什么是公差?公差的定義和類型綜述

發布日期: 2024-05-22

在設計機械部件或繪制圖紙時,公差知識至關重要。本文將簡要介紹什么是公差,以及學習公差時需要了解的相關知識。
在設計機械部件或繪制圖紙時,公差知識至關重要。

 

?什么是公差?

公差指的是加工過程中不可避免的誤差,是容許的誤差值上限與下限之差(容許范圍)。
公差指的是加工過程中不可避免的誤差,是容許的誤差值上限與下限之差(容許范圍)。
例如,如果要通過機械加工的方法來切削一個直徑為50毫米的圓柱體,那么成品的直徑不可能精確到恰好50毫米。這是因為像剪刀沿著直線剪切時會產生微小的形變一樣,機械加工也會產生微小誤差。此外,溫度導致的材料和機械熱脹冷縮、材料固有誤差等也會導致成品出現誤差。因此,雖然我們能夠“以50毫米為目標”來進行加工,但成品很難精確到恰好50毫米。
因此,在設計過程中,我們要決定能夠容許多大的誤差。設計圖紙和加工圖紙將設計中允許的誤差范圍定義為 “公差”?;旧?,誤差在公差范圍內呈正態分布。 對于質量控制而言,檢查加工產品的尺寸并分析該分布的峰值在公差范圍內的什么位置以及分布的趨勢如何延伸是非常重要的。在確定公差時,有時會根據這種分布來確定適當的公差。此外,在組合多個零件時,誤差也會隨之累積。然而,如果公差像這樣不斷積累的話,最后就會無法獲得理想的精度。因此,通常的做法是參考誤差分布,通過計算來求取新的公差。在切割3毫米的材料時,1毫米的誤差看起來很大;但切割3米材料時,1毫米的誤差幾乎可以忽略不計。通常而言,材料越大誤差值也越大。除了長度以外,角度和形狀也存在公差。

?公差的類型

圖紙中的尺寸和形狀標注有多種類型。公差也包括如下4種類型。
圖紙中的尺寸和形狀標注有多種類型。公差也包括如下4種類型。
?一般公差—對各個尺寸進行統一標注的容許公差
?尺寸公差—與長度等尺寸相關的容許公差(大小公差)
?幾何公差—規定形狀的容許公差

下面解釋一下各種公差類型。
?一般公差
一般公差指的是JIS中規定的被稱為“近似標準”的誤差范圍,其取決于加工方法和材料尺寸,也稱為普通公差。
一般公差不需要標注在圖紙中的尺寸上??梢栽趫D框中添加注釋,例如加上“未標注部位適用一般公差”這句話后,即表示適用JIS B 0405:1991等標準中規定的未標注加工尺寸的普通容許公差標準。根據加工方法和材料的不同,一般公差中有時還會采用不同的等級。更多信息請參閱一般公差的說明頁。
?尺寸公差(大小公差)
尺寸公差是指適用于圖紙中標注尺寸的公差,尺寸對象如長度、距離、位置、角度、大小、孔徑、圓角和倒角等。用于表示與一般公差不同的公差。與一般公差不同,尺寸公差沒有明確的標準,可以根據設計者的意圖任意指定數值,但根據加工方法等的不同,其可實現的范圍是有限的。尺寸公差包括2種類型,即雙邊公差和單邊公差。更多信息請參閱尺寸公差的說明頁面。另外,圖紙中尺寸公差的標注、填寫方法也請參閱該頁面。
?幾何公差
幾何公差是指無法單獨用尺寸定義的誤差范圍。例如,當您要為兩個孔的中心位置定義誤差范圍時,就會用到它。 它與尺寸和其他信息一起標注在圖紙上。更多信息請參閱幾何公差的說明頁面。
?配合公差
配合公差指的是相對于軸和孔的精度??缀洼S之間的關系經常用于機械中。例如,旋轉軸和支撐它的孔,或安裝在旋轉軸上使其與旋轉軸一起旋轉的零部件。在孔和軸之間具有不同的緊密度關系。 這種關系就稱為 “配合”,與所需配合相對應的公差稱為配合公差。

配合關系有下述3種類型。
間隙配合:軸與孔之間存在間隙的關系類型。例如像螺栓穿過鋼板一樣方便拆裝,或者像活塞一樣可在孔中滑動時,就會采用間隙配合。
過盈配合:軸直徑略大于孔直徑的關系類型。例如在”熱壓配合”中需將帶孔的部件進行加熱,孔膨脹擴大后將軸壓進孔中,此時需要使用非常強大的機械力才能將軸插入。因此,過盈配合基本上都需要進行”壓入”加工。
過渡配合:這是一種介于間隙配合和過盈配合之間的配合關系,表示一種極為精確、不會令部件出現松動的關系類型。

更多信息請參閱配合公差的說明頁面。

 

?公差與制造成本的關系

那么,這些公差對加工和生產成本有何影響呢?
那么,這些公差對加工和生產成本有何影響呢?
在許多情況下,機器零件組合時需要更高的精度,例如,確保零件組裝在一起不會發出響聲,或確保零件被固定到一側。一般公差無法達到這樣的精度,因此需要對尺寸單獨標注公差。如果標有公差,則必須檢查加工后的尺寸是否在公差范圍內。當然,公差精度設定得越高,加工難度就越大,要檢查更精確的尺寸,就需要能讀取更小刻度的測量儀器。因此,公差要求越高,加工和檢查的相關成本就越高。故而在標注公差時,必須仔細考慮是否真的需要這樣的公差和精度。此外還需要同時考慮所標注公差的檢查方法。

 

?公差設計的優點

如果每個部件的公差設計得過于嚴格,那么成本也會相應地增加。而如果公差設計得過于寬松,則會增加發生故障的可能性。公差設計指的就是綜合考慮產品品質和成本等因素來設定公差。掌握了公差設計和公差計算后,就可以在盡量不增加成本的情況下提高質量,并在保證質量的同時降低成本。
更多信息請參閱公差設計的優點/計算實例的相關頁面。

 

?材料、加工和尺寸公差

尺寸公差會因材料和加工方法的不同而出現很大差異。更多信息請參閱根據材料和加工方法設定尺寸公差的相關說明頁面。

 

?機械元件和公差

螺釘和軸承等機械元件有著自己獨有的公差等級。此類機械元件中會采用與一般公差不同的公差標準。

 

?總結

公差被定義為加工過程中無法避免的誤差的可接受范圍。公差包括一般公差、尺寸公差、幾何公差和配合公差。設計人員應了解功能所需的公差,如果需要指示嚴格的公差,最好先咨詢加工負責人。

 

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