(新)产品结构设计准则-公差(Tolerance )_
公差设计
工程师对组装后的预测感兴趣，因为可以对元件指定适合的公
差，使得在生产零件和组装时，可有最经济且无麻烦的效果。 在所有此种特性的组装问题，都包含有分布加总的知识
（addition of distributions）。这些存在于某一零件上的分布，
会和存在于第二个零件上的分布加总起来，如此一直到组装完毕。 这种分布相加，有如统计分布累加的过程，工程师应熟悉某些 基本统计原理，才能做到最经济的解答。
=0.250+0.750+0.325=1.325
组装体的公差
(公差A )2 (公差B )2 (公差C )2
位上，不受其他单位影响，若每个单位落在界限上或内都算合格。
规格的三大形态： Type A：规格是一种限制或要求，应用在产品中每一个个别单 位上，不受其他单位影响，若每个单位落在界限上或内都算合格。
4
Type B：这种规格就定义出该产品必须具备的分布才可被接收， 例如，该产品的平均数不应超过0.5mv，而且各别值应以自然 随机形势分布在平均数两侧，但最大分散度不可超过±0.03mv， 此种规格称为“分布的要求”（distribution requirements） 它们可能会或不会伴随Type A规格出现。
C.公差重叠（overlapping tolerance）
当我们把图面上所有零件的公差加总，可发现它们的总和大于
组装体所允许的公差，此时称为公差重叠，参考下图：
0.200±0.005 0.600±0.003 1.800±0.008 1.000±0.005
零件分散度为±0.005，±0.003，和±0.005
下图为用上述观念的一个例子：
0.250±0.004
0.750±0.005
公差基本知识
公差基本知识
3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing)
必要性 ① 使用Datum系统,与部品要求的性能相关的尺寸公差可以在图纸上标注 - 提交关于加工和组装工序设计,检查方法等的基准
② 使用最大实体公差方式,防止组装时的累积公差,保障完全的互换性. - 从图纸上的部品尺寸就可以计算出性能Gauge的制作尺寸 - 通过性能Gauge,就可以很容易地检证尺寸公差和状态及位置等的复合性能
公差基本知识
3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing)
◆ 公差符号
特性 直线度 (Straightness) 平面度 (Flatness) 垂直度 (Perpendicularity, Squareness) 倾斜度 (Angularity) 平行度 (Parallelism) 同心度 (Concentricity), 同轴度 (Coaxiality) 位置度 (Position) 圆度 (Circularity, Roundness)
几何公差系统关联的规定和特性符号的比较 ● 美国工业规则 (ANSI) - ANSI Y14.5-1956 - ANSI Y14.5M-1982
● 国际标准规则 (ISO) - ISO/R 1101-1969
● 韩国工业标准 (KS) : 以ISO标准为基准1986, 87年指定 - KS B0425 : 几何偏差的定义和表示 - KS B0608 : 几何公差的图示方法 - KS B0243 : 几何公差的Datum - KS B0242 : 最大实体公差方式 - KS B0418 : 制图 – 几何公差表示方式(位置图公差方式) - KS B0417 : 制图 – 公差表示方式的基本原则 - KS B0146 : 关于个别未注公差的形体的基本原则 16
第四节公差原则(toleranceprinciples)
当该轴处于最小实体状态时，其轴线直线度误差允许达到最大值，
即等于图样给出的直线度公差值（Ø0.1mm）与轴的尺寸公差
(0.3mm)之和Ø 0.4mm。
直线度/mm
Ø0.1 M
0.4 0.3
0.1
-0.3 Ø19.7 -0.2
ø20（dM） Ø 20.1(dMV)
Da/mm
最大实体要求应用实例（二）
定义：
确定尺寸公差补偿给相应要素的形位公差，且实 际轮廓遵守最大实体实效边界的要求。
当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位 误差值超出其给出的公差值。
标注：应用于被测要素时，在被测要素形位公 差框格中的公差值后标注符号“ M ”；
最大实体要求的应用
应用：适用于中心要素。主要用于只要 求可装配性的零件，能充分利用图样上 给出的公差，提高零件的合格率。
定义：确定尺寸公差补偿给相应要素的形状公 差，且实际轮廓遵守最大实体边界的要求。
应用：适用于单一要素。主要用于需要严格保 证配合性质的场合。
边界：最大实体边界。 测量：可采用光滑极限量规（专用量具）。
φ30h7 E φ30
包容要求标注
标注：在单一要素尺寸极限偏差或公差带代号 之后加注符号“ ”
Dfe Da f 40.015 0.015 40
DMV=39.98 ，零件合格
包容要求与最大实体要求
包容要求
轴 公差原则含义 孔
dm ≤dMMS=dmax da ≥dLMS=dmin Dm≥DMMS=Dmin Da≤DLMS=Dmax
边界尺寸为最大实体尺寸 MMS(dmax，Dmin)
最大实体要求
轴
dm≤dMMVS=dMMS+t形位 dmin≤da≤dmax
公差基本知识
● 国际标准规则 (ISO) - ISO/R 1101-1969
● 韩国工业标准 (KS) : 以ISO标准为基准1986, 87年指定 - KS B0425 : 几何偏差的定义和表示 - KS B0608 : 几何公差的图示方法 - KS B0243 : 几何公差的Datum - KS B0242 : 最大实体公差方式 - KS B0418 : 制图 – 几何公差表示方式(位置图公差方式) - KS B0417 : 制图 – 公差表示方式的基本原则 - KS B0146 : 关于个别未注公差的形体的基本原则 16
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公差基本知识
3. 几何公差(GD&T : Geometric Dimensioning & Tolerancing)
必要性 ① 使用Datum系统,与部品要求的性能相关的尺寸公差可以在图纸上标注 - 提交关于加工和组装工序设计,检查方法等的基准
② 使用最大实体公差方式,防止组装时的累积公差,保障完全的互换性. - 从图纸上的部品尺寸就可以计算出性能Gauge的制作尺寸 - 通过性能Gauge,就可以很容易地检证尺寸公差和状态及位置等的复合性能
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公差基本知识
2. 一般公差(General Tolerance)
◆ 铸造加工的铸件适用的普通公差 (KS B 0411)
基准尺寸(mm) 120以下
회 铸铁件的允许值(mm)
精密度高时 ±1.0
普通 ±1.5
大于120,小于 250
±1.5
±2.0
大于250, 小于400
±2.0
Tolerance-Analysis(公差分析)
• 组装时，给予部品尺寸的极限公差，设定System的Gap的方法
4) RSS(Root Sum of Square)
• 根据决定System的能力尺寸和复合产品的Capability 设定System Capability的统计方法
※ 公差分析的前提条件 : 需有比较完善的图纸管理基准,确保Cp > 1.0以上.
• 6 Sigma 水准的公差是
适用方法
适用公差
专门者的 意见
1.55 * 推定公差 (通常长期工程能力 用3 Sigma推定)
现存Data 活用
4.65 * σ lt 6.15 * σ st
注意事项
• 现在的设备, 对工厂环境或者技术 方面考虑不足,结果上可能 过大评价或者过小评价
• 使用生产Data, 假设为长期工程. If not,公差为过小评价
• 平均缝隙 μ gap = μ e - μ 1+2 = 80.0 - 79.0 = 1.0 mm
• 缝隙的标准偏差
σ gap
=
σ e2
+
σ
2 1+2
=
0.30482 + 0.23962
= 0.3877
• 短期工程的 Zgap = (0 - 1.0)/0.3877 = - 2.58 (参照 : Z = (X-μ )/σ , X=0, 正态分布表)
17部 Tolerance Analysis(公差分析)
1. 公差的概要 2. 线型公差分析 3. 非线型公差分析 4. 改善和管理
LGENT SIX SIGMA TASK TEAM
公差的概要 公差的概要
• 事前性定义 : 部品、 成份、 A’ssy、 制品的基准从目标值开始能够变化 所容许的量、指数、范围.
产品结构设计准则--公差 ( Tolerance )
产品结构设计准则--公差( Tolerance )
基本设计守则
大部份的塑胶产品可以达到高精密配合的尺寸公差，而一些收缩率高及一些软性材料则比较难於控制。
因此在产品设计过程时是要考虑到产品的使用环境，塑胶材料，产品形状等来设定公差的严紧度。
除着顾客的要求愈来愈高，以往的可以配合起来的观念慢慢的要修正过来。
配合、精密和美观是要同时的能在产品上发挥出来。
公差的精密度高，产品质素相对提高，但随之而来的是增加了成本和因达到要求而花更多的时间。
故此公差的设定可以跟随不同塑料来作一标准，以下是几种由塑料供应商提供的塑料公差设计要点。
而设计的容许公差范围是可在美国SPI规格内找得到。
不同材料的设计要点
LCP
液晶共聚物成品容许公差随着设计的复杂程度和壁厚而定。
薄壁的部份经常可以在液晶共聚物的产品上可找得到。
而且液晶共聚物容许公差可是极小容许公差的50%。
LCP液晶高分子设计容许公差的指南
PET
宝特龙 (PET) 的设计公差准则
POM
精密公差的标准叁考表。
导柱规格 (2)
导柱规格1. 引言导柱是一种用于定位和引导零件的机械元件，通常由金属制成。
在工业生产中，导柱被广泛用于模具、夹具和自动化设备中，用于确保零件的精确位置和稳定性。
本文将介绍导柱的常见规格和标准，以便读者在设计和选择导柱时能够做出合适的决策。
2. 导柱类型导柱按照不同的特征和用途可以分为多种类型，包括以下几种：1.普通导柱：普通导柱是最常见的导柱类型，通常用于一般的定位和引导任务。
它们具有标准的直径和长度，并且可根据需要进行定制。
普通导柱的表面通常经过磨削处理，以确保平滑度和精确度。
2.精密导柱：精密导柱是一种高精度的定位元件，通常用于要求更高的定位精度和稳定性的应用。
它们比普通导柱具有更严格的直径公差和圆度要求，并经过更精细的表面处理，以确保更高的平滑度和精确度。
3.轴向导柱：轴向导柱是一种具有凸台和凹槽的特殊导柱，在某些需要做径向定位的应用中使用。
凸台和凹槽的形状和尺寸可以根据需求进行定制，以实现精确的径向定位。
4.斜铁导柱：斜铁导柱是一种具有斜角的导柱，在某些需要斜向定位的应用中使用。
它们通过斜角可以实现在多个方向上的定位，并提高工件的稳定性和精确度。
3. 导柱规格导柱的规格通常取决于具体的应用需求和机械设计要求。
下面是一些常见的导柱规格：1.直径（Diameter）：导柱的直径是导柱的一个重要参数，通常以毫米（mm）为单位表示。
直径的选择应该根据零件的尺寸和重量来确定，以确保足够的刚性和稳定性。
2.长度（Length）：导柱的长度是指导柱的整体长度，通常以毫米（mm）为单位表示。
长度的选择应该根据设备的安装空间和定位要求来确定，以确保导柱能够满足定位精度。
3.材质（Material）：导柱的材质通常选用高强度和耐磨损的材料，例如工程塑料、碳钢、铬钢和高速钢等。
材质的选择应该根据具体的工作环境和耐用性要求来确定。
4.表面处理（Surface Treatment）：导柱的表面通常需要进行处理，以提高表面的光滑度和耐磨性。
公差（tolerance）
公差（tolerance）公差(tolerance)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。
所以说公差是一个使用范围很广的概念。
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。
几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。
①尺寸公差。
指允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。
②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。
③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。
公差表示了零件的制造精度要求，反映了其加工难易程度。
公差等级分为IT01、IT0、IT1、…、IT18共20级，等级依次降低，公差值依次增大。
IT表示国际公差。
公差等级或公差数值选择的基本原则是：应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好，一般配合尺寸用IT5～IT13，特别精密零件的配合用IT2～IT5，非配合尺寸用IT12～IT18，原材料配合用IT8～IT14。
零件加工后的表面粗糙度。
过去称为表面光洁度。
在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为1、2……14。
后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。
表面粗糙度基本概念经过机械加工的零件表面，总会出现一些宏观和微观上几何形状误差，零件表面上的微观几何形状误差，是由零件表面上一系列微小间距的峰谷所形成的，这些微小峰谷高低起伏的程度就叫零件的表面粗糙度。
表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件有接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。
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产品结构设计准则--公差( Tolerance )
基本设计守则
大部份的塑胶产品可以达到高精密配合的尺寸公差，而一些收缩率高及一些软性材料则比较难於控制。
因此在产品设计过程时是要考虑到产品的使用环境，塑胶材料，产品形状等来设定公差的严紧度。
除着顾客的要求愈来愈高，以往的可以配合起来的观念慢慢的要修正过来。
配合、精密和美观是要同时的能在产品上发挥出来。
公差的精密度高，产品质素相对提高，但随之而来的是增加了成本和因达到要求而花更多的时间。
故此公差的设定可以跟随不同塑料来作一标准，以下是几种由塑料供应商提供的塑料公差设计要点。
而设计的容许公差范围是可在美国SPI规格内找得到。
不同材料的设计要点
LCP
液晶共聚物成品容许公差随着设计的复杂程度和壁厚而定。
薄壁的部份经常可以在液晶共聚物的产品上可找得到。
而且液晶共聚物容许公差可是极小容许公差的50%。
LCP液晶高分子设计容许公差的指南
PET
宝特龙(PET) 的设计公差准则
POM
精密公差的标准叁考表。