和配合性質(zhì)。配合公差的大小等于公差帶的大?。慌浜瞎顜Т笮『臀恢脹Q定了配合性質(zhì)。從這個(gè)意義上來說，公差是“由配合需求來決定的”。

四、什么是負(fù)公差

負(fù)公差是一個(gè)廣泛用于商業(yè)的潛規(guī)則用語，專門用于商業(yè)用途的負(fù)公差通常指的是尺寸公差。

在企業(yè)機(jī)械設(shè)備和鋼材等生產(chǎn)資料的采購過程中，常常會(huì)遇到此種情況：同樣的東西，價(jià)格卻差了好多。除其他原因外，負(fù)公差的存在是主要原因之一。

例如：100噸鋼材按國家標(biāo)準(zhǔn)供貨，可實(shí)際供多少噸，這個(gè)答案不是唯一的。因?yàn)閲覙?biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鋼材交貨驗(yàn)收有按實(shí)際重量稱重交貨和按理論重量檢尺交貨兩種方式。

檢尺交貨，是指在鋼材的截面尺寸符合國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，按截面面積×長度×鋼材的比重，得出鋼材的重量。由于鋼材的截面面積計(jì)算起來比較麻煩，所以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都給出每米鋼材的重量。交貨時(shí)只需按根數(shù)計(jì)算即可（一般都是定尺交貨）。但是，如果截面面積變小，一噸按理論重量檢尺交貨的鋼材實(shí)際重量就會(huì)出現(xiàn)偏差（媒體曝光的瘦身鋼材就是例證）。既然同樣的一噸鋼材按檢尺可少交貨，價(jià)格自然就降下來了?？墒?，合同上往往都注明按國家標(biāo)準(zhǔn)供貨，所以文章就做在公差上了。

其本質(zhì)就是，一個(gè)尺寸為100±1的物體，100是個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而±1則是生產(chǎn)管理基準(zhǔn)，生產(chǎn)的實(shí)際管理是按99～101來控制的。在實(shí)際加工中，通常稱這個(gè)±1為公差，+1為正偏差、-1為負(fù)偏差。如果生產(chǎn)者把尺寸做到99～101之間任意數(shù)值，都是合格的。生產(chǎn)者出于商業(yè)利益把尺寸故意做小，且借用了負(fù)偏差的概念，即為負(fù)公差。

顯而易見，產(chǎn)品的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)差異產(chǎn)生了負(fù)公差的概念。那么，一噸鋼材是多少？如果按標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸計(jì)算重量，而實(shí)際上做小點(diǎn)，就可以產(chǎn)生一噸鋼材按檢尺交貨實(shí)際只有980KG重或更少的現(xiàn)象。如工地上的瘦身鋼材、生活中的不銹鋼制品、偽劣電纜電線的銅芯、薄壁焊管、高速公路的護(hù)欄等，都是常見的負(fù)公差產(chǎn)品。

五、負(fù)公差產(chǎn)品的危害

1.影響設(shè)備的強(qiáng)度。按設(shè)備受力設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，計(jì)算基礎(chǔ)是鋼材正常尺寸。

2.影響設(shè)備的互換。尺寸太小或太大了，如螺紋口不易裝配。

3.影響設(shè)備的運(yùn)行。井下鋼軌的負(fù)公差會(huì)造成運(yùn)輸車輛掉道，對(duì)巷道安全影響大。

4.影響設(shè)備的配合?？缀洼S的公差帶大小和公差帶位置組成了配合公差，間隙大小影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.影響設(shè)備的定位。尺寸公差影響形狀公差、位置公差的準(zhǔn)確可靠。

6.影響設(shè)備的效率。電纜電線銅芯的質(zhì)量問題曾造成國家電網(wǎng)的巨大損失。

負(fù)公差的最大隱患在于人們對(duì)其存在的不知情。由于負(fù)公差產(chǎn)品是以合格的國標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)入企業(yè)的，所以通常認(rèn)為在使用中是沒有問題的，就未從意識(shí)上加以防范。如常用的鋼軌、花紋板、井下支護(hù)用鋼材、電纜、運(yùn)輸帶等等。在當(dāng)前特別強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)的形勢(shì)下，負(fù)公差應(yīng)當(dāng)引起我們警覺，采取相應(yīng)措施加以防范。