零件可互換性和尺寸公差的概念后來(lái)已經(jīng)成為制造的標(biāo)準(zhǔn)部分。不幸的是，公差的誤用可能會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題。例如，過(guò)于嚴(yán)格的公差可能要求零件經(jīng)過(guò)二次磨削或電火花放電（EDM）加工才能完成，從而不必要地增加成本和交貨時(shí)間。“過(guò)松”的公差或與配套零件的公差不符可能會(huì)導(dǎo)致裝配不可能，導(dǎo)致需要返工，或者在最糟糕的情況下，使成品無(wú)法使用。

為了避免這些不愉快的情況，本設(shè)計(jì)提示提供了一些建議，介紹了如何在Protolabs正確應(yīng)用零件公差，以及一些常用的標(biāo)記的定義。我們還將探討零件公差的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即在美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）Y14.5規(guī)范下定義的“幾何尺寸和公差”（Geometric Dimensioning and Tolerancing，GD&T）系統(tǒng)。

CNC加工的標(biāo)準(zhǔn)公差

在Protolabs的標(biāo)準(zhǔn)原型和生產(chǎn)加工公差為正負(fù)0.005英寸（0.13毫米）。這意味著任何零件特征的位置、寬度、長(zhǎng)度、厚度或直徑與名義尺寸的偏差不會(huì)超過(guò)這個(gè)值。例如，您計(jì)劃訂購(gòu)的1英寸（25.4毫米）寬支架將在0.995英寸到1.005英寸之間（25.273毫米到25.527毫米）測(cè)量，而該支架一側(cè)的0.25英寸（6.35毫米）孔的直徑將在0.245英寸到0.255英寸之間（6.223毫米到6.477毫米）。

這已經(jīng)相當(dāng)接近了，但如果您需要更高的精度，我們的標(biāo)準(zhǔn)精密或生產(chǎn)加工公差為正負(fù)0.002英寸（0.051毫米）。我們還能夠在鉸孔上保持正負(fù)0.0005英寸（0.0127毫米），并在零件的同一側(cè)上特征位置保持正負(fù)0.002英寸（0.051毫米）。然而，根據(jù)零件的幾何形狀和材料，通常可以實(shí)現(xiàn)更高的精度，前提是您在上傳文件時(shí)讓我們知道您的要求。對(duì)于這些和其他特殊情況，請(qǐng)務(wù)必在上傳文件報(bào)價(jià)時(shí)做好標(biāo)注。

CNC加工的公差指南

另外，請(qǐng)注意這些都是雙邊公差。如果以單邊方式表示，標(biāo)準(zhǔn)公差將為正0.000/負(fù)0.010英寸（或正0.010/負(fù)0.000英寸），而在我們的支架示例中，基于極限的公差將是1.005/0.995英寸。

所有這些都是可接受的，公差的度量單位也可以使用公制值，只要在設(shè)計(jì)中明確注明。為避免混淆，請(qǐng)堅(jiān)持使用“三位小數(shù)”顯示尺寸和公差，避免額外的零，比如1.0000英寸或0.2500英寸，除非有絕對(duì)必要。

對(duì)于加工公差的考慮還包括表面粗糙度，標(biāo)準(zhǔn)提供的平坦和垂直表面的表面粗糙度為63微英寸，而曲面的表面粗糙度為125微英寸或更好。

這對(duì)大多數(shù)用途來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了，但對(duì)于金屬零件上的外觀要求較高的表面，通?？梢酝ㄟ^(guò)輕微的噴丸處理來(lái)改善外觀。查看我們的CNC表面處理指南以獲取示例，如果您需要更平滑的表面，請(qǐng)?jiān)谠O(shè)計(jì)中注明，我們將盡力滿(mǎn)足您的要求。

幾何尺寸和公差

另一個(gè)需要考慮的因素是，如前所述，我們可以接受GD&T公差。這提供了更深層次的質(zhì)量控制，包括各種零件特征之間的關(guān)系，以及形狀和適合度的限定條件。以下是一些常見(jiàn)的GD&T公差：

真位置（True position）：在之前提到的支架示例中，我們通過(guò)指定X和Y距離及其允許與一對(duì)垂直零件邊緣的偏差來(lái)指定孔的位置。在GD&T中，孔的位置將由其相對(duì)參考基準(zhǔn)的真位置來(lái)指定，伴隨著MMC（最大材料條件）或LMC（最小材料條件）的限定條件。

平面度（Flatness）：銑削表面通常相當(dāng)平坦，但由于在加工過(guò)程中的內(nèi)部材料應(yīng)力或夾緊力，一些變形可能會(huì)發(fā)生，特別是在薄壁和塑料零件上，一旦零件從機(jī)器上取下來(lái)，就會(huì)發(fā)生一些翹曲。GD&T平面度公差通過(guò)定義一個(gè)銑削表面必須位于其中的兩個(gè)平行平面來(lái)控制這一點(diǎn)。

圓度（Cylindricity）：由于大多數(shù)銑削表面相當(dāng)平坦，大多數(shù)孔和轉(zhuǎn)動(dòng)表面都相當(dāng)圓，因此使用正負(fù)0.005英寸（0.127毫米）的公差，支架示例中的0.25英寸（6.35毫米）孔可能在一種方向上呈橢圓形，尺寸為0.245英寸（6.223毫米），而在另一方向上為0.255英寸（6.477毫米）。使用圓度，即規(guī)定了一個(gè)加工孔必須位于其中的兩個(gè)同心圓柱內(nèi)，制造商可以消除這種不太可能的情況。

同軸度（Concentricity）：靶心上的環(huán)是同軸的，就像您汽車(chē)上的車(chē)輪是同軸的一樣。如果一個(gè)鉆孔或鉸孔必須與同軸的法蘭孔或圓形法蘭墊塊完全一致，那么同軸度的要求是確保這一點(diǎn)的最佳方式。

垂直度（Perpendicularity）：顧名思義，垂直度確定了一個(gè)水平加工表面到附近垂直表面的最大偏差。它還可以用于控制轉(zhuǎn)臺(tái)肩部與相鄰直徑或零件中心軸的垂直度。

GD&T還有其他方面需要考慮，包括平行度、直線(xiàn)度、輪廓和角度等，這些都在ASME Y14.5中詳細(xì)規(guī)定。然而，與任何其他非標(biāo)準(zhǔn)公差一樣，它們必須在上傳設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)出。使用GD&T的公差還意味著項(xiàng)目將繞過(guò)我們的自動(dòng)報(bào)價(jià)過(guò)程，而會(huì)轉(zhuǎn)到我們的myRapid報(bào)價(jià)體驗(yàn)，以獲得CNC加工的高精度/高數(shù)量選項(xiàng)。