EUCNC 加工公差：类型和解释
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CNC 加工公差：类型和解释
近年来，加工工艺发生了显着的变化。然而，尽管取得了进步，但有一个方面仍然不变：不存在完美的加工。无论选择何种制造工艺，CAD 模型中显示的测量值与制造零件的实际尺寸之间始终存在细微差别。
事实上，如果您使用相同的加工工艺和数控机床尝试制造两个相同的零件，这些零件之间会存在一些差异。
那么，制造商如何确保消费品生产的一致性呢？这是哪里 CNC加工公差 进来。
在本文中，我将向您介绍以下要点 CNC加工公差。继续阅读以了解有关加工公差的概念、如何测量和计算以及不同类型的 CNC 加工公差的更多信息。
什么是 加工公差？
加工公差，也称为尺寸精度，是指图纸测量值与最终尺寸之间的最大允许偏差。它通常由前面带有 ± 符号的数字表示。
例如，如果为蓝图长度为 10 毫米的零件指定 ±0.05 毫米的公差，则最终测量结果可能介于 9.95 毫米和 10.05 毫米之间。任何在此范围内的值都将通过质量检验。
数控加工 以其极高的精度和实现严格公差的能力而闻名。然而，以更小或更严格的公差表示的高精度将显着增加加工成本和生产时间。由于不同的组件需要不同的精度级别，因此分配特定的组件更具成本效益 CNC加工公差 根据零件要求。
这样，机械师可以根据需要在较宽松的公差或较严格的公差之间变化。
的计算与表达 加工公差
在开始实际计算加工公差之前，我将带您了解需要熟悉的常用术语。
标称值或基本尺寸 – 这是 CAD 图纸上提供的测量值。该值是理论值，因为设计人员知道最终测量结果会略有不同。
实际尺寸 - 顾名思义，这是制造零件的最终尺寸。制造工艺的目标是确保实际尺寸和基本尺寸尽可能接近。
上限 – 这是零件的最大允许尺寸。如果零件的尺寸超过该值，则该零件将不再可用。
下限 – 同样，下限是零件的最小允许尺寸。如果实际尺寸小于该值，则该零件将被拒绝。
偏差 - 这是零件测量值与标称值之间允许的最大差异。偏差有两种类型：上偏差和下偏差。
上偏差是按如下方式计算的正值；
上偏差=上限-标称值
同样，下偏差是按如下方式计算的负值；
下偏差=下限-标称值
现在我们了解了与加工公差相关的术语，让我们进入数学部分。
加工公差是测量上限和下限之间的差值。有了这个定义，计算零件的公差就变得非常容易。
作为说明，假设基本长度为 100 毫米的桌子有以下限制：
- 上限 – 110 毫米
- 下限 – 90 毫米
- 公差是极限公差之间的差值；
- 公差 (t) = 上限 – 下限
- t = 110 – 90 = 20 毫米
- 在这种情况下，公差带也可以表示为±10mm。
常见类型 数控加工中的公差
工程公差是现代数控加工的一个重要方面。它们帮助制造商在批量生产的情况下生产出高质量的零件和可互换组件。
现在我们已经熟悉了 CNC 加工中公差的基础知识，我将带您了解不同类型的公差。
几何公差
工程公差是现代数控加工的一个重要方面。它们帮助制造商在批量生产的情况下生产出高质量的零件和可互换组件。
现在我们已经熟悉了 CNC 加工中公差的基础知识，我将带您了解不同类型的公差。
- 一般公差
一般公差，也称为标准加工公差，指定最常用加工零件的典型公差。如果工程图纸没有提供具体的公差要求，机械师将应用标准公差。
标准加工公差适用于各种部件，包括线性和角度尺寸以及外半径和倒角。它们基于国际标准，通常以图表形式呈现。例如，欧洲采用 ISO 2768 标准，而美国采用 ASME 的 Y14.5 标准。
单边公差
单向公差是指允许的偏差只能发生在一个方向上。这意味着可以存在正方差或负方差，但不能同时存在两者。
例如，单边公差+0.00/-0.05毫米意味着最终尺寸可以比标称值小0.05毫米。然而，更大的部分是不可接受的。
单边公差通常用于安装到其他零件中的零件。如果这些零件大于指定的尺寸，它们将无法安装到其位置。
假设将直径为 20 毫米的管道插入相同直径的孔中。如果管道的测量值超过 20 毫米，该部件将无法使用。在这种情况下，允许的方差将为负。
双边公差
与单边公差不同，双边公差暗示允许的偏差可以在任一方向。换句话说，最终尺寸可以比指定的尺寸稍大或稍小。
例如，如果直径为20毫米的零件双边公差为±0.05毫米，则上限和下限将为20.05毫米和19.95毫米。因此，该公差范围内的所有值都是允许的。 19.95 – 20.05 mm 是极限公差的示例，其中 19.95 为下限，20.05 为上限。
双边公差通常用于外部尺寸。
GD＆T
几何尺寸和公差 (GD&T) 比标准加工公差更全面。除了尺寸及其允许的偏差之外，该系统还详细说明了零件的进一步几何特征。
例如，如果长凳的高度为 500 毫米，可接受的偏差为 20 毫米，这意味着长凳一端高度为 480 毫米，另一端高度为 520 毫米仍然是允许的。这就是 GD&T 的用武之地。在这种情况下，它会概述该特征的设计意图是平坦的表面。
除了平面度之外，GD&T 还传达零件特性，例如直线度、圆度、对称性、同心度、位置、平行度和垂直度。
尺寸公差
尺寸公差规定了仅适用于特征尺寸的限制。此控件仅适用于测量，它不定义特征的其他方面，例如形状、方向和轮廓。可能具有公差的常见尺寸类型包括线性尺寸、角度尺寸和径向尺寸。
例如，桌子的高度公差可能为 ±20 毫米，这意味着桌子稍高或稍矮都是可以接受的。
位置公差
位置公差是特征与其真实位置的最大允许偏差。正如我已经讨论过的，制造的零件无法与蓝图完美匹配。这也适用于特征的位置。
“真实位置”是特征的理论位置，基本或标称尺寸勾勒出它的轮廓。位置公差定义了特征位置相对于预期位置的限制。它对于配合零件尤其重要，因为它有助于顺利组装。
位置公差通常应用于孔、凸台和键槽等特征。
角度公差
角度公差控制与基准表面成一定角度的特征的方向。请注意，角度并不定义特征之间的角度变化，例如 ±5 度。相反，它勾画出由两条相对于基准呈指定角度的平行线组成的公差带。引用的要素应位于该区域中才能被接受。
角度标注对于以一定角度配合的零件特别有用。这种控制是使用坐标测量机 (CMM)、角度板或平台来测量的。
跳动公差
跳动公差是一种控制类型，当特征绕基准轴旋转 360 度时，它对特定特征相对于基准的波动程度建立限制。换句话说，跳动指定当特征绕中心轴旋转时可以发生多少变化。
跨行业的许多应用都需要旋转部件，这使得旋转公差非常普遍。常见用途包括主轴、轴、钻头、齿轮和轮子。
表面光洁度公差
表面光洁度公差保持对零件表面与标称表面的允许变化的控制。
零件的表面光洁度由三个独立的部分组成：波纹度、粗糙度和表面粗糙度。当机械师谈论“表面光洁度”时，他们通常指的是表面粗糙度。
保持预期的表面光洁度限制至关重要，因为该参数将显着影响零件的外观、功能和整体质量。
同心度公差
同心度公差是一种位置标注。它对参考特征的中点相对于基准轴的位置设置限制。
同心度在机械加工中是相当复杂且难以实现的。因此，通常使用更简单的 CNC 加工公差（例如跳动和位置）来代替它。对于传动齿轮、轴等复杂部件，通常要预留同心度。
圆度公差
圆度公差，也称为圆度公差，是一种控制圆完美程度的二维标注。它确保圆形横截面尽可能接近真实的圆形。
圆度公差带由 2 个理论上完美的同心圆组成。名义上圆形部件中的所有点都需要位于该公差带内才能被接受。
圆度是一种常见的控制方法，因为许多应用都需要完美的圆形零件。其中包括轴承和旋转轴。
直线度公差
直线度公差是控制零件特征均匀性的二维标注。无论任何基准如何，它都会参考特征的直线程度。
直线度公差可以应用于表面或轴。表面直线度使用高度规测量，而轴直线度可以使用千分表或圆柱规测量。
直线度标注通常用于需要线接触的配合零件。
平行度公差
平行度公差控制两个零件特征的平行度。平行度有表面平行度和轴平行度两种，其中前者最为常见。
与参考表面平行的两个平行平面定义了公差带。为了使零件通过质量检查，表面上的所有点都需要位于公差范围内。
当两个同步部件之间需要均匀分离时，并行度公差会派上用场。此外，这种控制可确保圆柱孔等特征不会逐渐变细。
现代坐标测量机使测量并行度变得非常容易。如果没有这些小工具，您可以使用高度规或平台来确定平行度。
平面度公差
平整度是很多人的要求 CNC加工件。虽然没有任何表面可以完全平坦，但机械师可以制造出足以满足其预期应用的平坦表面。
平整度公差控制表面的平整度。它定义了公差带，该公差带由两个平行平面组成，平面的每一侧各有一个。如果相关表面的所有点都位于公差范围内，则该零件在可接受的范围内。
如果方向不是那么重要，我们使用平整度来确保两个表面可以彼此齐平。当您想在表面上保持均匀的磨损时，此属性也很重要。
平面度标注的一个很好的例子是游标卡尺。该仪器使用固定和滑动钳口进行测量。如果这两个表面不够平坦，动颚在运动过程中就会被卡住。
平面度测量工具包括坐标测量机、3D 扫描仪和千分表。
垂直度公差
垂直度公差是一种方向控制，它定义了特征应被视为充分垂直的边界。垂直度有两种类型：表面垂直度和轴垂直度。
顾名思义，表面垂直度应用于与基准成 90 度角的表面。轴垂直度控制轴与完美 90 度角的变化。
垂直度公差通常应用于孔的中轴。
作者
加文·利奥 是 Aria 的技术作家 8年工程经验，精通各种材料的加工特性和表面光洁度工艺。并参与开发了100多个复杂注塑和数控加工项目。他热衷于分享他的知识和经验。