负公差产生的原因及其危害

文/张卫国

公差是指产品实际参数值的允许变动量。参数，既包括机械加工中的几何参数，也包括物理、化学、电学等学科的参数。对于机械制造来说，制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数，使其变动量在一定的范围之内，以便达到互换或配合的要求。而负公差是指产品的尺寸范围小于公差允许的数值，生产商出于商业利益而故意把尺寸做小，且借用了负公差的概念。负公差供货的产品在安全上具有很大的隐患。

一、几何参数的公差分类

尺寸公差，指允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。

形状公差，指单一实际要素的形状所允许的变动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。

位置公差，指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系，包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。

二、公差及设定公差需要满足的要求

任何产品在生产过程中均会产生偏差，即上下浮动的范围。这个范围是由生产方法以及设备的精度决定的。但是什么样的偏差可以满足要求，什么样的偏差不能满足要求，则需要一个管理基准。作为加工人员来讲，需要设计人员来给出一个设计需要的可接受的偏差范围，即为公差。从生产上来讲产生差异叫偏差，而设计人员给定的允许偏差叫公差。

可以更简单一点来理解：尺寸100±1是个设计基准，而±1则是生产管理基准，生产的实际管理是按99-101来管制的，与100基本上不会有太大关系。 如尺寸 100（-1，-3），100仍然是个设计基准，而生产实际的管理基准是97-99之间，或者可以说，生产基准是98，管理目标值是±1。

公差设定需要满足产品的制造能力，如果产品的制造能力达不到公差设定的要求，公差设定得再高也没有意义；通过公差分析，设定的公差应当满足产品的装配、功能、外观和质量等要求；公差与产品的成本相关，公差越严格，产品成本就越大，在满足以上要求的前提下，公差越宽松越好；合理设计产品特征，可以比较宽松地要求设定公差，从而降低产品成本。

三、公差的应用

在机器的组装过程中常常会用到配合公差。配合公差是指一对组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙或过盈的变动量。孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。配合公差的大小等于公差带的大小；配合公差带大小和位置决定了配合性质。从这个意义上来说，公差是“由配合需求来决定的”。

四、什么是负公差

负公差是一个广泛用于商业的潜规则用语，专门用于商业用途的负公差通常指的是尺寸公差。

在企业机械设备和钢材等生产资料的采购过程中，常常会遇到此种情况：同样的东西，价格却差了好多。除其他原因外，负公差的存在是主要原因之一。

例如：100吨钢材按国家标准供货，可实际供多少吨，这个答案不是唯一的。因为国家标准规定，钢材交货验收有按实际重量称重交货和按理论重量检尺交货两种方式。

检尺交货，是指在钢材的截面尺寸符合国家标准的情况下，按截面面积×长度×钢材的比重，得出钢材的重量。由于钢材的截面面积计算起来比较麻烦，所以相关标准都给出每米钢材的重量。交货时只需按根数计算即可（一般都是定尺交货）。但是，如果截面面积变小，一吨按理论重量检尺交货的钢材实际重量就会出现偏差（媒体曝光的瘦身钢材就是例证）。既然同样的一吨钢材按检尺可少交货，价格自然就降下来了。可是，合同上往往都注明按国家标准供货，所以文章就做在公差上了。

其本质就是，一个尺寸为100±1的物体，100是个设计基准，而±1则是生产管理基准，生产的实际管理是按99～101来控制的。在实际加工中，通常称这个±1为公差，+1为正偏差、-1为负偏差。如果生产者把尺寸做到99～101之间任意数值，都是合格的。生产者出于商业利益把尺寸故意做小，且借用了负偏差的概念，即为负公差。

显而易见，产品的计量标准差异产生了负公差的概念。那么，一吨钢材是多少？如果按标准截面尺寸计算重量，而实际上做小点，就可以产生一吨钢材按检尺交货实际只有980KG重或更少的现象。如工地上的瘦身钢材、生活中的不锈钢制品、伪劣电缆电线的铜芯、薄壁焊管、高速公路的护栏等，都是常见的负公差产品。

五、负公差产品的危害

1.影响设备的强度。按设备受力设计的强度，计算基础是钢材正常尺寸。

2.影响设备的互换。尺寸太小或太大了，如螺纹口不易装配。

3.影响设备的运行。井下钢轨的负公差会造成运输车辆掉道，对巷道安全影响大。

4.影响设备的配合。孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差，间隙大小影响正常运转。

5.影响设备的定位。尺寸公差影响形状公差、位置公差的准确可靠。

6.影响设备的效率。电缆电线铜芯的质量问题曾造成国家电网的巨大损失。

负公差的最大隐患在于人们对其存在的不知情。由于负公差产品是以合格的国标产品进入企业的，所以通常认为在使用中是没有问题的，就未从意识上加以防范。如常用的钢轨、花纹板、井下支护用钢材、电缆、运输带等等。在当前特别强调安全生产的形势下，负公差应当引起我们警觉，采取相应措施加以防范。