为什么尺寸公差很重要

尺寸公差是设计和制造过程的关键部分。公差是分配给零件尺寸的测量数值范围，表明制造团队可以偏离标称测量多少。花时间在适当的公差预制造上可以实现快速、高效的构建。

想象一下，您为一个新项目订购了 50,000 个组件，其中一半到货时尺寸太小了 0.2 毫米。对于某些部分，这种变化无关紧要，但对于您的特定部分，差异会导致一半的部分无法使用。现在您必须尝试挽救尺寸过小的零件，或者重新开始。如果您在设计过程的早期就为您的组件定义了适当的公差，那么这种浪费的时间和精力是可以避免的。

您对制造材料、装配设计以及其他设计和生产要素考虑得越深入，您的尺寸公差和配合就越精确。强大的尺寸公差分析流程将帮助您确定组件的最佳公差，帮助确保您的零件高效、可靠且功能齐全。

了解尺寸公差

尺寸公差可以应用于任何元素，包括颜色、纹理、温度和形状，以及腐蚀等自然现象。

通常，公差是产品 X、Y 和 Z 尺寸的数值测量值。以下是描述组件尺寸公差的各种要素的一些常用术语：

• 基本尺寸或标称尺寸 :组件的理想尺寸
• 低偏差 n：零件的最小组件尺寸与其基本尺寸之间的差异
• 上偏差 :零件的最大组件尺寸与其基本尺寸之间的差异
• 公差带 :公差上限和下限的范围（即所有组件的偏差）

零件的公差可以是“紧”或“松”，这取决于组件的测量需要有多精确。严格的公差允许非常小的上下偏差，这使得它们精确但昂贵，因为它们需要专门的制造设备。

宽松的公差允许更多的回旋余地，这可能更实惠 - 但过于宽松的尺寸公差会影响精度和可用性。为了达到最佳公差，您必须在成本效益生产和功能所需的精度之间取得平衡。

为什么尺寸公差很重要？

公差对于确保您的零件装配在一起以形成成功的最终产品至关重要。您将希望尽可能地测量您的公差 - 最准确的尺寸公差分析将考虑误差范围，而不会要求昂贵的超精度。实现这种平衡将确保您只使用必要的制造材料、工具和劳动力，从而减少生产时间和成本。

当然，由于制造误差和材料的自然、不可避免的变化，组件的尺寸总是会出现偏差。创建公差的目的不是完全避免这些错误，而是考虑这些变化并控制它们。考虑到材料和制造方法的物理限制的公差可以帮助您对零件的生产一致性充满信心。

对 3D 打印的移动部件具有准确的尺寸公差尤为重要，因为即使是最小的偏差也可能导致尺寸差异，从而导致不兼容——这可能会发生在许多单独的组件上。在您的设计中考虑尺寸公差将有助于消除制造过程中的歧义，确保有效制造并最终获得高性能零件。

尺寸公差的提示和技巧

创建公差对于产品的成功至关重要，但它可能既复杂又必不可少。在决定组件的公差时，您必须考虑设计的每个物理特性、装配过程中的每个步骤以及最终产品的每个潜在应用。以下是产品设计师、开发人员和工程师在为其组件创建公差时可能犯的一些常见错误：

在精度方面没有达到标准

很容易创建过松或过紧的公差。此外，通常无法有效地测量表面粗糙度和模具温度等环境因素，这会极大地影响您的公差。在设计过程的早期考虑应用要求、性能预期和环境因素。否则，您可能会冒重新制造组件的风险——这可能会导致成本、时间和资源增加。

忽略后期处理和整理注意事项

精加工或后处理（例如涂层或电镀）也会影响给定组件的公差带。不知道这些步骤，或者只是在设计和原型制作阶段忽略它们，可能会导致误测公差。

让您的容忍度随遇而安

如果您不指定公差，您的制造团队或供应商可能会将他们自己的公差放在您的组件上，这可能导致尺寸不正确和零件无法使用。

如何公差零件

在设计过程中尽早确定公差非常重要。这使您可以在整个产品开发生命周期中牢记关键注意事项。以下五个步骤可帮助您确定公差：

• 识别组件的功能 ：您的角色在更大的用例图片中扮演什么角色？另外：它的字面意思是什么？它是静止的，还是会旋转、摆动、受到摩擦或需要承重？它是更大组件的一部分吗？所有这些问题都将帮助您定义尺寸公差。
• 考虑你的材料 ：不同的材料具有独特的化学和机械性能，需要考虑的余量也不同。例如，塑料更容易发生尺寸变化，因此塑料注射部件的尺寸公差必须考虑到增加的变化。
• 考虑您的制造程序 ：就像材料一样，不同的制造方法和工具可能需要您在创建公差时考虑独特的测量误差。刚性机械可以适应更严格的公差，而橡胶零件的一般公差必须考虑到收缩和膨胀引起的更多变化。
• 进行成本效益分析 ：使用上述信息，在过紧和​​过松公差之间找到平衡点。保持制造过程简单、快速且具有成本效益，同时确保每个单独组件的尺寸正确。
• 考虑容差松弛和堆叠 ：公差松弛是产品的总公差带，结合了每个单独组件的公差带。了解您的容差松弛度可以帮助您避免容差叠加——这是当过多的小容差不准确导致更大的错误和误算时。

完成这五个步骤后，您就可以开始定义这些尺寸公差和配合了。

使用快速半径创建尺寸公差

有效地容忍给定的零件需要权衡许多相关因素并进行尽职调查，以确保您已相应地评估了潜在的风险和收益。这可能是一个乏味的过程，并且可能涉及一系列不可预测的考虑。为了简化和简化公差流程，更广泛地说，为了更好地优化您的设计，请考虑与 Fast Radius 等按需制造商合作。

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