为什么要抬高用于配合零件的面？

在装配中设计机械零件时，有时配合面是凸起的面。我被告知要提供更好的密封效果。但是，对于管道（法兰），似乎已经达成共识，即凸面法兰不提供任何额外的密封功能，而与制造方法（锻造与铸造）更多有关。

我的问题并不一定仅适用于管道法兰，而是通常用于零件设计。是否需要在配合零件上以及何时（总是，有时等）使用凸起的表面？

通常，您将抬高配合面以使其更易于加工。

将表面抬高到周围材料的上方意味着您不必担心工具会与特征的边缘碰撞，并且很直观的是，撇开凸起的表面比加工凹入的凹坑更简单，而且可以最大程度地减少数量您需要去除的材料。

同样，如果要加工带有一些“肉”的凸起表面，则可以专注于表面光洁度和平面度，而不必过多担心精确的切削深度，并且如果需要重新加工零件，可以使用一些材料进行加工在原始制造或使用中的维护/修理期间。

凸起的表面还意味着配合零件的整体尺寸可能不太精确，因为稍大一些的零件只会重叠而不会干扰任何东西。

在很多情况下，这样做都是出于精度考虑。

例如，发动机缸体通常是砂铸的。铸造母盘中的所有配合面都做得过大，目的是稍后将它们铣削到最终尺寸。由于铣削比铸造精度高出几个数量级，因此在需要的情况下，可以产生更一致的结果，同时保持较低的铸造工艺总成本。

必须设计两部分配合的组件上需要提供密封的表面，以使密封件充当密封件。尽管这听起来很明显，但似乎逃脱了太多的设计师，并且试图依靠接缝材料的性能的设计也太普遍了。尽管这种设计在新的时候可能会起作用，但是“接合材料的属性”通常是随时间变化的，墨菲（Murphy）确保在大多数情况下，变化是在不希望的方向上进行的。（在许多情况下，“硅橡胶”是一个例外。如果这些橡胶最初密封并使用与接头材料正确匹配的材料，则使用寿命通常不超过20年。）

在针对压力差进行密封的情况下，简单的观点是，密封表面上来自管道中材料的每单位面积的力必须低于所有密封压力源所施加的每单位面积的力。该句子听起来可能很奇怪，但用这种方式写成，因为可能有多个密封压力源。

密封压力的明显来源是保持连接的螺栓。
确保螺栓“ psi”（lbf / in ^ 2，Pa，...）最大化的一种明显方法是最小化面积，以便在给定螺栓力的情况下“有更多的压力可绕”。

凸起的法兰允许设计正式的密封区域，并最大程度地减少密封区域。
没有这样的凸起区域，密封psi会降低。

有关：

施加密封压力的另一种不太明显且极其有用的方法是使用内部压力来产生其自身的密封力。这是“ O形圈”使用的原理，“ O形圈”使用压差使柔性环变形，以使密封psi超过同一压力源的泄漏psi。尽管可以通过遵循标准规则和表格轻松地设计O形圈，但实际上它们确实涉及到了非常神奇的事情，许多看起来采用O形圈的低成本设计实际上只是使用了柔软材料制成的压扁环。真正的O形密封圈和少量挤压的橡胶之间的区别是正确的设计和制造以及相对较小的额外费用。性能上的差异是无与伦比的。