【CNC加工】產(chǎn)品加工如何選擇正確的公差？

2024-03-06

如何選擇正確的產(chǎn)品公差？

選擇正確的公差對(duì)于所有項(xiàng)目都非常重要，它影響著產(chǎn)品未來的應(yīng)用能力，也影響著交貨時(shí)間和價(jià)格。

設(shè)計(jì)師和工程師會(huì)在圖紙規(guī)格中說明公差要求，以控制工件的各種角度、尺寸和形狀。然而，為零件的每一個(gè)特征都添加控制公差要求既費(fèi)事又費(fèi)力，這也是為什么現(xiàn)在很多制造廠家會(huì)采用標(biāo)準(zhǔn)化的國際體系公差標(biāo)準(zhǔn)。（詳情可參閱CNC加工的公差標(biāo)準(zhǔn)頁）。

全球多個(gè)國家及地區(qū)的制造廠家均采用ISO體系作為生產(chǎn)的公差標(biāo)準(zhǔn)。ISO 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)規(guī)定了加工工藝內(nèi)常用的幾何形狀特征公差，并進(jìn)一步按公差控制水平區(qū)分出不同的類別和質(zhì)量等級(jí)。

通用公差標(biāo)準(zhǔn)能簡化設(shè)計(jì)者的工作，他們不再需要為工件的每個(gè)形狀和特征計(jì)算出對(duì)應(yīng)的公差要求，只需要利用通用的標(biāo)準(zhǔn)體系并確保工件達(dá)成相匹配的質(zhì)量水平。

嘉能機(jī)械采用的公差標(biāo)準(zhǔn)

不同的制造工藝往往采用不同公差標(biāo)準(zhǔn)。例如，歐洲工程師最常用的減材制造工藝（如 CNC加工）公差標(biāo)準(zhǔn)體系是 ISO 2768 和 ISO 286。嘉能機(jī)械為客戶提供五種公差標(biāo)準(zhǔn)選擇：

ISO 2768 – F 精密級(jí)
ISO 2768 – M 中等級(jí)
ISO 286 – 6 級(jí)
ISO 286 – 7 級(jí)
ISO 286 – 8 級(jí)

ISO 2768 和 ISO 286 標(biāo)準(zhǔn)體系的主要差別是， ISO 2768 涵蓋了線性和角度尺寸的通用公差，而ISO 286 涵蓋柱體及其兩個(gè)平行平面的配合公差，如軸和孔的配合公差。如果工件的設(shè)計(jì)具有上述相關(guān)特征，兩套公差標(biāo)準(zhǔn)可以同時(shí)使用。

技術(shù)文件中的公差標(biāo)準(zhǔn)說明示例

下圖為公差標(biāo)準(zhǔn)說明表：

公差標(biāo)準(zhǔn)	線性尺寸通用公差	倒圓半徑及倒角高度通用公差	角度尺寸通用公差
ISO 2768 – M 中等級(jí) （標(biāo)準(zhǔn)級(jí)）	尺寸分段在 0.5 – 4000 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±0.1-2 mm	尺寸分段在 0.5 – 6 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±0.2-1 mm	長度分段在 10 – 400 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±1°-0°5’
ISO 2768 – F 精密級(jí)	尺寸分段在 0.5 – 2000 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±0.05-5 mm	尺寸分段在 0.5 – 6 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±0.2-1 mm	長度分段在 10 – 400 mm 的工件，公差為額定尺寸 ±1°-0°5’
ISO 286 – 8 級(jí)	尺寸范圍為 3 -2500 mm 的工件可以根據(jù)額定尺寸達(dá)到 0.014 – 0.33 mm 不等的公差控制
ISO 286 – 7 級(jí)	尺寸范圍為 3 – 2500 mm 的工件可以根據(jù)額定尺寸達(dá)到 0.01 – 0.21 mm 不等的公差控制。
ISO 286 – 6 級(jí)	尺寸范圍為 3 – 2500 mm 的工件可以根據(jù)額定尺寸達(dá)到 0.006 – 0.135 mm 不等的公差控制。

ISO 2768

ISO 2768 和衍生的相關(guān)幾何公差標(biāo)準(zhǔn)主要用于零件的機(jī)械加工或減材制造（如切削銑）工藝。

ISO 2768 僅適用于以下特征在圖紙中未注公差的公差管理（如圖紙有特殊公差標(biāo)注則不適用）:

線性尺寸（如外尺寸、內(nèi)尺寸、直徑、半徑、距離、倒角高度）
角度尺寸
機(jī)械加工組裝工件的線性尺寸和角度尺寸

線性尺寸

額定尺寸 (mm)		公差等級(jí) (mm)
尺寸下限	尺寸上限	精密級(jí)	中等級(jí)
0.5	3	±0.05	±0.1
3	6	±0.05	±0.1
6	30	±0.1	±0.2
30	120	±0.15	±0.3
120	400	±0.2	±0.5
400	1000	±0.3	±0.8
1000	2000	±0.5	±1.2
2000	4000	–	±2.0

倒圓半徑與倒角高度尺寸

額定尺寸 (mm)		公差等級(jí) (mm)
尺寸下限	尺寸上限	精密級(jí)	中等級(jí)
0.5	3	±0.2	±0.2
3	6	±0.5	±0.5
6	＞6	±1.0	±1.0

角度尺寸

額定尺寸 (mm)		公差等級(jí) (°,? )
尺寸下限	尺寸上限	精密級(jí)	中等級(jí)
–	10	±1°	±1°
10	50	±0°30?	±0°30?
50	120	±0°20?	±0°20?
120	400	±0°10?	±0°10?
400	＞400	±0°5?	±0°5?

ISO 286

ISO 286 適用于各種減材制造工藝并規(guī)定了下述特征的線性尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)：

柱體
兩個(gè)平行的相對(duì)表面

此公差標(biāo)準(zhǔn)僅用于圖紙中未注公差的相關(guān)特征。我們提供 ISO286 標(biāo)準(zhǔn)下三個(gè)公差等級(jí)供客戶選擇：分別為 6 級(jí)（IT6), 7級(jí) (IT7)，和 8級(jí) (IT8）。

ISO 286 提供了不同等級(jí)的配合公差標(biāo)準(zhǔn)，客戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的公差等級(jí)。

根據(jù) ISO286 標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)術(shù)語的進(jìn)一步說明如下:

額定尺寸： 由圖紙規(guī)格定義的具體特征的尺寸
實(shí)際尺寸： 通過測量得出的特征的尺寸
上限尺寸： 該特征的最大允許尺寸
下限尺寸： 該特征的最小允許尺寸
公差：上限尺寸到下限尺寸的差值

額定尺寸 (mm)		不同公差等級(jí)的偏差值
下限尺寸	上限尺寸	IT6	IT7	IT8
–	3	0.006	0.010	0.014
3	6	0.008	0.012	0.018
6	10	0.009	0.015	0.022
10	18	0.011	0.018	0.027
18	30	0.013	0.021	0.033
30	50	0.016	0.025	0.039
50	80	0.019	0.030	0.046
80	180	0.022	0.035	0.054
120	180	0.025	0.040	0.063
180	250	0.029	0.046	0.072
250	315	0.032	0.052	0.081
315	400	0.036	0.057	0.089
400	500	0.040	0.063	0.097
500	630	0.044	0.070	0.110
630	800	0.050	0.080	0.125
800	1000	0.056	0.090	0.140
1000	1250	0.066	0.105	0.165
1250	1600	0.078	0.125	0.195
1600	2000	0.092	0.150	0.230
2000	2500	0.110	0.175	0.280
2500	3150	0.135	0.210	0.330

對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)

ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)體系是大部分地區(qū)的通用體系，美國地區(qū)有與之相對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)體系（ASME）。ASME 體系與 ISO 體系在公差標(biāo)準(zhǔn)上存在若干差異。

下表列出了ISO標(biāo)準(zhǔn)體系與美國標(biāo)準(zhǔn)體系A(chǔ)SME 的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)	ISO 2768 (精密級(jí))	ISO 2768 (中等級(jí))	ISO 268 IT 6	ISO 268 IT 7	ISO 268 IT 8
對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)	–	–	ASME B4.1 Grade 6	ASME B4.1 Grade 7	ASME B4.1 Grade 8